GNU Linux-libre 5.10.215-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/seq_file.h>
24 #include <linux/kasan.h>
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/cpuset.h>
27 #include <linux/mempolicy.h>
28 #include <linux/ctype.h>
29 #include <linux/debugobjects.h>
30 #include <linux/kallsyms.h>
31 #include <linux/memory.h>
32 #include <linux/math64.h>
33 #include <linux/fault-inject.h>
34 #include <linux/stacktrace.h>
35 #include <linux/prefetch.h>
36 #include <linux/memcontrol.h>
37 #include <linux/random.h>
38
39 #include <trace/events/kmem.h>
40
41 #include "internal.h"
42
43 /*
44  * Lock order:
45  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
46  *   2. node->list_lock
47  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
48  *
49  *   slab_mutex
50  *
51  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
52  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
53  *
54  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
55  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects:
56  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
57  *      B. page->inuse          -> Number of objects in use
58  *      C. page->objects        -> Number of objects in page
59  *      D. page->frozen         -> frozen state
60  *
61  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
62  *   on any list except per cpu partial list. The processor that froze the
63  *   slab is the one who can perform list operations on the page. Other
64  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
65  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
66  *   page's freelist.
67  *
68  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
69  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
70  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
71  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
72  *   modified without taking the list lock).
73  *
74  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
75  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
76  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
77  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
78  *   the list lock.
79  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
80  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
81  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
82  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
83  *
84  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
85  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
86  *
87  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
88  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
89  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
90  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
91  * cannot scan all objects.
92  *
93  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
94  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
95  * fast frees and allocs.
96  *
97  * page->frozen         The slab is frozen and exempt from list processing.
98  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
99  *                      such as satisfying allocations for a specific
100  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
101  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
102  *                      list operations. It is up to the processor holding
103  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
104  *                      when the slab is no longer needed.
105  *
106  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
107  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
108  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
109  *                      freelist that allows lockless access to
110  *                      free objects in addition to the regular freelist
111  *                      that requires the slab lock.
112  *
113  * SLAB_DEBUG_FLAGS     Slab requires special handling due to debug
114  *                      options set. This moves slab handling out of
115  *                      the fast path and disables lockless freelists.
116  */
117
118 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
119 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
120 DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(slub_debug_enabled);
121 #else
122 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(slub_debug_enabled);
123 #endif
124 #endif
125
126 static inline bool kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
127 {
128         return kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_DEBUG_FLAGS);
129 }
130
131 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
132 {
133         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE))
134                 p += s->red_left_pad;
135
136         return p;
137 }
138
139 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
140 {
141 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
142         return !kmem_cache_debug(s);
143 #else
144         return false;
145 #endif
146 }
147
148 /*
149  * Issues still to be resolved:
150  *
151  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
152  *
153  * - Variable sizing of the per node arrays
154  */
155
156 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
157 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
158
159 /* Enable to log cmpxchg failures */
160 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
161
162 /*
163  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
164  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
165  */
166 #define MIN_PARTIAL 5
167
168 /*
169  * Maximum number of desirable partial slabs.
170  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
171  * sort the partial list by the number of objects in use.
172  */
173 #define MAX_PARTIAL 10
174
175 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
176                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
177
178 /*
179  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
180  * issues when checking or reading debug information
181  */
182 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
183                                 SLAB_TRACE)
184
185
186 /*
187  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
188  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
189  * metadata.
190  */
191 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
192
193 #define OO_SHIFT        16
194 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
195 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
196
197 /* Internal SLUB flags */
198 /* Poison object */
199 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
200 /* Use cmpxchg_double */
201 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
202
203 /*
204  * Tracking user of a slab.
205  */
206 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
207 struct track {
208         unsigned long addr;     /* Called from address */
209 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
210         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
211 #endif
212         int cpu;                /* Was running on cpu */
213         int pid;                /* Pid context */
214         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
215 };
216
217 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
218
219 #ifdef CONFIG_SYSFS
220 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
221 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
222 #else
223 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
224 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
225                                                         { return 0; }
226 #endif
227
228 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
229 {
230 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
231         /*
232          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
233          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
234          */
235         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
236 #endif
237 }
238
239 /********************************************************************
240  *                      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         /*
253          * When CONFIG_KASAN_SW_TAGS is enabled, ptr_addr might be tagged.
254          * Normally, this doesn't cause any issues, as both set_freepointer()
255          * and get_freepointer() are called with a pointer with the same tag.
256          * However, there are some issues with CONFIG_SLUB_DEBUG code. For
257          * example, when __free_slub() iterates over objects in a cache, it
258          * passes untagged pointers to check_object(). check_object() in turns
259          * calls get_freepointer() with an untagged pointer, which causes the
260          * freepointer to be restored incorrectly.
261          */
262         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^
263                         swab((unsigned long)kasan_reset_tag((void *)ptr_addr)));
264 #else
265         return ptr;
266 #endif
267 }
268
269 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
270 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
271                                          void *ptr_addr)
272 {
273         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
274                             (unsigned long)ptr_addr);
275 }
276
277 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
278 {
279         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
280 }
281
282 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
283 {
284         prefetch(object + s->offset);
285 }
286
287 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
288 {
289         unsigned long freepointer_addr;
290         void *p;
291
292         if (!debug_pagealloc_enabled_static())
293                 return get_freepointer(s, object);
294
295         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
296         copy_from_kernel_nofault(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
297         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
298 }
299
300 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
301 {
302         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
303
304 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
305         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
306 #endif
307
308         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
309 }
310
311 /* Loop over all objects in a slab */
312 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
313         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
314                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
315                 __p += (__s)->size)
316
317 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
318 {
319         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
320 }
321
322 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
323                 unsigned int size)
324 {
325         struct kmem_cache_order_objects x = {
326                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
327         };
328
329         return x;
330 }
331
332 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
333 {
334         return x.x >> OO_SHIFT;
335 }
336
337 static inline unsigned 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 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
358 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
359                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
360                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
361                 const char *n)
362 {
363         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
364 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
365     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
366         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
367                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
368                                    freelist_old, counters_old,
369                                    freelist_new, counters_new))
370                         return true;
371         } else
372 #endif
373         {
374                 slab_lock(page);
375                 if (page->freelist == freelist_old &&
376                                         page->counters == counters_old) {
377                         page->freelist = freelist_new;
378                         page->counters = counters_new;
379                         slab_unlock(page);
380                         return true;
381                 }
382                 slab_unlock(page);
383         }
384
385         cpu_relax();
386         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
387
388 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
389         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
390 #endif
391
392         return false;
393 }
394
395 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
396                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
397                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
398                 const char *n)
399 {
400 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
401     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
402         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
403                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
404                                    freelist_old, counters_old,
405                                    freelist_new, counters_new))
406                         return true;
407         } else
408 #endif
409         {
410                 unsigned long flags;
411
412                 local_irq_save(flags);
413                 slab_lock(page);
414                 if (page->freelist == freelist_old &&
415                                         page->counters == counters_old) {
416                         page->freelist = freelist_new;
417                         page->counters = counters_new;
418                         slab_unlock(page);
419                         local_irq_restore(flags);
420                         return true;
421                 }
422                 slab_unlock(page);
423                 local_irq_restore(flags);
424         }
425
426         cpu_relax();
427         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
428
429 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
430         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
431 #endif
432
433         return false;
434 }
435
436 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
437 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
438 static DEFINE_SPINLOCK(object_map_lock);
439
440 /*
441  * Determine a map of object in use on a page.
442  *
443  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
444  * not vanish from under us.
445  */
446 static unsigned long *get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page)
447         __acquires(&object_map_lock)
448 {
449         void *p;
450         void *addr = page_address(page);
451
452         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
453
454         spin_lock(&object_map_lock);
455
456         bitmap_zero(object_map, page->objects);
457
458         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
459                 set_bit(__obj_to_index(s, addr, p), object_map);
460
461         return object_map;
462 }
463
464 static void put_map(unsigned long *map) __releases(&object_map_lock)
465 {
466         VM_BUG_ON(map != object_map);
467         spin_unlock(&object_map_lock);
468 }
469
470 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
471 {
472         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
473                 return s->size - s->red_left_pad;
474
475         return s->size;
476 }
477
478 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
479 {
480         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
481                 p -= s->red_left_pad;
482
483         return p;
484 }
485
486 /*
487  * Debug settings:
488  */
489 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
490 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
491 #else
492 static slab_flags_t slub_debug;
493 #endif
494
495 static char *slub_debug_string;
496 static int disable_higher_order_debug;
497
498 /*
499  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
500  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
501  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
502  * to tell kasan that these accesses are OK.
503  */
504 static inline void metadata_access_enable(void)
505 {
506         kasan_disable_current();
507 }
508
509 static inline void metadata_access_disable(void)
510 {
511         kasan_enable_current();
512 }
513
514 /*
515  * Object debugging
516  */
517
518 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
519 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
520                                 struct page *page, void *object)
521 {
522         void *base;
523
524         if (!object)
525                 return 1;
526
527         base = page_address(page);
528         object = kasan_reset_tag(object);
529         object = restore_red_left(s, object);
530         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
531                 (object - base) % s->size) {
532                 return 0;
533         }
534
535         return 1;
536 }
537
538 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
539                           unsigned int length)
540 {
541         metadata_access_enable();
542         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
543                         length, 1);
544         metadata_access_disable();
545 }
546
547 /*
548  * See comment in calculate_sizes().
549  */
550 static inline bool freeptr_outside_object(struct kmem_cache *s)
551 {
552         return s->offset >= s->inuse;
553 }
554
555 /*
556  * Return offset of the end of info block which is inuse + free pointer if
557  * not overlapping with object.
558  */
559 static inline unsigned int get_info_end(struct kmem_cache *s)
560 {
561         if (freeptr_outside_object(s))
562                 return s->inuse + sizeof(void *);
563         else
564                 return s->inuse;
565 }
566
567 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
568         enum track_item alloc)
569 {
570         struct track *p;
571
572         p = object + get_info_end(s);
573
574         return p + alloc;
575 }
576
577 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
578                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
579 {
580         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
581
582         if (addr) {
583 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
584                 unsigned int nr_entries;
585
586                 metadata_access_enable();
587                 nr_entries = stack_trace_save(p->addrs, TRACK_ADDRS_COUNT, 3);
588                 metadata_access_disable();
589
590                 if (nr_entries < TRACK_ADDRS_COUNT)
591                         p->addrs[nr_entries] = 0;
592 #endif
593                 p->addr = addr;
594                 p->cpu = smp_processor_id();
595                 p->pid = current->pid;
596                 p->when = jiffies;
597         } else {
598                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
599         }
600 }
601
602 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
603 {
604         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
605                 return;
606
607         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
608         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
609 }
610
611 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
612 {
613         if (!t->addr)
614                 return;
615
616         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
617                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
618 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
619         {
620                 int i;
621                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
622                         if (t->addrs[i])
623                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
624                         else
625                                 break;
626         }
627 #endif
628 }
629
630 void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
631 {
632         unsigned long pr_time = jiffies;
633         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
634                 return;
635
636         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
637         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
638 }
639
640 static void print_page_info(struct page *page)
641 {
642         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
643                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
644
645 }
646
647 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
648 {
649         struct va_format vaf;
650         va_list args;
651
652         va_start(args, fmt);
653         vaf.fmt = fmt;
654         vaf.va = &args;
655         pr_err("=============================================================================\n");
656         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
657         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
658
659         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
660         va_end(args);
661 }
662
663 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
664 {
665         struct va_format vaf;
666         va_list args;
667
668         va_start(args, fmt);
669         vaf.fmt = fmt;
670         vaf.va = &args;
671         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
672         va_end(args);
673 }
674
675 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
676                                void **freelist, void *nextfree)
677 {
678         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
679             !check_valid_pointer(s, page, nextfree) && freelist) {
680                 object_err(s, page, *freelist, "Freechain corrupt");
681                 *freelist = NULL;
682                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
683                 return true;
684         }
685
686         return false;
687 }
688
689 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
690 {
691         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
692         u8 *addr = page_address(page);
693
694         print_tracking(s, p);
695
696         print_page_info(page);
697
698         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
699                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
700
701         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
702                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p - s->red_left_pad,
703                               s->red_left_pad);
704         else if (p > addr + 16)
705                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
706
707         print_section(KERN_ERR,         "Object   ", p,
708                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
709         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
710                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p + s->object_size,
711                         s->inuse - s->object_size);
712
713         off = get_info_end(s);
714
715         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
716                 off += 2 * sizeof(struct track);
717
718         off += kasan_metadata_size(s);
719
720         if (off != size_from_object(s))
721                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
722                 print_section(KERN_ERR, "Padding  ", p + off,
723                               size_from_object(s) - off);
724
725         dump_stack();
726 }
727
728 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
729                         u8 *object, char *reason)
730 {
731         slab_bug(s, "%s", reason);
732         print_trailer(s, page, object);
733 }
734
735 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
736                         const char *fmt, ...)
737 {
738         va_list args;
739         char buf[100];
740
741         va_start(args, fmt);
742         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
743         va_end(args);
744         slab_bug(s, "%s", buf);
745         print_page_info(page);
746         dump_stack();
747 }
748
749 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
750 {
751         u8 *p = object;
752
753         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
754                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
755
756         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
757                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
758                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
759         }
760
761         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
762                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
763 }
764
765 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
766                                                 void *from, void *to)
767 {
768         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
769         memset(from, data, to - from);
770 }
771
772 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
773                         u8 *object, char *what,
774                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
775 {
776         u8 *fault;
777         u8 *end;
778         u8 *addr = page_address(page);
779
780         metadata_access_enable();
781         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
782         metadata_access_disable();
783         if (!fault)
784                 return 1;
785
786         end = start + bytes;
787         while (end > fault && end[-1] == value)
788                 end--;
789
790         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
791         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
792                                         fault, end - 1, fault - addr,
793                                         fault[0], value);
794         print_trailer(s, page, object);
795
796         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
797         return 0;
798 }
799
800 /*
801  * Object layout:
802  *
803  * object address
804  *      Bytes of the object to be managed.
805  *      If the freepointer may overlay the object then the free
806  *      pointer is at the middle of the object.
807  *
808  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
809  *      0xa5 (POISON_END)
810  *
811  * object + s->object_size
812  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
813  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
814  *      object_size == inuse.
815  *
816  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
817  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
818  *
819  * object + s->inuse
820  *      Meta data starts here.
821  *
822  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
823  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
824  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
825  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
826  *              before the word boundary.
827  *
828  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
829  *
830  * object + s->size
831  *      Nothing is used beyond s->size.
832  *
833  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
834  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
835  * may be used with merged slabcaches.
836  */
837
838 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
839 {
840         unsigned long off = get_info_end(s);    /* The end of info */
841
842         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
843                 /* We also have user information there */
844                 off += 2 * sizeof(struct track);
845
846         off += kasan_metadata_size(s);
847
848         if (size_from_object(s) == off)
849                 return 1;
850
851         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
852                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
853 }
854
855 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
856 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
857 {
858         u8 *start;
859         u8 *fault;
860         u8 *end;
861         u8 *pad;
862         int length;
863         int remainder;
864
865         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
866                 return 1;
867
868         start = page_address(page);
869         length = page_size(page);
870         end = start + length;
871         remainder = length % s->size;
872         if (!remainder)
873                 return 1;
874
875         pad = end - remainder;
876         metadata_access_enable();
877         fault = memchr_inv(pad, POISON_INUSE, remainder);
878         metadata_access_disable();
879         if (!fault)
880                 return 1;
881         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
882                 end--;
883
884         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
885                         fault, end - 1, fault - start);
886         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
887
888         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
889         return 0;
890 }
891
892 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
893                                         void *object, u8 val)
894 {
895         u8 *p = object;
896         u8 *endobject = object + s->object_size;
897
898         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
899                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Left Redzone",
900                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
901                         return 0;
902
903                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Right Redzone",
904                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
905                         return 0;
906         } else {
907                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
908                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
909                                 endobject, POISON_INUSE,
910                                 s->inuse - s->object_size);
911                 }
912         }
913
914         if (s->flags & SLAB_POISON) {
915                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
916                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
917                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
918                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "End Poison",
919                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
920                         return 0;
921                 /*
922                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
923                  */
924                 check_pad_bytes(s, page, p);
925         }
926
927         if (!freeptr_outside_object(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE)
928                 /*
929                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
930                  * freepointer while object is allocated.
931                  */
932                 return 1;
933
934         /* Check free pointer validity */
935         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
936                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
937                 /*
938                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
939                  * of the free objects in this slab. May cause
940                  * another error because the object count is now wrong.
941                  */
942                 set_freepointer(s, p, NULL);
943                 return 0;
944         }
945         return 1;
946 }
947
948 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
949 {
950         int maxobj;
951
952         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
953
954         if (!PageSlab(page)) {
955                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
956                 return 0;
957         }
958
959         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size);
960         if (page->objects > maxobj) {
961                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
962                         page->objects, maxobj);
963                 return 0;
964         }
965         if (page->inuse > page->objects) {
966                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
967                         page->inuse, page->objects);
968                 return 0;
969         }
970         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
971         slab_pad_check(s, page);
972         return 1;
973 }
974
975 /*
976  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
977  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
978  */
979 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
980 {
981         int nr = 0;
982         void *fp;
983         void *object = NULL;
984         int max_objects;
985
986         fp = page->freelist;
987         while (fp && nr <= page->objects) {
988                 if (fp == search)
989                         return 1;
990                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
991                         if (object) {
992                                 object_err(s, page, object,
993                                         "Freechain corrupt");
994                                 set_freepointer(s, object, NULL);
995                         } else {
996                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
997                                 page->freelist = NULL;
998                                 page->inuse = page->objects;
999                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
1000                                 return 0;
1001                         }
1002                         break;
1003                 }
1004                 object = fp;
1005                 fp = get_freepointer(s, object);
1006                 nr++;
1007         }
1008
1009         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size);
1010         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1011                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1012
1013         if (page->objects != max_objects) {
1014                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1015                          page->objects, max_objects);
1016                 page->objects = max_objects;
1017                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
1018         }
1019         if (page->inuse != page->objects - nr) {
1020                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1021                          page->inuse, page->objects - nr);
1022                 page->inuse = page->objects - nr;
1023                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
1024         }
1025         return search == NULL;
1026 }
1027
1028 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1029                                                                 int alloc)
1030 {
1031         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1032                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1033                         s->name,
1034                         alloc ? "alloc" : "free",
1035                         object, page->inuse,
1036                         page->freelist);
1037
1038                 if (!alloc)
1039                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1040                                         s->object_size);
1041
1042                 dump_stack();
1043         }
1044 }
1045
1046 /*
1047  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1048  */
1049 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1050         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1051 {
1052         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1053                 return;
1054
1055         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1056         list_add(&page->slab_list, &n->full);
1057 }
1058
1059 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1060 {
1061         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1062                 return;
1063
1064         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1065         list_del(&page->slab_list);
1066 }
1067
1068 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1069 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1070 {
1071         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1072
1073         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1074 }
1075
1076 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1077 {
1078         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1079 }
1080
1081 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1082 {
1083         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1084
1085         /*
1086          * May be called early in order to allocate a slab for the
1087          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1088          * dilemma by deferring the increment of the count during
1089          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1090          */
1091         if (likely(n)) {
1092                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1093                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1094         }
1095 }
1096 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1097 {
1098         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1099
1100         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1101         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1102 }
1103
1104 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1105 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1106                                                                 void *object)
1107 {
1108         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON))
1109                 return;
1110
1111         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1112         init_tracking(s, object);
1113 }
1114
1115 static
1116 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr)
1117 {
1118         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_POISON))
1119                 return;
1120
1121         metadata_access_enable();
1122         memset(addr, POISON_INUSE, page_size(page));
1123         metadata_access_disable();
1124 }
1125
1126 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1127                                         struct page *page, void *object)
1128 {
1129         if (!check_slab(s, page))
1130                 return 0;
1131
1132         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1133                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1134                 return 0;
1135         }
1136
1137         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1138                 return 0;
1139
1140         return 1;
1141 }
1142
1143 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1144                                         struct page *page,
1145                                         void *object, unsigned long addr)
1146 {
1147         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1148                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object))
1149                         goto bad;
1150         }
1151
1152         /* Success perform special debug activities for allocs */
1153         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1154                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1155         trace(s, page, object, 1);
1156         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1157         return 1;
1158
1159 bad:
1160         if (PageSlab(page)) {
1161                 /*
1162                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1163                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1164                  * as used avoids touching the remaining objects.
1165                  */
1166                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1167                 page->inuse = page->objects;
1168                 page->freelist = NULL;
1169         }
1170         return 0;
1171 }
1172
1173 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1174                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1175 {
1176         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1177                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1178                 return 0;
1179         }
1180
1181         if (on_freelist(s, page, object)) {
1182                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1183                 return 0;
1184         }
1185
1186         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1187                 return 0;
1188
1189         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1190                 if (!PageSlab(page)) {
1191                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1192                                  object);
1193                 } else if (!page->slab_cache) {
1194                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1195                                object);
1196                         dump_stack();
1197                 } else
1198                         object_err(s, page, object,
1199                                         "page slab pointer corrupt.");
1200                 return 0;
1201         }
1202         return 1;
1203 }
1204
1205 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1206 static noinline int free_debug_processing(
1207         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1208         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1209         unsigned long addr)
1210 {
1211         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1212         void *object = head;
1213         int cnt = 0;
1214         unsigned long flags;
1215         int ret = 0;
1216
1217         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1218         slab_lock(page);
1219
1220         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1221                 if (!check_slab(s, page))
1222                         goto out;
1223         }
1224
1225 next_object:
1226         cnt++;
1227
1228         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1229                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1230                         goto out;
1231         }
1232
1233         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1234                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1235         trace(s, page, object, 0);
1236         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1237         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1238
1239         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1240         if (object != tail) {
1241                 object = get_freepointer(s, object);
1242                 goto next_object;
1243         }
1244         ret = 1;
1245
1246 out:
1247         if (cnt != bulk_cnt)
1248                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1249                          bulk_cnt, cnt);
1250
1251         slab_unlock(page);
1252         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1253         if (!ret)
1254                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1255         return ret;
1256 }
1257
1258 /*
1259  * Parse a block of slub_debug options. Blocks are delimited by ';'
1260  *
1261  * @str:    start of block
1262  * @flags:  returns parsed flags, or DEBUG_DEFAULT_FLAGS if none specified
1263  * @slabs:  return start of list of slabs, or NULL when there's no list
1264  * @init:   assume this is initial parsing and not per-kmem-create parsing
1265  *
1266  * returns the start of next block if there's any, or NULL
1267  */
1268 static char *
1269 parse_slub_debug_flags(char *str, slab_flags_t *flags, char **slabs, bool init)
1270 {
1271         bool higher_order_disable = false;
1272
1273         /* Skip any completely empty blocks */
1274         while (*str && *str == ';')
1275                 str++;
1276
1277         if (*str == ',') {
1278                 /*
1279                  * No options but restriction on slabs. This means full
1280                  * debugging for slabs matching a pattern.
1281                  */
1282                 *flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1283                 goto check_slabs;
1284         }
1285         *flags = 0;
1286
1287         /* Determine which debug features should be switched on */
1288         for (; *str && *str != ',' && *str != ';'; str++) {
1289                 switch (tolower(*str)) {
1290                 case '-':
1291                         *flags = 0;
1292                         break;
1293                 case 'f':
1294                         *flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1295                         break;
1296                 case 'z':
1297                         *flags |= SLAB_RED_ZONE;
1298                         break;
1299                 case 'p':
1300                         *flags |= SLAB_POISON;
1301                         break;
1302                 case 'u':
1303                         *flags |= SLAB_STORE_USER;
1304                         break;
1305                 case 't':
1306                         *flags |= SLAB_TRACE;
1307                         break;
1308                 case 'a':
1309                         *flags |= SLAB_FAILSLAB;
1310                         break;
1311                 case 'o':
1312                         /*
1313                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1314                          * order would increase as a result.
1315                          */
1316                         higher_order_disable = true;
1317                         break;
1318                 default:
1319                         if (init)
1320                                 pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n", *str);
1321                 }
1322         }
1323 check_slabs:
1324         if (*str == ',')
1325                 *slabs = ++str;
1326         else
1327                 *slabs = NULL;
1328
1329         /* Skip over the slab list */
1330         while (*str && *str != ';')
1331                 str++;
1332
1333         /* Skip any completely empty blocks */
1334         while (*str && *str == ';')
1335                 str++;
1336
1337         if (init && higher_order_disable)
1338                 disable_higher_order_debug = 1;
1339
1340         if (*str)
1341                 return str;
1342         else
1343                 return NULL;
1344 }
1345
1346 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1347 {
1348         slab_flags_t flags;
1349         char *saved_str;
1350         char *slab_list;
1351         bool global_slub_debug_changed = false;
1352         bool slab_list_specified = false;
1353
1354         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1355         if (*str++ != '=' || !*str)
1356                 /*
1357                  * No options specified. Switch on full debugging.
1358                  */
1359                 goto out;
1360
1361         saved_str = str;
1362         while (str) {
1363                 str = parse_slub_debug_flags(str, &flags, &slab_list, true);
1364
1365                 if (!slab_list) {
1366                         slub_debug = flags;
1367                         global_slub_debug_changed = true;
1368                 } else {
1369                         slab_list_specified = true;
1370                 }
1371         }
1372
1373         /*
1374          * For backwards compatibility, a single list of flags with list of
1375          * slabs means debugging is only enabled for those slabs, so the global
1376          * slub_debug should be 0. We can extended that to multiple lists as
1377          * long as there is no option specifying flags without a slab list.
1378          */
1379         if (slab_list_specified) {
1380                 if (!global_slub_debug_changed)
1381                         slub_debug = 0;
1382                 slub_debug_string = saved_str;
1383         }
1384 out:
1385         if (slub_debug != 0 || slub_debug_string)
1386                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
1387         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1388              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1389             (slub_debug & SLAB_POISON))
1390                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1391         return 1;
1392 }
1393
1394 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1395
1396 /*
1397  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1398  * @object_size:        the size of an object without meta data
1399  * @flags:              flags to set
1400  * @name:               name of the cache
1401  *
1402  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1403  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1404  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1405  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1406  */
1407 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1408         slab_flags_t flags, const char *name)
1409 {
1410         char *iter;
1411         size_t len;
1412         char *next_block;
1413         slab_flags_t block_flags;
1414
1415         len = strlen(name);
1416         next_block = slub_debug_string;
1417         /* Go through all blocks of debug options, see if any matches our slab's name */
1418         while (next_block) {
1419                 next_block = parse_slub_debug_flags(next_block, &block_flags, &iter, false);
1420                 if (!iter)
1421                         continue;
1422                 /* Found a block that has a slab list, search it */
1423                 while (*iter) {
1424                         char *end, *glob;
1425                         size_t cmplen;
1426
1427                         end = strchrnul(iter, ',');
1428                         if (next_block && next_block < end)
1429                                 end = next_block - 1;
1430
1431                         glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1432                         if (glob)
1433                                 cmplen = glob - iter;
1434                         else
1435                                 cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1436
1437                         if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1438                                 flags |= block_flags;
1439                                 return flags;
1440                         }
1441
1442                         if (!*end || *end == ';')
1443                                 break;
1444                         iter = end + 1;
1445                 }
1446         }
1447
1448         return flags | slub_debug;
1449 }
1450 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1451 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1452                         struct page *page, void *object) {}
1453 static inline
1454 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr) {}
1455
1456 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1457         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1458
1459 static inline int free_debug_processing(
1460         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1461         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1462         unsigned long addr) { return 0; }
1463
1464 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1465                         { return 1; }
1466 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1467                         void *object, u8 val) { return 1; }
1468 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1469                                         struct page *page) {}
1470 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1471                                         struct page *page) {}
1472 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1473         slab_flags_t flags, const char *name)
1474 {
1475         return flags;
1476 }
1477 #define slub_debug 0
1478
1479 #define disable_higher_order_debug 0
1480
1481 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1482                                                         { return 0; }
1483 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1484                                                         { return 0; }
1485 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1486                                                         int objects) {}
1487 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1488                                                         int objects) {}
1489
1490 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1491                                void **freelist, void *nextfree)
1492 {
1493         return false;
1494 }
1495 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1496
1497 /*
1498  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1499  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1500  */
1501 static inline void *kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1502 {
1503         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1504         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1505         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1506         return ptr;
1507 }
1508
1509 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1510 {
1511         kmemleak_free(x);
1512         kasan_kfree_large(x, _RET_IP_);
1513 }
1514
1515 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1516 {
1517         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1518
1519         /*
1520          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1521          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1522          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1523          */
1524 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1525         {
1526                 unsigned long flags;
1527
1528                 local_irq_save(flags);
1529                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1530                 local_irq_restore(flags);
1531         }
1532 #endif
1533         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1534                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1535
1536         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
1537         if (!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1538                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
1539                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
1540
1541         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse */
1542         return kasan_slab_free(s, x, _RET_IP_);
1543 }
1544
1545 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1546                                            void **head, void **tail,
1547                                            int *cnt)
1548 {
1549
1550         void *object;
1551         void *next = *head;
1552         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1553         int rsize;
1554
1555         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1556         *head = NULL;
1557         *tail = NULL;
1558
1559         do {
1560                 object = next;
1561                 next = get_freepointer(s, object);
1562
1563                 if (slab_want_init_on_free(s)) {
1564                         /*
1565                          * Clear the object and the metadata, but don't touch
1566                          * the redzone.
1567                          */
1568                         memset(object, 0, s->object_size);
1569                         rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad
1570                                                            : 0;
1571                         memset((char *)object + s->inuse, 0,
1572                                s->size - s->inuse - rsize);
1573
1574                 }
1575                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1576                 if (!slab_free_hook(s, object)) {
1577                         /* Move object to the new freelist */
1578                         set_freepointer(s, object, *head);
1579                         *head = object;
1580                         if (!*tail)
1581                                 *tail = object;
1582                 } else {
1583                         /*
1584                          * Adjust the reconstructed freelist depth
1585                          * accordingly if object's reuse is delayed.
1586                          */
1587                         --(*cnt);
1588                 }
1589         } while (object != old_tail);
1590
1591         if (*head == *tail)
1592                 *tail = NULL;
1593
1594         return *head != NULL;
1595 }
1596
1597 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1598                                 void *object)
1599 {
1600         setup_object_debug(s, page, object);
1601         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
1602         if (unlikely(s->ctor)) {
1603                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1604                 s->ctor(object);
1605                 kasan_poison_object_data(s, object);
1606         }
1607         return object;
1608 }
1609
1610 /*
1611  * Slab allocation and freeing
1612  */
1613 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1614                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1615 {
1616         struct page *page;
1617         unsigned int order = oo_order(oo);
1618
1619         if (node == NUMA_NO_NODE)
1620                 page = alloc_pages(flags, order);
1621         else
1622                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1623
1624         if (page)
1625                 account_slab_page(page, order, s);
1626
1627         return page;
1628 }
1629
1630 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1631 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1632 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1633 {
1634         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1635         int err;
1636
1637         /* Bailout if already initialised */
1638         if (s->random_seq)
1639                 return 0;
1640
1641         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1642         if (err) {
1643                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1644                         s->name);
1645                 return err;
1646         }
1647
1648         /* Transform to an offset on the set of pages */
1649         if (s->random_seq) {
1650                 unsigned int i;
1651
1652                 for (i = 0; i < count; i++)
1653                         s->random_seq[i] *= s->size;
1654         }
1655         return 0;
1656 }
1657
1658 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1659 static void __init init_freelist_randomization(void)
1660 {
1661         struct kmem_cache *s;
1662
1663         mutex_lock(&slab_mutex);
1664
1665         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1666                 init_cache_random_seq(s);
1667
1668         mutex_unlock(&slab_mutex);
1669 }
1670
1671 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1672 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1673                                 unsigned long *pos, void *start,
1674                                 unsigned long page_limit,
1675                                 unsigned long freelist_count)
1676 {
1677         unsigned int idx;
1678
1679         /*
1680          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1681          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1682          */
1683         do {
1684                 idx = s->random_seq[*pos];
1685                 *pos += 1;
1686                 if (*pos >= freelist_count)
1687                         *pos = 0;
1688         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1689
1690         return (char *)start + idx;
1691 }
1692
1693 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1694 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1695 {
1696         void *start;
1697         void *cur;
1698         void *next;
1699         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1700
1701         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1702                 return false;
1703
1704         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1705         pos = get_random_int() % freelist_count;
1706
1707         page_limit = page->objects * s->size;
1708         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1709
1710         /* First entry is used as the base of the freelist */
1711         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1712                                 freelist_count);
1713         cur = setup_object(s, page, cur);
1714         page->freelist = cur;
1715
1716         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1717                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1718                         freelist_count);
1719                 next = setup_object(s, page, next);
1720                 set_freepointer(s, cur, next);
1721                 cur = next;
1722         }
1723         set_freepointer(s, cur, NULL);
1724
1725         return true;
1726 }
1727 #else
1728 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1729 {
1730         return 0;
1731 }
1732 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1733 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1734 {
1735         return false;
1736 }
1737 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1738
1739 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1740 {
1741         struct page *page;
1742         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1743         gfp_t alloc_gfp;
1744         void *start, *p, *next;
1745         int idx;
1746         bool shuffle;
1747
1748         flags &= gfp_allowed_mask;
1749
1750         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1751                 local_irq_enable();
1752
1753         flags |= s->allocflags;
1754
1755         /*
1756          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1757          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1758          */
1759         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1760         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1761                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1762
1763         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1764         if (unlikely(!page)) {
1765                 oo = s->min;
1766                 alloc_gfp = flags;
1767                 /*
1768                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1769                  * Try a lower order alloc if possible
1770                  */
1771                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1772                 if (unlikely(!page))
1773                         goto out;
1774                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1775         }
1776
1777         page->objects = oo_objects(oo);
1778
1779         page->slab_cache = s;
1780         __SetPageSlab(page);
1781         if (page_is_pfmemalloc(page))
1782                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1783
1784         kasan_poison_slab(page);
1785
1786         start = page_address(page);
1787
1788         setup_page_debug(s, page, start);
1789
1790         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1791
1792         if (!shuffle) {
1793                 start = fixup_red_left(s, start);
1794                 start = setup_object(s, page, start);
1795                 page->freelist = start;
1796                 for (idx = 0, p = start; idx < page->objects - 1; idx++) {
1797                         next = p + s->size;
1798                         next = setup_object(s, page, next);
1799                         set_freepointer(s, p, next);
1800                         p = next;
1801                 }
1802                 set_freepointer(s, p, NULL);
1803         }
1804
1805         page->inuse = page->objects;
1806         page->frozen = 1;
1807
1808 out:
1809         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1810                 local_irq_disable();
1811         if (!page)
1812                 return NULL;
1813
1814         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1815
1816         return page;
1817 }
1818
1819 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1820 {
1821         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
1822                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
1823
1824         return allocate_slab(s,
1825                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1826 }
1827
1828 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1829 {
1830         int order = compound_order(page);
1831         int pages = 1 << order;
1832
1833         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
1834                 void *p;
1835
1836                 slab_pad_check(s, page);
1837                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1838                                                 page->objects)
1839                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1840         }
1841
1842         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1843         __ClearPageSlab(page);
1844
1845         page->mapping = NULL;
1846         if (current->reclaim_state)
1847                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1848         unaccount_slab_page(page, order, s);
1849         __free_pages(page, order);
1850 }
1851
1852 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1853 {
1854         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1855
1856         __free_slab(page->slab_cache, page);
1857 }
1858
1859 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1860 {
1861         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1862                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1863         } else
1864                 __free_slab(s, page);
1865 }
1866
1867 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1868 {
1869         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1870         free_slab(s, page);
1871 }
1872
1873 /*
1874  * Management of partially allocated slabs.
1875  */
1876 static inline void
1877 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1878 {
1879         n->nr_partial++;
1880         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1881                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->partial);
1882         else
1883                 list_add(&page->slab_list, &n->partial);
1884 }
1885
1886 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1887                                 struct page *page, int tail)
1888 {
1889         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1890         __add_partial(n, page, tail);
1891 }
1892
1893 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1894                                         struct page *page)
1895 {
1896         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1897         list_del(&page->slab_list);
1898         n->nr_partial--;
1899 }
1900
1901 /*
1902  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1903  * return the pointer to the freelist.
1904  *
1905  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1906  */
1907 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1908                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1909                 int mode, int *objects)
1910 {
1911         void *freelist;
1912         unsigned long counters;
1913         struct page new;
1914
1915         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1916
1917         /*
1918          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1919          * The old freelist is the list of objects for the
1920          * per cpu allocation list.
1921          */
1922         freelist = page->freelist;
1923         counters = page->counters;
1924         new.counters = counters;
1925         *objects = new.objects - new.inuse;
1926         if (mode) {
1927                 new.inuse = page->objects;
1928                 new.freelist = NULL;
1929         } else {
1930                 new.freelist = freelist;
1931         }
1932
1933         VM_BUG_ON(new.frozen);
1934         new.frozen = 1;
1935
1936         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1937                         freelist, counters,
1938                         new.freelist, new.counters,
1939                         "acquire_slab"))
1940                 return NULL;
1941
1942         remove_partial(n, page);
1943         WARN_ON(!freelist);
1944         return freelist;
1945 }
1946
1947 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1948 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1949
1950 /*
1951  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1952  */
1953 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1954                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1955 {
1956         struct page *page, *page2;
1957         void *object = NULL;
1958         unsigned int available = 0;
1959         int objects;
1960
1961         /*
1962          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1963          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1964          * partial slab and there is none available then get_partial()
1965          * will return NULL.
1966          */
1967         if (!n || !n->nr_partial)
1968                 return NULL;
1969
1970         spin_lock(&n->list_lock);
1971         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, slab_list) {
1972                 void *t;
1973
1974                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1975                         continue;
1976
1977                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1978                 if (!t)
1979                         break;
1980
1981                 available += objects;
1982                 if (!object) {
1983                         c->page = page;
1984                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1985                         object = t;
1986                 } else {
1987                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1988                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1989                 }
1990                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1991                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
1992                         break;
1993
1994         }
1995         spin_unlock(&n->list_lock);
1996         return object;
1997 }
1998
1999 /*
2000  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2001  */
2002 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2003                 struct kmem_cache_cpu *c)
2004 {
2005 #ifdef CONFIG_NUMA
2006         struct zonelist *zonelist;
2007         struct zoneref *z;
2008         struct zone *zone;
2009         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(flags);
2010         void *object;
2011         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2012
2013         /*
2014          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2015          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2016          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2017          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2018          *
2019          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2020          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2021          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2022          * from other nodes and filled up.
2023          *
2024          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2025          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2026          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2027          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2028          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2029          * with available objects.
2030          */
2031         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2032                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2033                 return NULL;
2034
2035         do {
2036                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2037                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
2038                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2039                         struct kmem_cache_node *n;
2040
2041                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2042
2043                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
2044                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2045                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
2046                                 if (object) {
2047                                         /*
2048                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2049                                          * here - if mems_allowed was updated in
2050                                          * parallel, that was a harmless race
2051                                          * between allocation and the cpuset
2052                                          * update
2053                                          */
2054                                         return object;
2055                                 }
2056                         }
2057                 }
2058         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2059 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2060         return NULL;
2061 }
2062
2063 /*
2064  * Get a partial page, lock it and return it.
2065  */
2066 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
2067                 struct kmem_cache_cpu *c)
2068 {
2069         void *object;
2070         int searchnode = node;
2071
2072         if (node == NUMA_NO_NODE)
2073                 searchnode = numa_mem_id();
2074
2075         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
2076         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
2077                 return object;
2078
2079         return get_any_partial(s, flags, c);
2080 }
2081
2082 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2083 /*
2084  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2085  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2086  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2087  */
2088 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2089 #else
2090 /*
2091  * No preemption supported therefore also no need to check for
2092  * different cpus.
2093  */
2094 #define TID_STEP 1
2095 #endif
2096
2097 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2098 {
2099         return tid + TID_STEP;
2100 }
2101
2102 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2103 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2104 {
2105         return tid % TID_STEP;
2106 }
2107
2108 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2109 {
2110         return tid / TID_STEP;
2111 }
2112 #endif
2113
2114 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2115 {
2116         return cpu;
2117 }
2118
2119 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2120                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2121 {
2122 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2123         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2124
2125         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2126
2127 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2128         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2129                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2130                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2131         else
2132 #endif
2133         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2134                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2135                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2136         else
2137                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2138                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2139 #endif
2140         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2141 }
2142
2143 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2144 {
2145         int cpu;
2146
2147         for_each_possible_cpu(cpu)
2148                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2149 }
2150
2151 /*
2152  * Remove the cpu slab
2153  */
2154 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2155                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2156 {
2157         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2158         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2159         int lock = 0;
2160         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2161         void *nextfree;
2162         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2163         struct page new;
2164         struct page old;
2165
2166         if (page->freelist) {
2167                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2168                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2169         }
2170
2171         /*
2172          * Stage one: Free all available per cpu objects back
2173          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
2174          * last one.
2175          *
2176          * There is no need to take the list->lock because the page
2177          * is still frozen.
2178          */
2179         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
2180                 void *prior;
2181                 unsigned long counters;
2182
2183                 /*
2184                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2185                  * 'freelist' is already corrupted.  So isolate all objects
2186                  * starting at 'freelist'.
2187                  */
2188                 if (freelist_corrupted(s, page, &freelist, nextfree))
2189                         break;
2190
2191                 do {
2192                         prior = page->freelist;
2193                         counters = page->counters;
2194                         set_freepointer(s, freelist, prior);
2195                         new.counters = counters;
2196                         new.inuse--;
2197                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
2198
2199                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2200                         prior, counters,
2201                         freelist, new.counters,
2202                         "drain percpu freelist"));
2203
2204                 freelist = nextfree;
2205         }
2206
2207         /*
2208          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
2209          * list presence reflects the actual number of objects
2210          * during unfreeze.
2211          *
2212          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2213          * with the count. If there is a mismatch then the page
2214          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2215          *
2216          * Then we restart the process which may have to remove
2217          * the page from the list that we just put it on again
2218          * because the number of objects in the slab may have
2219          * changed.
2220          */
2221 redo:
2222
2223         old.freelist = page->freelist;
2224         old.counters = page->counters;
2225         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2226
2227         /* Determine target state of the slab */
2228         new.counters = old.counters;
2229         if (freelist) {
2230                 new.inuse--;
2231                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
2232                 new.freelist = freelist;
2233         } else
2234                 new.freelist = old.freelist;
2235
2236         new.frozen = 0;
2237
2238         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2239                 m = M_FREE;
2240         else if (new.freelist) {
2241                 m = M_PARTIAL;
2242                 if (!lock) {
2243                         lock = 1;
2244                         /*
2245                          * Taking the spinlock removes the possibility
2246                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2247                          * is frozen
2248                          */
2249                         spin_lock(&n->list_lock);
2250                 }
2251         } else {
2252                 m = M_FULL;
2253 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2254                 if ((s->flags & SLAB_STORE_USER) && !lock) {
2255                         lock = 1;
2256                         /*
2257                          * This also ensures that the scanning of full
2258                          * slabs from diagnostic functions will not see
2259                          * any frozen slabs.
2260                          */
2261                         spin_lock(&n->list_lock);
2262                 }
2263 #endif
2264         }
2265
2266         if (l != m) {
2267                 if (l == M_PARTIAL)
2268                         remove_partial(n, page);
2269                 else if (l == M_FULL)
2270                         remove_full(s, n, page);
2271
2272                 if (m == M_PARTIAL)
2273                         add_partial(n, page, tail);
2274                 else if (m == M_FULL)
2275                         add_full(s, n, page);
2276         }
2277
2278         l = m;
2279         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2280                                 old.freelist, old.counters,
2281                                 new.freelist, new.counters,
2282                                 "unfreezing slab"))
2283                 goto redo;
2284
2285         if (lock)
2286                 spin_unlock(&n->list_lock);
2287
2288         if (m == M_PARTIAL)
2289                 stat(s, tail);
2290         else if (m == M_FULL)
2291                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2292         else if (m == M_FREE) {
2293                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2294                 discard_slab(s, page);
2295                 stat(s, FREE_SLAB);
2296         }
2297
2298         c->page = NULL;
2299         c->freelist = NULL;
2300         c->tid = next_tid(c->tid);
2301 }
2302
2303 /*
2304  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2305  *
2306  * This function must be called with interrupts disabled
2307  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2308  * to guarantee no concurrent accesses).
2309  */
2310 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2311                 struct kmem_cache_cpu *c)
2312 {
2313 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2314         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2315         struct page *page, *discard_page = NULL;
2316
2317         while ((page = slub_percpu_partial(c))) {
2318                 struct page new;
2319                 struct page old;
2320
2321                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2322
2323                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2324                 if (n != n2) {
2325                         if (n)
2326                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2327
2328                         n = n2;
2329                         spin_lock(&n->list_lock);
2330                 }
2331
2332                 do {
2333
2334                         old.freelist = page->freelist;
2335                         old.counters = page->counters;
2336                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2337
2338                         new.counters = old.counters;
2339                         new.freelist = old.freelist;
2340
2341                         new.frozen = 0;
2342
2343                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2344                                 old.freelist, old.counters,
2345                                 new.freelist, new.counters,
2346                                 "unfreezing slab"));
2347
2348                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2349                         page->next = discard_page;
2350                         discard_page = page;
2351                 } else {
2352                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2353                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2354                 }
2355         }
2356
2357         if (n)
2358                 spin_unlock(&n->list_lock);
2359
2360         while (discard_page) {
2361                 page = discard_page;
2362                 discard_page = discard_page->next;
2363
2364                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2365                 discard_slab(s, page);
2366                 stat(s, FREE_SLAB);
2367         }
2368 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2369 }
2370
2371 /*
2372  * Put a page that was just frozen (in __slab_free|get_partial_node) into a
2373  * partial page slot if available.
2374  *
2375  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2376  * per node partial list.
2377  */
2378 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2379 {
2380 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2381         struct page *oldpage;
2382         int pages;
2383         int pobjects;
2384
2385         preempt_disable();
2386         do {
2387                 pages = 0;
2388                 pobjects = 0;
2389                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2390
2391                 if (oldpage) {
2392                         pobjects = oldpage->pobjects;
2393                         pages = oldpage->pages;
2394                         if (drain && pobjects > slub_cpu_partial(s)) {
2395                                 unsigned long flags;
2396                                 /*
2397                                  * partial array is full. Move the existing
2398                                  * set to the per node partial list.
2399                                  */
2400                                 local_irq_save(flags);
2401                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2402                                 local_irq_restore(flags);
2403                                 oldpage = NULL;
2404                                 pobjects = 0;
2405                                 pages = 0;
2406                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2407                         }
2408                 }
2409
2410                 pages++;
2411                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2412
2413                 page->pages = pages;
2414                 page->pobjects = pobjects;
2415                 page->next = oldpage;
2416
2417         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2418                                                                 != oldpage);
2419         if (unlikely(!slub_cpu_partial(s))) {
2420                 unsigned long flags;
2421
2422                 local_irq_save(flags);
2423                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2424                 local_irq_restore(flags);
2425         }
2426         preempt_enable();
2427 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2428 }
2429
2430 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2431 {
2432         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2433         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2434 }
2435
2436 /*
2437  * Flush cpu slab.
2438  *
2439  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2440  */
2441 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2442 {
2443         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2444
2445         if (c->page)
2446                 flush_slab(s, c);
2447
2448         unfreeze_partials(s, c);
2449 }
2450
2451 static void flush_cpu_slab(void *d)
2452 {
2453         struct kmem_cache *s = d;
2454
2455         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2456 }
2457
2458 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2459 {
2460         struct kmem_cache *s = info;
2461         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2462
2463         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2464 }
2465
2466 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2467 {
2468         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1);
2469 }
2470
2471 /*
2472  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2473  * necessary.
2474  */
2475 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2476 {
2477         struct kmem_cache *s;
2478         unsigned long flags;
2479
2480         mutex_lock(&slab_mutex);
2481         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2482                 local_irq_save(flags);
2483                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2484                 local_irq_restore(flags);
2485         }
2486         mutex_unlock(&slab_mutex);
2487         return 0;
2488 }
2489
2490 /*
2491  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2492  * locality expectations.
2493  */
2494 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2495 {
2496 #ifdef CONFIG_NUMA
2497         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2498                 return 0;
2499 #endif
2500         return 1;
2501 }
2502
2503 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2504 static int count_free(struct page *page)
2505 {
2506         return page->objects - page->inuse;
2507 }
2508
2509 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2510 {
2511         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2512 }
2513 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2514
2515 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2516 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2517                                         int (*get_count)(struct page *))
2518 {
2519         unsigned long flags;
2520         unsigned long x = 0;
2521         struct page *page;
2522
2523         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2524         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
2525                 x += get_count(page);
2526         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2527         return x;
2528 }
2529 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2530
2531 static noinline void
2532 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2533 {
2534 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2535         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2536                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2537         int node;
2538         struct kmem_cache_node *n;
2539
2540         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2541                 return;
2542
2543         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2544                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2545         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2546                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2547                 oo_order(s->min));
2548
2549         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2550                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2551                         s->name);
2552
2553         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2554                 unsigned long nr_slabs;
2555                 unsigned long nr_objs;
2556                 unsigned long nr_free;
2557
2558                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2559                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2560                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2561
2562                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2563                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2564         }
2565 #endif
2566 }
2567
2568 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2569                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2570 {
2571         void *freelist;
2572         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2573         struct page *page;
2574
2575         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2576
2577         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2578
2579         if (freelist)
2580                 return freelist;
2581
2582         page = new_slab(s, flags, node);
2583         if (page) {
2584                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2585                 if (c->page)
2586                         flush_slab(s, c);
2587
2588                 /*
2589                  * No other reference to the page yet so we can
2590                  * muck around with it freely without cmpxchg
2591                  */
2592                 freelist = page->freelist;
2593                 page->freelist = NULL;
2594
2595                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2596                 c->page = page;
2597                 *pc = c;
2598         }
2599
2600         return freelist;
2601 }
2602
2603 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2604 {
2605         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2606                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2607
2608         return true;
2609 }
2610
2611 /*
2612  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2613  * per cpu freelist or deactivate the page.
2614  *
2615  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2616  *
2617  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2618  *
2619  * This function must be called with interrupt disabled.
2620  */
2621 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2622 {
2623         struct page new;
2624         unsigned long counters;
2625         void *freelist;
2626
2627         do {
2628                 freelist = page->freelist;
2629                 counters = page->counters;
2630
2631                 new.counters = counters;
2632                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2633
2634                 new.inuse = page->objects;
2635                 new.frozen = freelist != NULL;
2636
2637         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2638                 freelist, counters,
2639                 NULL, new.counters,
2640                 "get_freelist"));
2641
2642         return freelist;
2643 }
2644
2645 /*
2646  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2647  * debugging duties.
2648  *
2649  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2650  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2651  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2652  *
2653  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2654  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2655  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2656  *
2657  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2658  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2659  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2660  *
2661  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2662  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2663  */
2664 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2665                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2666 {
2667         void *freelist;
2668         struct page *page;
2669
2670         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2671
2672         page = c->page;
2673         if (!page) {
2674                 /*
2675                  * if the node is not online or has no normal memory, just
2676                  * ignore the node constraint
2677                  */
2678                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
2679                              !node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)))
2680                         node = NUMA_NO_NODE;
2681                 goto new_slab;
2682         }
2683 redo:
2684
2685         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2686                 /*
2687                  * same as above but node_match() being false already
2688                  * implies node != NUMA_NO_NODE
2689                  */
2690                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)) {
2691                         node = NUMA_NO_NODE;
2692                         goto redo;
2693                 } else {
2694                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2695                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2696                         goto new_slab;
2697                 }
2698         }
2699
2700         /*
2701          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2702          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2703          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2704          */
2705         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2706                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2707                 goto new_slab;
2708         }
2709
2710         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2711         freelist = c->freelist;
2712         if (freelist)
2713                 goto load_freelist;
2714
2715         freelist = get_freelist(s, page);
2716
2717         if (!freelist) {
2718                 c->page = NULL;
2719                 c->tid = next_tid(c->tid);
2720                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2721                 goto new_slab;
2722         }
2723
2724         stat(s, ALLOC_REFILL);
2725
2726 load_freelist:
2727         /*
2728          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2729          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2730          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2731          */
2732         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2733         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2734         c->tid = next_tid(c->tid);
2735         return freelist;
2736
2737 new_slab:
2738
2739         if (slub_percpu_partial(c)) {
2740                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2741                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2742                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2743                 goto redo;
2744         }
2745
2746         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2747
2748         if (unlikely(!freelist)) {
2749                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2750                 return NULL;
2751         }
2752
2753         page = c->page;
2754         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2755                 goto load_freelist;
2756
2757         /* Only entered in the debug case */
2758         if (kmem_cache_debug(s) &&
2759                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2760                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2761
2762         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2763         return freelist;
2764 }
2765
2766 /*
2767  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2768  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2769  */
2770 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2771                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2772 {
2773         void *p;
2774         unsigned long flags;
2775
2776         local_irq_save(flags);
2777 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2778         /*
2779          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2780          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2781          * pointer.
2782          */
2783         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2784 #endif
2785
2786         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2787         local_irq_restore(flags);
2788         return p;
2789 }
2790
2791 /*
2792  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
2793  * zeroing out freelist pointer.
2794  */
2795 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
2796                                                    void *obj)
2797 {
2798         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj)
2799                 memset((void *)((char *)obj + s->offset), 0, sizeof(void *));
2800 }
2801
2802 /*
2803  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2804  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2805  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2806  *
2807  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2808  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2809  *
2810  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2811  */
2812 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2813                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2814 {
2815         void *object;
2816         struct kmem_cache_cpu *c;
2817         struct page *page;
2818         unsigned long tid;
2819         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2820
2821         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, 1, gfpflags);
2822         if (!s)
2823                 return NULL;
2824 redo:
2825         /*
2826          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2827          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2828          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2829          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2830          *
2831          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2832          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPTION so we need
2833          * to check if it is matched or not.
2834          */
2835         do {
2836                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2837                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2838         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
2839                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2840
2841         /*
2842          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2843          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2844          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2845          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2846          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2847          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2848          */
2849         barrier();
2850
2851         /*
2852          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2853          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2854          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2855          * linked list in between.
2856          */
2857
2858         object = c->freelist;
2859         page = c->page;
2860         if (unlikely(!object || !page || !node_match(page, node))) {
2861                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2862         } else {
2863                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2864
2865                 /*
2866                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2867                  * operation and if we are on the right processor.
2868                  *
2869                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2870                  * semantics!)
2871                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2872                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2873                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2874                  *
2875                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2876                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2877                  * other cpus.
2878                  */
2879                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2880                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2881                                 object, tid,
2882                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2883
2884                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2885                         goto redo;
2886                 }
2887                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2888                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2889         }
2890
2891         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
2892
2893         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s)) && object)
2894                 memset(object, 0, s->object_size);
2895
2896         slab_post_alloc_hook(s, objcg, gfpflags, 1, &object);
2897
2898         return object;
2899 }
2900
2901 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2902                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2903 {
2904         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2905 }
2906
2907 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2908 {
2909         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2910
2911         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2912                                 s->size, gfpflags);
2913
2914         return ret;
2915 }
2916 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2917
2918 #ifdef CONFIG_TRACING
2919 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2920 {
2921         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2922         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2923         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2924         return ret;
2925 }
2926 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2927 #endif
2928
2929 #ifdef CONFIG_NUMA
2930 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2931 {
2932         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2933
2934         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2935                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2936
2937         return ret;
2938 }
2939 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2940
2941 #ifdef CONFIG_TRACING
2942 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2943                                     gfp_t gfpflags,
2944                                     int node, size_t size)
2945 {
2946         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2947
2948         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2949                            size, s->size, gfpflags, node);
2950
2951         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2952         return ret;
2953 }
2954 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2955 #endif
2956 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2957
2958 /*
2959  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2960  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2961  *
2962  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2963  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2964  * handling required then we can return immediately.
2965  */
2966 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2967                         void *head, void *tail, int cnt,
2968                         unsigned long addr)
2969
2970 {
2971         void *prior;
2972         int was_frozen;
2973         struct page new;
2974         unsigned long counters;
2975         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2976         unsigned long flags;
2977
2978         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2979
2980         if (kmem_cache_debug(s) &&
2981             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2982                 return;
2983
2984         do {
2985                 if (unlikely(n)) {
2986                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2987                         n = NULL;
2988                 }
2989                 prior = page->freelist;
2990                 counters = page->counters;
2991                 set_freepointer(s, tail, prior);
2992                 new.counters = counters;
2993                 was_frozen = new.frozen;
2994                 new.inuse -= cnt;
2995                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2996
2997                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2998
2999                                 /*
3000                                  * Slab was on no list before and will be
3001                                  * partially empty
3002                                  * We can defer the list move and instead
3003                                  * freeze it.
3004                                  */
3005                                 new.frozen = 1;
3006
3007                         } else { /* Needs to be taken off a list */
3008
3009                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
3010                                 /*
3011                                  * Speculatively acquire the list_lock.
3012                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
3013                                  * drop the list_lock without any processing.
3014                                  *
3015                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
3016                                  * other processors updating the list of slabs.
3017                                  */
3018                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3019
3020                         }
3021                 }
3022
3023         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
3024                 prior, counters,
3025                 head, new.counters,
3026                 "__slab_free"));
3027
3028         if (likely(!n)) {
3029
3030                 if (likely(was_frozen)) {
3031                         /*
3032                          * The list lock was not taken therefore no list
3033                          * activity can be necessary.
3034                          */
3035                         stat(s, FREE_FROZEN);
3036                 } else if (new.frozen) {
3037                         /*
3038                          * If we just froze the page then put it onto the
3039                          * per cpu partial list.
3040                          */
3041                         put_cpu_partial(s, page, 1);
3042                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
3043                 }
3044
3045                 return;
3046         }
3047
3048         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
3049                 goto slab_empty;
3050
3051         /*
3052          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
3053          * then add it.
3054          */
3055         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
3056                 remove_full(s, n, page);
3057                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
3058                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
3059         }
3060         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3061         return;
3062
3063 slab_empty:
3064         if (prior) {
3065                 /*
3066                  * Slab on the partial list.
3067                  */
3068                 remove_partial(n, page);
3069                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
3070         } else {
3071                 /* Slab must be on the full list */
3072                 remove_full(s, n, page);
3073         }
3074
3075         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3076         stat(s, FREE_SLAB);
3077         discard_slab(s, page);
3078 }
3079
3080 /*
3081  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
3082  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
3083  *
3084  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
3085  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
3086  * the item before.
3087  *
3088  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
3089  * with all sorts of special processing.
3090  *
3091  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
3092  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
3093  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
3094  */
3095 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
3096                                 struct page *page, void *head, void *tail,
3097                                 int cnt, unsigned long addr)
3098 {
3099         void *tail_obj = tail ? : head;
3100         struct kmem_cache_cpu *c;
3101         unsigned long tid;
3102
3103         /* memcg_slab_free_hook() is already called for bulk free. */
3104         if (!tail)
3105                 memcg_slab_free_hook(s, &head, 1);
3106 redo:
3107         /*
3108          * Determine the currently cpus per cpu slab.
3109          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
3110          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
3111          * during the cmpxchg then the free will succeed.
3112          */
3113         do {
3114                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
3115                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3116         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
3117                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
3118
3119         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
3120         barrier();
3121
3122         if (likely(page == c->page)) {
3123                 void **freelist = READ_ONCE(c->freelist);
3124
3125                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
3126
3127                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
3128                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
3129                                 freelist, tid,
3130                                 head, next_tid(tid)))) {
3131
3132                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
3133                         goto redo;
3134                 }
3135                 stat(s, FREE_FASTPATH);
3136         } else
3137                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
3138
3139 }
3140
3141 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3142                                       void *head, void *tail, int cnt,
3143                                       unsigned long addr)
3144 {
3145         /*
3146          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
3147          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
3148          */
3149         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail, &cnt))
3150                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
3151 }
3152
3153 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
3154 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3155 {
3156         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3157 }
3158 #endif
3159
3160 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3161 {
3162         s = cache_from_obj(s, x);
3163         if (!s)
3164                 return;
3165         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3166         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
3167 }
3168 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3169
3170 struct detached_freelist {
3171         struct page *page;
3172         void *tail;
3173         void *freelist;
3174         int cnt;
3175         struct kmem_cache *s;
3176 };
3177
3178 /*
3179  * This function progressively scans the array with free objects (with
3180  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3181  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3182  * page/objects.  This can happen without any need for
3183  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3184  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3185  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3186  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3187  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3188  * to performance reasons.
3189  */
3190 static inline
3191 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3192                             void **p, struct detached_freelist *df)
3193 {
3194         size_t first_skipped_index = 0;
3195         int lookahead = 3;
3196         void *object;
3197         struct page *page;
3198
3199         /* Always re-init detached_freelist */
3200         df->page = NULL;
3201
3202         do {
3203                 object = p[--size];
3204                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3205         } while (!object && size);
3206
3207         if (!object)
3208                 return 0;
3209
3210         page = virt_to_head_page(object);
3211         if (!s) {
3212                 /* Handle kalloc'ed objects */
3213                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3214                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3215                         kfree_hook(object);
3216                         __free_pages(page, compound_order(page));
3217                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3218                         return size;
3219                 }
3220                 /* Derive kmem_cache from object */
3221                 df->s = page->slab_cache;
3222         } else {
3223                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3224         }
3225
3226         /* Start new detached freelist */
3227         df->page = page;
3228         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3229         df->tail = object;
3230         df->freelist = object;
3231         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3232         df->cnt = 1;
3233
3234         while (size) {
3235                 object = p[--size];
3236                 if (!object)
3237                         continue; /* Skip processed objects */
3238
3239                 /* df->page is always set at this point */
3240                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3241                         /* Opportunity build freelist */
3242                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3243                         df->freelist = object;
3244                         df->cnt++;
3245                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3246
3247                         continue;
3248                 }
3249
3250                 /* Limit look ahead search */
3251                 if (!--lookahead)
3252                         break;
3253
3254                 if (!first_skipped_index)
3255                         first_skipped_index = size + 1;
3256         }
3257
3258         return first_skipped_index;
3259 }
3260
3261 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3262 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3263 {
3264         if (WARN_ON(!size))
3265                 return;
3266
3267         memcg_slab_free_hook(s, p, size);
3268         do {
3269                 struct detached_freelist df;
3270
3271                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3272                 if (!df.page)
3273                         continue;
3274
3275                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
3276         } while (likely(size));
3277 }
3278 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3279
3280 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3281 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3282                           void **p)
3283 {
3284         struct kmem_cache_cpu *c;
3285         int i;
3286         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3287
3288         /* memcg and kmem_cache debug support */
3289         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, size, flags);
3290         if (unlikely(!s))
3291                 return false;
3292         /*
3293          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3294          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3295          * handlers invoking normal fastpath.
3296          */
3297         local_irq_disable();
3298         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3299
3300         for (i = 0; i < size; i++) {
3301                 void *object = c->freelist;
3302
3303                 if (unlikely(!object)) {
3304                         /*
3305                          * We may have removed an object from c->freelist using
3306                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
3307                          * c->tid has not been bumped yet.
3308                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
3309                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
3310                          */
3311                         c->tid = next_tid(c->tid);
3312
3313                         /*
3314                          * Invoking slow path likely have side-effect
3315                          * of re-populating per CPU c->freelist
3316                          */
3317                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3318                                             _RET_IP_, c);
3319                         if (unlikely(!p[i]))
3320                                 goto error;
3321
3322                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3323                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3324
3325                         continue; /* goto for-loop */
3326                 }
3327                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3328                 p[i] = object;
3329                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3330         }
3331         c->tid = next_tid(c->tid);
3332         local_irq_enable();
3333
3334         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3335         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(flags, s))) {
3336                 int j;
3337
3338                 for (j = 0; j < i; j++)
3339                         memset(p[j], 0, s->object_size);
3340         }
3341
3342         /* memcg and kmem_cache debug support */
3343         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p);
3344         return i;
3345 error:
3346         local_irq_enable();
3347         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, i, p);
3348         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3349         return 0;
3350 }
3351 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3352
3353
3354 /*
3355  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3356  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3357  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3358  * another.
3359  *
3360  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3361  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3362  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3363  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3364  * locking overhead.
3365  */
3366
3367 /*
3368  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3369  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3370  * and increases the number of allocations possible without having to
3371  * take the list_lock.
3372  */
3373 static unsigned int slub_min_order;
3374 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3375 static unsigned int slub_min_objects;
3376
3377 /*
3378  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3379  *
3380  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3381  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3382  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3383  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3384  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3385  * would be wasted.
3386  *
3387  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3388  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3389  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3390  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3391  *
3392  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3393  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3394  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3395  * of space in favor of a small page order.
3396  *
3397  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3398  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3399  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3400  * the smallest order which will fit the object.
3401  */
3402 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3403                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3404                 unsigned int fract_leftover)
3405 {
3406         unsigned int min_order = slub_min_order;
3407         unsigned int order;
3408
3409         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3410                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3411
3412         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3413                         order <= max_order; order++) {
3414
3415                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3416                 unsigned int rem;
3417
3418                 rem = slab_size % size;
3419
3420                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3421                         break;
3422         }
3423
3424         return order;
3425 }
3426
3427 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3428 {
3429         unsigned int order;
3430         unsigned int min_objects;
3431         unsigned int max_objects;
3432
3433         /*
3434          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3435          * works by first attempting to generate a layout with
3436          * the best configuration and backing off gradually.
3437          *
3438          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3439          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3440          */
3441         min_objects = slub_min_objects;
3442         if (!min_objects)
3443                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3444         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3445         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3446
3447         while (min_objects > 1) {
3448                 unsigned int fraction;
3449
3450                 fraction = 16;
3451                 while (fraction >= 4) {
3452                         order = slab_order(size, min_objects,
3453                                         slub_max_order, fraction);
3454                         if (order <= slub_max_order)
3455                                 return order;
3456                         fraction /= 2;
3457                 }
3458                 min_objects--;
3459         }
3460
3461         /*
3462          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3463          * lets see if we can place a single object there.
3464          */
3465         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3466         if (order <= slub_max_order)
3467                 return order;
3468
3469         /*
3470          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3471          */
3472         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3473         if (order < MAX_ORDER)
3474                 return order;
3475         return -ENOSYS;
3476 }
3477
3478 static void
3479 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3480 {
3481         n->nr_partial = 0;
3482         spin_lock_init(&n->list_lock);
3483         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3484 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3485         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3486         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3487         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3488 #endif
3489 }
3490
3491 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3492 {
3493         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3494                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3495
3496         /*
3497          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3498          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3499          */
3500         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3501                                      2 * sizeof(void *));
3502
3503         if (!s->cpu_slab)
3504                 return 0;
3505
3506         init_kmem_cache_cpus(s);
3507
3508         return 1;
3509 }
3510
3511 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3512
3513 /*
3514  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3515  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3516  * possible.
3517  *
3518  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3519  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3520  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3521  */
3522 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3523 {
3524         struct page *page;
3525         struct kmem_cache_node *n;
3526
3527         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3528
3529         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3530
3531         BUG_ON(!page);
3532         if (page_to_nid(page) != node) {
3533                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3534                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3535         }
3536
3537         n = page->freelist;
3538         BUG_ON(!n);
3539 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3540         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3541         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3542 #endif
3543         n = kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node),
3544                       GFP_KERNEL);
3545         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3546         page->inuse = 1;
3547         page->frozen = 0;
3548         kmem_cache_node->node[node] = n;
3549         init_kmem_cache_node(n);
3550         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3551
3552         /*
3553          * No locks need to be taken here as it has just been
3554          * initialized and there is no concurrent access.
3555          */
3556         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3557 }
3558
3559 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3560 {
3561         int node;
3562         struct kmem_cache_node *n;
3563
3564         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3565                 s->node[node] = NULL;
3566                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3567         }
3568 }
3569
3570 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3571 {
3572         cache_random_seq_destroy(s);
3573         free_percpu(s->cpu_slab);
3574         free_kmem_cache_nodes(s);
3575 }
3576
3577 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3578 {
3579         int node;
3580
3581         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3582                 struct kmem_cache_node *n;
3583
3584                 if (slab_state == DOWN) {
3585                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3586                         continue;
3587                 }
3588                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3589                                                 GFP_KERNEL, node);
3590
3591                 if (!n) {
3592                         free_kmem_cache_nodes(s);
3593                         return 0;
3594                 }
3595
3596                 init_kmem_cache_node(n);
3597                 s->node[node] = n;
3598         }
3599         return 1;
3600 }
3601
3602 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3603 {
3604         if (min < MIN_PARTIAL)
3605                 min = MIN_PARTIAL;
3606         else if (min > MAX_PARTIAL)
3607                 min = MAX_PARTIAL;
3608         s->min_partial = min;
3609 }
3610
3611 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3612 {
3613 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3614         /*
3615          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3616          * per cpu partial lists of a processor.
3617          *
3618          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3619          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3620          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3621          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3622          *
3623          * This setting also determines
3624          *
3625          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3626          *    per node list when we reach the limit.
3627          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3628          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3629          *    50% to keep some capacity around for frees.
3630          */
3631         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3632                 slub_set_cpu_partial(s, 0);
3633         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3634                 slub_set_cpu_partial(s, 2);
3635         else if (s->size >= 1024)
3636                 slub_set_cpu_partial(s, 6);
3637         else if (s->size >= 256)
3638                 slub_set_cpu_partial(s, 13);
3639         else
3640                 slub_set_cpu_partial(s, 30);
3641 #endif
3642 }
3643
3644 /*
3645  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3646  * a slab object.
3647  */
3648 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3649 {
3650         slab_flags_t flags = s->flags;
3651         unsigned int size = s->object_size;
3652         unsigned int order;
3653
3654         /*
3655          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3656          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3657          * the possible location of the free pointer.
3658          */
3659         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3660
3661 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3662         /*
3663          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3664          * the slab may touch the object after free or before allocation
3665          * then we should never poison the object itself.
3666          */
3667         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3668                         !s->ctor)
3669                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3670         else
3671                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3672
3673
3674         /*
3675          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3676          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3677          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3678          */
3679         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3680                 size += sizeof(void *);
3681 #endif
3682
3683         /*
3684          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3685          * by the object and redzoning.
3686          */
3687         s->inuse = size;
3688
3689         if ((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3690             ((flags & SLAB_RED_ZONE) && s->object_size < sizeof(void *)) ||
3691             s->ctor) {
3692                 /*
3693                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3694                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3695                  * kmem_cache_free.
3696                  *
3697                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3698                  * destructor, are poisoning the objects, or are
3699                  * redzoning an object smaller than sizeof(void *).
3700                  *
3701                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
3702                  * pointer is outside of the object is used in the
3703                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
3704                  * longer true, the function needs to be modified.
3705                  */
3706                 s->offset = size;
3707                 size += sizeof(void *);
3708         } else {
3709                 /*
3710                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
3711                  * it away from the edges of the object to avoid small
3712                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
3713                  */
3714                 s->offset = ALIGN_DOWN(s->object_size / 2, sizeof(void *));
3715         }
3716
3717 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3718         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3719                 /*
3720                  * Need to store information about allocs and frees after
3721                  * the object.
3722                  */
3723                 size += 2 * sizeof(struct track);
3724 #endif
3725
3726         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3727 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3728         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3729                 /*
3730                  * Add some empty padding so that we can catch
3731                  * overwrites from earlier objects rather than let
3732                  * tracking information or the free pointer be
3733                  * corrupted if a user writes before the start
3734                  * of the object.
3735                  */
3736                 size += sizeof(void *);
3737
3738                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3739                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3740                 size += s->red_left_pad;
3741         }
3742 #endif
3743
3744         /*
3745          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3746          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3747          * each object to conform to the alignment.
3748          */
3749         size = ALIGN(size, s->align);
3750         s->size = size;
3751         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
3752         if (forced_order >= 0)
3753                 order = forced_order;
3754         else
3755                 order = calculate_order(size);
3756
3757         if ((int)order < 0)
3758                 return 0;
3759
3760         s->allocflags = 0;
3761         if (order)
3762                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3763
3764         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3765                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3766
3767         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
3768                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
3769
3770         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3771                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3772
3773         /*
3774          * Determine the number of objects per slab
3775          */
3776         s->oo = oo_make(order, size);
3777         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3778         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3779                 s->max = s->oo;
3780
3781         return !!oo_objects(s->oo);
3782 }
3783
3784 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3785 {
3786         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name);
3787 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3788         s->random = get_random_long();
3789 #endif
3790
3791         if (!calculate_sizes(s, -1))
3792                 goto error;
3793         if (disable_higher_order_debug) {
3794                 /*
3795                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3796                  * order increased.
3797                  */
3798                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3799                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3800                         s->offset = 0;
3801                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3802                                 goto error;
3803                 }
3804         }
3805
3806 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3807     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3808         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3809                 /* Enable fast mode */
3810                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3811 #endif
3812
3813         /*
3814          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3815          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3816          */
3817         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3818
3819         set_cpu_partial(s);
3820
3821 #ifdef CONFIG_NUMA
3822         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3823 #endif
3824
3825         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3826         if (slab_state >= UP) {
3827                 if (init_cache_random_seq(s))
3828                         goto error;
3829         }
3830
3831         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3832                 goto error;
3833
3834         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3835                 return 0;
3836
3837 error:
3838         __kmem_cache_release(s);
3839         return -EINVAL;
3840 }
3841
3842 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3843                               const char *text)
3844 {
3845 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3846         void *addr = page_address(page);
3847         unsigned long *map;
3848         void *p;
3849
3850         slab_err(s, page, text, s->name);
3851         slab_lock(page);
3852
3853         map = get_map(s, page);
3854         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3855
3856                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map)) {
3857                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3858                         print_tracking(s, p);
3859                 }
3860         }
3861         put_map(map);
3862         slab_unlock(page);
3863 #endif
3864 }
3865
3866 /*
3867  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3868  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3869  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3870  */
3871 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3872 {
3873         LIST_HEAD(discard);
3874         struct page *page, *h;
3875
3876         BUG_ON(irqs_disabled());
3877         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3878         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, slab_list) {
3879                 if (!page->inuse) {
3880                         remove_partial(n, page);
3881                         list_add(&page->slab_list, &discard);
3882                 } else {
3883                         list_slab_objects(s, page,
3884                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3885                 }
3886         }
3887         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3888
3889         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, slab_list)
3890                 discard_slab(s, page);
3891 }
3892
3893 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
3894 {
3895         int node;
3896         struct kmem_cache_node *n;
3897
3898         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3899                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3900                         return false;
3901         return true;
3902 }
3903
3904 /*
3905  * Release all resources used by a slab cache.
3906  */
3907 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3908 {
3909         int node;
3910         struct kmem_cache_node *n;
3911
3912         flush_all(s);
3913         /* Attempt to free all objects */
3914         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3915                 free_partial(s, n);
3916                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3917                         return 1;
3918         }
3919         return 0;
3920 }
3921
3922 /********************************************************************
3923  *              Kmalloc subsystem
3924  *******************************************************************/
3925
3926 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3927 {
3928         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
3929
3930         return 1;
3931 }
3932
3933 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3934
3935 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3936 {
3937         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
3938         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
3939
3940         return 1;
3941 }
3942
3943 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3944
3945 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3946 {
3947         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
3948
3949         return 1;
3950 }
3951
3952 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3953
3954 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3955 {
3956         struct kmem_cache *s;
3957         void *ret;
3958
3959         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3960                 return kmalloc_large(size, flags);
3961
3962         s = kmalloc_slab(size, flags);
3963
3964         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3965                 return s;
3966
3967         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3968
3969         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3970
3971         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3972
3973         return ret;
3974 }
3975 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3976
3977 #ifdef CONFIG_NUMA
3978 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3979 {
3980         struct page *page;
3981         void *ptr = NULL;
3982         unsigned int order = get_order(size);
3983
3984         flags |= __GFP_COMP;
3985         page = alloc_pages_node(node, flags, order);
3986         if (page) {
3987                 ptr = page_address(page);
3988                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3989                                       PAGE_SIZE << order);
3990         }
3991
3992         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3993 }
3994
3995 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3996 {
3997         struct kmem_cache *s;
3998         void *ret;
3999
4000         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4001                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
4002
4003                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
4004                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4005                                    flags, node);
4006
4007                 return ret;
4008         }
4009
4010         s = kmalloc_slab(size, flags);
4011
4012         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4013                 return s;
4014
4015         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
4016
4017         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
4018
4019         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4020
4021         return ret;
4022 }
4023 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
4024 #endif  /* CONFIG_NUMA */
4025
4026 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
4027 /*
4028  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
4029  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
4030  * cache's usercopy region.
4031  *
4032  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4033  * to indicate an error.
4034  */
4035 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
4036                          bool to_user)
4037 {
4038         struct kmem_cache *s;
4039         unsigned int offset;
4040         size_t object_size;
4041
4042         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
4043
4044         /* Find object and usable object size. */
4045         s = page->slab_cache;
4046
4047         /* Reject impossible pointers. */
4048         if (ptr < page_address(page))
4049                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
4050                                to_user, 0, n);
4051
4052         /* Find offset within object. */
4053         offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
4054
4055         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
4056         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
4057                 if (offset < s->red_left_pad)
4058                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
4059                                        s->name, to_user, offset, n);
4060                 offset -= s->red_left_pad;
4061         }
4062
4063         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
4064         if (offset >= s->useroffset &&
4065             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
4066             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
4067                 return;
4068
4069         /*
4070          * If the copy is still within the allocated object, produce
4071          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
4072          * to be a temporary method to find any missing usercopy
4073          * whitelists.
4074          */
4075         object_size = slab_ksize(s);
4076         if (usercopy_fallback &&
4077             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
4078                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4079                 return;
4080         }
4081
4082         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4083 }
4084 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4085
4086 size_t __ksize(const void *object)
4087 {
4088         struct page *page;
4089
4090         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
4091                 return 0;
4092
4093         page = virt_to_head_page(object);
4094
4095         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4096                 WARN_ON(!PageCompound(page));
4097                 return page_size(page);
4098         }
4099
4100         return slab_ksize(page->slab_cache);
4101 }
4102 EXPORT_SYMBOL(__ksize);
4103
4104 void kfree(const void *x)
4105 {
4106         struct page *page;
4107         void *object = (void *)x;
4108
4109         trace_kfree(_RET_IP_, x);
4110
4111         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
4112                 return;
4113
4114         page = virt_to_head_page(x);
4115         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4116                 unsigned int order = compound_order(page);
4117
4118                 BUG_ON(!PageCompound(page));
4119                 kfree_hook(object);
4120                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4121                                       -(PAGE_SIZE << order));
4122                 __free_pages(page, order);
4123                 return;
4124         }
4125         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
4126 }
4127 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4128
4129 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
4130
4131 /*
4132  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
4133  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
4134  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
4135  *
4136  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
4137  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
4138  * are freed in them.
4139  */
4140 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
4141 {
4142         int node;
4143         int i;
4144         struct kmem_cache_node *n;
4145         struct page *page;
4146         struct page *t;
4147         struct list_head discard;
4148         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
4149         unsigned long flags;
4150         int ret = 0;
4151
4152         flush_all(s);
4153         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4154                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
4155                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
4156                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
4157
4158                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4159
4160                 /*
4161                  * Build lists of slabs to discard or promote.
4162                  *
4163                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
4164                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
4165                  */
4166                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, slab_list) {
4167                         int free = page->objects - page->inuse;
4168
4169                         /* Do not reread page->inuse */
4170                         barrier();
4171
4172                         /* We do not keep full slabs on the list */
4173                         BUG_ON(free <= 0);
4174
4175                         if (free == page->objects) {
4176                                 list_move(&page->slab_list, &discard);
4177                                 n->nr_partial--;
4178                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4179                                 list_move(&page->slab_list, promote + free - 1);
4180                 }
4181
4182                 /*
4183                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4184                  * partial list.
4185                  */
4186                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4187                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4188
4189                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4190
4191                 /* Release empty slabs */
4192                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, slab_list)
4193                         discard_slab(s, page);
4194
4195                 if (slabs_node(s, node))
4196                         ret = 1;
4197         }
4198
4199         return ret;
4200 }
4201
4202 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4203 {
4204         struct kmem_cache *s;
4205
4206         mutex_lock(&slab_mutex);
4207         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4208                 __kmem_cache_shrink(s);
4209         mutex_unlock(&slab_mutex);
4210
4211         return 0;
4212 }
4213
4214 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4215 {
4216         struct kmem_cache_node *n;
4217         struct kmem_cache *s;
4218         struct memory_notify *marg = arg;
4219         int offline_node;
4220
4221         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4222
4223         /*
4224          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4225          * for it yet.
4226          */
4227         if (offline_node < 0)
4228                 return;
4229
4230         mutex_lock(&slab_mutex);
4231         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4232                 n = get_node(s, offline_node);
4233                 if (n) {
4234                         /*
4235                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
4236                          * that is going down. We were unable to free them,
4237                          * and offline_pages() function shouldn't call this
4238                          * callback. So, we must fail.
4239                          */
4240                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
4241
4242                         s->node[offline_node] = NULL;
4243                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4244                 }
4245         }
4246         mutex_unlock(&slab_mutex);
4247 }
4248
4249 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4250 {
4251         struct kmem_cache_node *n;
4252         struct kmem_cache *s;
4253         struct memory_notify *marg = arg;
4254         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4255         int ret = 0;
4256
4257         /*
4258          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4259          * already created. Nothing to do.
4260          */
4261         if (nid < 0)
4262                 return 0;
4263
4264         /*
4265          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4266          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4267          * online.
4268          */
4269         mutex_lock(&slab_mutex);
4270         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4271                 /*
4272                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4273                  *      since memory is not yet available from the node that
4274                  *      is brought up.
4275                  */
4276                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4277                 if (!n) {
4278                         ret = -ENOMEM;
4279                         goto out;
4280                 }
4281                 init_kmem_cache_node(n);
4282                 s->node[nid] = n;
4283         }
4284 out:
4285         mutex_unlock(&slab_mutex);
4286         return ret;
4287 }
4288
4289 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4290                                 unsigned long action, void *arg)
4291 {
4292         int ret = 0;
4293
4294         switch (action) {
4295         case MEM_GOING_ONLINE:
4296                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4297                 break;
4298         case MEM_GOING_OFFLINE:
4299                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4300                 break;
4301         case MEM_OFFLINE:
4302         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4303                 slab_mem_offline_callback(arg);
4304                 break;
4305         case MEM_ONLINE:
4306         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4307                 break;
4308         }
4309         if (ret)
4310                 ret = notifier_from_errno(ret);
4311         else
4312                 ret = NOTIFY_OK;
4313         return ret;
4314 }
4315
4316 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4317         .notifier_call = slab_memory_callback,
4318         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4319 };
4320
4321 /********************************************************************
4322  *                      Basic setup of slabs
4323  *******************************************************************/
4324
4325 /*
4326  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4327  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4328  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4329  */
4330
4331 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4332 {
4333         int node;
4334         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4335         struct kmem_cache_node *n;
4336
4337         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4338
4339         /*
4340          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4341          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4342          * IPIs around.
4343          */
4344         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4345         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4346                 struct page *p;
4347
4348                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
4349                         p->slab_cache = s;
4350
4351 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4352                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
4353                         p->slab_cache = s;
4354 #endif
4355         }
4356         list_add(&s->list, &slab_caches);
4357         return s;
4358 }
4359
4360 void __init kmem_cache_init(void)
4361 {
4362         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4363                 boot_kmem_cache_node;
4364
4365         if (debug_guardpage_minorder())
4366                 slub_max_order = 0;
4367
4368         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4369         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4370
4371         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4372                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4373
4374         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4375
4376         /* Able to allocate the per node structures */
4377         slab_state = PARTIAL;
4378
4379         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4380                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4381                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4382                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4383
4384         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4385         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4386
4387         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4388         setup_kmalloc_cache_index_table();
4389         create_kmalloc_caches(0);
4390
4391         /* Setup random freelists for each cache */
4392         init_freelist_randomization();
4393
4394         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4395                                   slub_cpu_dead);
4396
4397         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
4398                 cache_line_size(),
4399                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4400                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4401 }
4402
4403 void __init kmem_cache_init_late(void)
4404 {
4405 }
4406
4407 struct kmem_cache *
4408 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4409                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4410 {
4411         struct kmem_cache *s;
4412
4413         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4414         if (s) {
4415                 s->refcount++;
4416
4417                 /*
4418                  * Adjust the object sizes so that we clear
4419                  * the complete object on kzalloc.
4420                  */
4421                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4422                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4423
4424                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4425                         s->refcount--;
4426                         s = NULL;
4427                 }
4428         }
4429
4430         return s;
4431 }
4432
4433 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4434 {
4435         int err;
4436
4437         err = kmem_cache_open(s, flags);
4438         if (err)
4439                 return err;
4440
4441         /* Mutex is not taken during early boot */
4442         if (slab_state <= UP)
4443                 return 0;
4444
4445         err = sysfs_slab_add(s);
4446         if (err)
4447                 __kmem_cache_release(s);
4448
4449         return err;
4450 }
4451
4452 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4453 {
4454         struct kmem_cache *s;
4455         void *ret;
4456
4457         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4458                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4459
4460         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4461
4462         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4463                 return s;
4464
4465         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4466
4467         /* Honor the call site pointer we received. */
4468         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4469
4470         return ret;
4471 }
4472 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
4473
4474 #ifdef CONFIG_NUMA
4475 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4476                                         int node, unsigned long caller)
4477 {
4478         struct kmem_cache *s;
4479         void *ret;
4480
4481         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4482                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4483
4484                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4485                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4486                                    gfpflags, node);
4487
4488                 return ret;
4489         }
4490
4491         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4492
4493         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4494                 return s;
4495
4496         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4497
4498         /* Honor the call site pointer we received. */
4499         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4500
4501         return ret;
4502 }
4503 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
4504 #endif
4505
4506 #ifdef CONFIG_SYSFS
4507 static int count_inuse(struct page *page)
4508 {
4509         return page->inuse;
4510 }
4511
4512 static int count_total(struct page *page)
4513 {
4514         return page->objects;
4515 }
4516 #endif
4517
4518 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4519 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
4520 {
4521         void *p;
4522         void *addr = page_address(page);
4523         unsigned long *map;
4524
4525         slab_lock(page);
4526
4527         if (!check_slab(s, page) || !on_freelist(s, page, NULL))
4528                 goto unlock;
4529
4530         /* Now we know that a valid freelist exists */
4531         map = get_map(s, page);
4532         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4533                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map) ?
4534                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
4535
4536                 if (!check_object(s, page, p, val))
4537                         break;
4538         }
4539         put_map(map);
4540 unlock:
4541         slab_unlock(page);
4542 }
4543
4544 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4545                 struct kmem_cache_node *n)
4546 {
4547         unsigned long count = 0;
4548         struct page *page;
4549         unsigned long flags;
4550
4551         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4552
4553         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list) {
4554                 validate_slab(s, page);
4555                 count++;
4556         }
4557         if (count != n->nr_partial)
4558                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4559                        s->name, count, n->nr_partial);
4560
4561         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4562                 goto out;
4563
4564         list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list) {
4565                 validate_slab(s, page);
4566                 count++;
4567         }
4568         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4569                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4570                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4571
4572 out:
4573         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4574         return count;
4575 }
4576
4577 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4578 {
4579         int node;
4580         unsigned long count = 0;
4581         struct kmem_cache_node *n;
4582
4583         flush_all(s);
4584         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4585                 count += validate_slab_node(s, n);
4586
4587         return count;
4588 }
4589 /*
4590  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4591  * and freed.
4592  */
4593
4594 struct location {
4595         unsigned long count;
4596         unsigned long addr;
4597         long long sum_time;
4598         long min_time;
4599         long max_time;
4600         long min_pid;
4601         long max_pid;
4602         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4603         nodemask_t nodes;
4604 };
4605
4606 struct loc_track {
4607         unsigned long max;
4608         unsigned long count;
4609         struct location *loc;
4610 };
4611
4612 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4613 {
4614         if (t->max)
4615                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4616                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4617 }
4618
4619 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4620 {
4621         struct location *l;
4622         int order;
4623
4624         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4625
4626         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4627         if (!l)
4628                 return 0;
4629
4630         if (t->count) {
4631                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4632                 free_loc_track(t);
4633         }
4634         t->max = max;
4635         t->loc = l;
4636         return 1;
4637 }
4638
4639 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4640                                 const struct track *track)
4641 {
4642         long start, end, pos;
4643         struct location *l;
4644         unsigned long caddr;
4645         unsigned long age = jiffies - track->when;
4646
4647         start = -1;
4648         end = t->count;
4649
4650         for ( ; ; ) {
4651                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4652
4653                 /*
4654                  * There is nothing at "end". If we end up there
4655                  * we need to add something to before end.
4656                  */
4657                 if (pos == end)
4658                         break;
4659
4660                 caddr = t->loc[pos].addr;
4661                 if (track->addr == caddr) {
4662
4663                         l = &t->loc[pos];
4664                         l->count++;
4665                         if (track->when) {
4666                                 l->sum_time += age;
4667                                 if (age < l->min_time)
4668                                         l->min_time = age;
4669                                 if (age > l->max_time)
4670                                         l->max_time = age;
4671
4672                                 if (track->pid < l->min_pid)
4673                                         l->min_pid = track->pid;
4674                                 if (track->pid > l->max_pid)
4675                                         l->max_pid = track->pid;
4676
4677                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4678                                                 to_cpumask(l->cpus));
4679                         }
4680                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4681                         return 1;
4682                 }
4683
4684                 if (track->addr < caddr)
4685                         end = pos;
4686                 else
4687                         start = pos;
4688         }
4689
4690         /*
4691          * Not found. Insert new tracking element.
4692          */
4693         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4694                 return 0;
4695
4696         l = t->loc + pos;
4697         if (pos < t->count)
4698                 memmove(l + 1, l,
4699                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4700         t->count++;
4701         l->count = 1;
4702         l->addr = track->addr;
4703         l->sum_time = age;
4704         l->min_time = age;
4705         l->max_time = age;
4706         l->min_pid = track->pid;
4707         l->max_pid = track->pid;
4708         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4709         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4710         nodes_clear(l->nodes);
4711         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4712         return 1;
4713 }
4714
4715 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4716                 struct page *page, enum track_item alloc)
4717 {
4718         void *addr = page_address(page);
4719         void *p;
4720         unsigned long *map;
4721
4722         map = get_map(s, page);
4723         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4724                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map))
4725                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4726         put_map(map);
4727 }
4728
4729 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4730                                         enum track_item alloc)
4731 {
4732         int len = 0;
4733         unsigned long i;
4734         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4735         int node;
4736         struct kmem_cache_node *n;
4737
4738         if (!alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4739                              GFP_KERNEL)) {
4740                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4741         }
4742         /* Push back cpu slabs */
4743         flush_all(s);
4744
4745         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4746                 unsigned long flags;
4747                 struct page *page;
4748
4749                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4750                         continue;
4751
4752                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4753                 list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
4754                         process_slab(&t, s, page, alloc);
4755                 list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list)
4756                         process_slab(&t, s, page, alloc);
4757                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4758         }
4759
4760         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4761                 struct location *l = &t.loc[i];
4762
4763                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4764                         break;
4765                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4766
4767                 if (l->addr)
4768                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4769                 else
4770                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4771
4772                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4773                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4774                                 l->min_time,
4775                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4776                                 l->max_time);
4777                 } else
4778                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4779                                 l->min_time);
4780
4781                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4782                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4783                                 l->min_pid, l->max_pid);
4784                 else
4785                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4786                                 l->min_pid);
4787
4788                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4789                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4790                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4791                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4792                                          " cpus=%*pbl",
4793                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4794
4795                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4796                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4797                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4798                                          " nodes=%*pbl",
4799                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4800
4801                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4802         }
4803
4804         free_loc_track(&t);
4805         if (!t.count)
4806                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4807         return len;
4808 }
4809 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4810
4811 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4812 static void __init resiliency_test(void)
4813 {
4814         u8 *p;
4815         int type = KMALLOC_NORMAL;
4816
4817         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4818
4819         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4820         pr_err("-----------------------\n");
4821         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4822
4823         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4824         p[16] = 0x12;
4825         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4826                p + 16);
4827
4828         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][4]);
4829
4830         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4831         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4832         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4833         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4834                p);
4835         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4836
4837         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][5]);
4838         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4839         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4840         *p = 0x56;
4841         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4842                p);
4843         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4844         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][6]);
4845
4846         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4847         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4848         kfree(p);
4849         *p = 0x78;
4850         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4851         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][7]);
4852
4853         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4854         kfree(p);
4855         p[50] = 0x9a;
4856         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4857         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][8]);
4858
4859         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4860         kfree(p);
4861         p[512] = 0xab;
4862         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4863         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][9]);
4864 }
4865 #else
4866 #ifdef CONFIG_SYSFS
4867 static void resiliency_test(void) {};
4868 #endif
4869 #endif  /* SLUB_RESILIENCY_TEST */
4870
4871 #ifdef CONFIG_SYSFS
4872 enum slab_stat_type {
4873         SL_ALL,                 /* All slabs */
4874         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4875         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4876         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4877         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4878 };
4879
4880 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4881 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4882 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4883 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4884 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4885
4886 #ifdef CONFIG_MEMCG
4887 static bool memcg_sysfs_enabled = IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_MEMCG_SYSFS_ON);
4888
4889 static int __init setup_slub_memcg_sysfs(char *str)
4890 {
4891         int v;
4892
4893         if (get_option(&str, &v) > 0)
4894                 memcg_sysfs_enabled = v;
4895
4896         return 1;
4897 }
4898
4899 __setup("slub_memcg_sysfs=", setup_slub_memcg_sysfs);
4900 #endif
4901
4902 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4903                             char *buf, unsigned long flags)
4904 {
4905         unsigned long total = 0;
4906         int node;
4907         int x;
4908         unsigned long *nodes;
4909
4910         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4911         if (!nodes)
4912                 return -ENOMEM;
4913
4914         if (flags & SO_CPU) {
4915                 int cpu;
4916
4917                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4918                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4919                                                                cpu);
4920                         int node;
4921                         struct page *page;
4922
4923                         page = READ_ONCE(c->page);
4924                         if (!page)
4925                                 continue;
4926
4927                         node = page_to_nid(page);
4928                         if (flags & SO_TOTAL)
4929                                 x = page->objects;
4930                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4931                                 x = page->inuse;
4932                         else
4933                                 x = 1;
4934
4935                         total += x;
4936                         nodes[node] += x;
4937
4938                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4939                         if (page) {
4940                                 node = page_to_nid(page);
4941                                 if (flags & SO_TOTAL)
4942                                         WARN_ON_ONCE(1);
4943                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4944                                         WARN_ON_ONCE(1);
4945                                 else
4946                                         x = page->pages;
4947                                 total += x;
4948                                 nodes[node] += x;
4949                         }
4950                 }
4951         }
4952
4953         /*
4954          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
4955          * already held which will conflict with an existing lock order:
4956          *
4957          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
4958          *
4959          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
4960          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
4961          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
4962          */
4963
4964 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4965         if (flags & SO_ALL) {
4966                 struct kmem_cache_node *n;
4967
4968                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4969
4970                         if (flags & SO_TOTAL)
4971                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4972                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4973                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4974                                         count_partial(n, count_free);
4975                         else
4976                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4977                         total += x;
4978                         nodes[node] += x;
4979                 }
4980
4981         } else
4982 #endif
4983         if (flags & SO_PARTIAL) {
4984                 struct kmem_cache_node *n;
4985
4986                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4987                         if (flags & SO_TOTAL)
4988                                 x = count_partial(n, count_total);
4989                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4990                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4991                         else
4992                                 x = n->nr_partial;
4993                         total += x;
4994                         nodes[node] += x;
4995                 }
4996         }
4997         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4998 #ifdef CONFIG_NUMA
4999         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
5000                 if (nodes[node])
5001                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
5002                                         node, nodes[node]);
5003 #endif
5004         kfree(nodes);
5005         return x + sprintf(buf + x, "\n");
5006 }
5007
5008 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
5009 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
5010
5011 struct slab_attribute {
5012         struct attribute attr;
5013         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
5014         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
5015 };
5016
5017 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
5018         static struct slab_attribute _name##_attr = \
5019         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
5020
5021 #define SLAB_ATTR(_name) \
5022         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
5023         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
5024
5025 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5026 {
5027         return sprintf(buf, "%u\n", s->size);
5028 }
5029 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
5030
5031 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5032 {
5033         return sprintf(buf, "%u\n", s->align);
5034 }
5035 SLAB_ATTR_RO(align);
5036
5037 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5038 {
5039         return sprintf(buf, "%u\n", s->object_size);
5040 }
5041 SLAB_ATTR_RO(object_size);
5042
5043 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5044 {
5045         return sprintf(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
5046 }
5047 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
5048
5049 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5050 {
5051         return sprintf(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
5052 }
5053 SLAB_ATTR_RO(order);
5054
5055 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5056 {
5057         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
5058 }
5059
5060 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5061                                  size_t length)
5062 {
5063         unsigned long min;
5064         int err;
5065
5066         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
5067         if (err)
5068                 return err;
5069
5070         set_min_partial(s, min);
5071         return length;
5072 }
5073 SLAB_ATTR(min_partial);
5074
5075 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5076 {
5077         return sprintf(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
5078 }
5079
5080 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5081                                  size_t length)
5082 {
5083         unsigned int objects;
5084         int err;
5085
5086         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5087         if (err)
5088                 return err;
5089         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5090                 return -EINVAL;
5091
5092         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5093         flush_all(s);
5094         return length;
5095 }
5096 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5097
5098 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5099 {
5100         if (!s->ctor)
5101                 return 0;
5102         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
5103 }
5104 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5105
5106 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5107 {
5108         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5109 }
5110 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5111
5112 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5113 {
5114         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5115 }
5116 SLAB_ATTR_RO(partial);
5117
5118 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5119 {
5120         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5121 }
5122 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5123
5124 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5125 {
5126         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5127 }
5128 SLAB_ATTR_RO(objects);
5129
5130 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5131 {
5132         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5133 }
5134 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5135
5136 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5137 {
5138         int objects = 0;
5139         int pages = 0;
5140         int cpu;
5141         int len;
5142
5143         for_each_online_cpu(cpu) {
5144                 struct page *page;
5145
5146                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5147
5148                 if (page) {
5149                         pages += page->pages;
5150                         objects += page->pobjects;
5151                 }
5152         }
5153
5154         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
5155
5156 #ifdef CONFIG_SMP
5157         for_each_online_cpu(cpu) {
5158                 struct page *page;
5159
5160                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5161
5162                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
5163                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
5164                                 page->pobjects, page->pages);
5165         }
5166 #endif
5167         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5168 }
5169 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5170
5171 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5172 {
5173         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5174 }
5175 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
5176
5177 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5178 {
5179         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5180 }
5181 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5182
5183 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5184 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5185 {
5186         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5187 }
5188 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5189 #endif
5190
5191 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5192 {
5193         return sprintf(buf, "%u\n", s->usersize);
5194 }
5195 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5196
5197 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5198 {
5199         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5200 }
5201 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5202
5203 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5204 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5205 {
5206         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5207 }
5208 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5209
5210 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5211 {
5212         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5213 }
5214 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5215
5216 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5217 {
5218         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5219 }
5220 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
5221
5222 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5223 {
5224         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5225 }
5226 SLAB_ATTR_RO(trace);
5227
5228 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5229 {
5230         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5231 }
5232
5233 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
5234
5235 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5236 {
5237         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5238 }
5239
5240 SLAB_ATTR_RO(poison);
5241
5242 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5243 {
5244         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5245 }
5246
5247 SLAB_ATTR_RO(store_user);
5248
5249 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5250 {
5251         return 0;
5252 }
5253
5254 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5255                         const char *buf, size_t length)
5256 {
5257         int ret = -EINVAL;
5258
5259         if (buf[0] == '1') {
5260                 ret = validate_slab_cache(s);
5261                 if (ret >= 0)
5262                         ret = length;
5263         }
5264         return ret;
5265 }
5266 SLAB_ATTR(validate);
5267
5268 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5269 {
5270         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5271                 return -ENOSYS;
5272         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5273 }
5274 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5275
5276 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5277 {
5278         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5279                 return -ENOSYS;
5280         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5281 }
5282 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5283 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5284
5285 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5286 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5287 {
5288         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5289 }
5290 SLAB_ATTR_RO(failslab);
5291 #endif
5292
5293 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5294 {
5295         return 0;
5296 }
5297
5298 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5299                         const char *buf, size_t length)
5300 {
5301         if (buf[0] == '1')
5302                 kmem_cache_shrink(s);
5303         else
5304                 return -EINVAL;
5305         return length;
5306 }
5307 SLAB_ATTR(shrink);
5308
5309 #ifdef CONFIG_NUMA
5310 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5311 {
5312         return sprintf(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5313 }
5314
5315 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5316                                 const char *buf, size_t length)
5317 {
5318         unsigned int ratio;
5319         int err;
5320
5321         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5322         if (err)
5323                 return err;
5324         if (ratio > 100)
5325                 return -ERANGE;
5326
5327         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5328
5329         return length;
5330 }
5331 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5332 #endif
5333
5334 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5335 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5336 {
5337         unsigned long sum  = 0;
5338         int cpu;
5339         int len;
5340         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5341
5342         if (!data)
5343                 return -ENOMEM;
5344
5345         for_each_online_cpu(cpu) {
5346                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5347
5348                 data[cpu] = x;
5349                 sum += x;
5350         }
5351
5352         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5353
5354 #ifdef CONFIG_SMP
5355         for_each_online_cpu(cpu) {
5356                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5357                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5358         }
5359 #endif
5360         kfree(data);
5361         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5362 }
5363
5364 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5365 {
5366         int cpu;
5367
5368         for_each_online_cpu(cpu)
5369                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5370 }
5371
5372 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5373 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5374 {                                                               \
5375         return show_stat(s, buf, si);                           \
5376 }                                                               \
5377 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5378                                 const char *buf, size_t length) \
5379 {                                                               \
5380         if (buf[0] != '0')                                      \
5381                 return -EINVAL;                                 \
5382         clear_stat(s, si);                                      \
5383         return length;                                          \
5384 }                                                               \
5385 SLAB_ATTR(text);                                                \
5386
5387 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5388 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5389 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5390 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5391 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5392 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5393 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5394 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5395 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5396 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5397 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5398 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5399 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5400 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5401 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5402 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5403 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5404 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5405 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5406 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5407 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5408 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5409 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5410 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5411 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5412 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5413 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
5414
5415 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5416         &slab_size_attr.attr,
5417         &object_size_attr.attr,
5418         &objs_per_slab_attr.attr,
5419         &order_attr.attr,
5420         &min_partial_attr.attr,
5421         &cpu_partial_attr.attr,
5422         &objects_attr.attr,
5423         &objects_partial_attr.attr,
5424         &partial_attr.attr,
5425         &cpu_slabs_attr.attr,
5426         &ctor_attr.attr,
5427         &aliases_attr.attr,
5428         &align_attr.attr,
5429         &hwcache_align_attr.attr,
5430         &reclaim_account_attr.attr,
5431         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5432         &shrink_attr.attr,
5433         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5434 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5435         &total_objects_attr.attr,
5436         &slabs_attr.attr,
5437         &sanity_checks_attr.attr,
5438         &trace_attr.attr,
5439         &red_zone_attr.attr,
5440         &poison_attr.attr,
5441         &store_user_attr.attr,
5442         &validate_attr.attr,
5443         &alloc_calls_attr.attr,
5444         &free_calls_attr.attr,
5445 #endif
5446 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5447         &cache_dma_attr.attr,
5448 #endif
5449 #ifdef CONFIG_NUMA
5450         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5451 #endif
5452 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5453         &alloc_fastpath_attr.attr,
5454         &alloc_slowpath_attr.attr,
5455         &free_fastpath_attr.attr,
5456         &free_slowpath_attr.attr,
5457         &free_frozen_attr.attr,
5458         &free_add_partial_attr.attr,
5459         &free_remove_partial_attr.attr,
5460         &alloc_from_partial_attr.attr,
5461         &alloc_slab_attr.attr,
5462         &alloc_refill_attr.attr,
5463         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5464         &free_slab_attr.attr,
5465         &cpuslab_flush_attr.attr,
5466         &deactivate_full_attr.attr,
5467         &deactivate_empty_attr.attr,
5468         &deactivate_to_head_attr.attr,
5469         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5470         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5471         &deactivate_bypass_attr.attr,
5472         &order_fallback_attr.attr,
5473         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5474         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5475         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5476         &cpu_partial_free_attr.attr,
5477         &cpu_partial_node_attr.attr,
5478         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5479 #endif
5480 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5481         &failslab_attr.attr,
5482 #endif
5483         &usersize_attr.attr,
5484
5485         NULL
5486 };
5487
5488 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5489         .attrs = slab_attrs,
5490 };
5491
5492 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5493                                 struct attribute *attr,
5494                                 char *buf)
5495 {
5496         struct slab_attribute *attribute;
5497         struct kmem_cache *s;
5498         int err;
5499
5500         attribute = to_slab_attr(attr);
5501         s = to_slab(kobj);
5502
5503         if (!attribute->show)
5504                 return -EIO;
5505
5506         err = attribute->show(s, buf);
5507
5508         return err;
5509 }
5510
5511 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5512                                 struct attribute *attr,
5513                                 const char *buf, size_t len)
5514 {
5515         struct slab_attribute *attribute;
5516         struct kmem_cache *s;
5517         int err;
5518
5519         attribute = to_slab_attr(attr);
5520         s = to_slab(kobj);
5521
5522         if (!attribute->store)
5523                 return -EIO;
5524
5525         err = attribute->store(s, buf, len);
5526         return err;
5527 }
5528
5529 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5530 {
5531         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5532 }
5533
5534 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5535         .show = slab_attr_show,
5536         .store = slab_attr_store,
5537 };
5538
5539 static struct kobj_type slab_ktype = {
5540         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5541         .release = kmem_cache_release,
5542 };
5543
5544 static struct kset *slab_kset;
5545
5546 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5547 {
5548         return slab_kset;
5549 }
5550
5551 #define ID_STR_LENGTH 64
5552
5553 /* Create a unique string id for a slab cache:
5554  *
5555  * Format       :[flags-]size
5556  */
5557 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5558 {
5559         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5560         char *p = name;
5561
5562         if (!name)
5563                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5564
5565         *p++ = ':';
5566         /*
5567          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5568          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5569          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5570          * are matched during merging to guarantee that the id is
5571          * unique.
5572          */
5573         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5574                 *p++ = 'd';
5575         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5576                 *p++ = 'D';
5577         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5578                 *p++ = 'a';
5579         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5580                 *p++ = 'F';
5581         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5582                 *p++ = 'A';
5583         if (p != name + 1)
5584                 *p++ = '-';
5585         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5586
5587         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5588         return name;
5589 }
5590
5591 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5592 {
5593         int err;
5594         const char *name;
5595         struct kset *kset = cache_kset(s);
5596         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5597
5598         if (!kset) {
5599                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5600                 return 0;
5601         }
5602
5603         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5604                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5605                 unmergeable = 1;
5606
5607         if (unmergeable) {
5608                 /*
5609                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5610                  * This is typically the case for debug situations. In that
5611                  * case we can catch duplicate names easily.
5612                  */
5613                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5614                 name = s->name;
5615         } else {
5616                 /*
5617                  * Create a unique name for the slab as a target
5618                  * for the symlinks.
5619                  */
5620                 name = create_unique_id(s);
5621                 if (IS_ERR(name))
5622                         return PTR_ERR(name);
5623         }
5624
5625         s->kobj.kset = kset;
5626         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5627         if (err)
5628                 goto out;
5629
5630         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5631         if (err)
5632                 goto out_del_kobj;
5633
5634         if (!unmergeable) {
5635                 /* Setup first alias */
5636                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5637         }
5638 out:
5639         if (!unmergeable)
5640                 kfree(name);
5641         return err;
5642 out_del_kobj:
5643         kobject_del(&s->kobj);
5644         goto out;
5645 }
5646
5647 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5648 {
5649         if (slab_state >= FULL)
5650                 kobject_del(&s->kobj);
5651 }
5652
5653 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5654 {
5655         if (slab_state >= FULL)
5656                 kobject_put(&s->kobj);
5657 }
5658
5659 /*
5660  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5661  * available lest we lose that information.
5662  */
5663 struct saved_alias {
5664         struct kmem_cache *s;
5665         const char *name;
5666         struct saved_alias *next;
5667 };
5668
5669 static struct saved_alias *alias_list;
5670
5671 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5672 {
5673         struct saved_alias *al;
5674
5675         if (slab_state == FULL) {
5676                 /*
5677                  * If we have a leftover link then remove it.
5678                  */
5679                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5680                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5681         }
5682
5683         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5684         if (!al)
5685                 return -ENOMEM;
5686
5687         al->s = s;
5688         al->name = name;
5689         al->next = alias_list;
5690         alias_list = al;
5691         return 0;
5692 }
5693
5694 static int __init slab_sysfs_init(void)
5695 {
5696         struct kmem_cache *s;
5697         int err;
5698
5699         mutex_lock(&slab_mutex);
5700
5701         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
5702         if (!slab_kset) {
5703                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5704                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5705                 return -ENOSYS;
5706         }
5707
5708         slab_state = FULL;
5709
5710         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5711                 err = sysfs_slab_add(s);
5712                 if (err)
5713                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5714                                s->name);
5715         }
5716
5717         while (alias_list) {
5718                 struct saved_alias *al = alias_list;
5719
5720                 alias_list = alias_list->next;
5721                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5722                 if (err)
5723                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5724                                al->name);
5725                 kfree(al);
5726         }
5727
5728         mutex_unlock(&slab_mutex);
5729         resiliency_test();
5730         return 0;
5731 }
5732
5733 __initcall(slab_sysfs_init);
5734 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5735
5736 /*
5737  * The /proc/slabinfo ABI
5738  */
5739 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5740 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5741 {
5742         unsigned long nr_slabs = 0;
5743         unsigned long nr_objs = 0;
5744         unsigned long nr_free = 0;
5745         int node;
5746         struct kmem_cache_node *n;
5747
5748         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5749                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5750                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5751                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5752         }
5753
5754         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5755         sinfo->num_objs = nr_objs;
5756         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5757         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5758         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5759         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5760 }
5761
5762 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5763 {
5764 }
5765
5766 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5767                        size_t count, loff_t *ppos)
5768 {
5769         return -EIO;
5770 }
5771 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */