GNU Linux-libre 4.19.211-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. The processor that froze the slab is the one who can
63  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
64  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
65  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
66  *
67  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
68  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
69  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
70  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
71  *   modified without taking the list lock).
72  *
73  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
74  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
75  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
76  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
77  *   the list lock.
78  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
79  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
80  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
81  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
82  *
83  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
84  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
85  *
86  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
87  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
88  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
89  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
90  * cannot scan all objects.
91  *
92  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
93  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
94  * fast frees and allocs.
95  *
96  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
97  *
98  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
99  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
100  *                      such as satisfying allocations for a specific
101  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
102  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
103  *                      list operations. It is up to the processor holding
104  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
105  *                      when the slab is no longer needed.
106  *
107  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
108  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
109  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
110  *                      freelist that allows lockless access to
111  *                      free objects in addition to the regular freelist
112  *                      that requires the slab lock.
113  *
114  * PageError            Slab requires special handling due to debug
115  *                      options set. This moves slab handling out of
116  *                      the fast path and disables lockless freelists.
117  */
118
119 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
120 {
121 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
122         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
123 #else
124         return 0;
125 #endif
126 }
127
128 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
129 {
130         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE)
131                 p += s->red_left_pad;
132
133         return p;
134 }
135
136 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
137 {
138 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
139         return !kmem_cache_debug(s);
140 #else
141         return false;
142 #endif
143 }
144
145 /*
146  * Issues still to be resolved:
147  *
148  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
149  *
150  * - Variable sizing of the per node arrays
151  */
152
153 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
154 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
155
156 /* Enable to log cmpxchg failures */
157 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
158
159 /*
160  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
161  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
162  */
163 #define MIN_PARTIAL 5
164
165 /*
166  * Maximum number of desirable partial slabs.
167  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
168  * sort the partial list by the number of objects in use.
169  */
170 #define MAX_PARTIAL 10
171
172 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
173                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
174
175 /*
176  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
177  * issues when checking or reading debug information
178  */
179 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
180                                 SLAB_TRACE)
181
182
183 /*
184  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
185  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
186  * metadata.
187  */
188 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
189
190 #define OO_SHIFT        16
191 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
192 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
193
194 /* Internal SLUB flags */
195 /* Poison object */
196 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
197 /* Use cmpxchg_double */
198 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
199
200 /*
201  * Tracking user of a slab.
202  */
203 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
204 struct track {
205         unsigned long addr;     /* Called from address */
206 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
207         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
208 #endif
209         int cpu;                /* Was running on cpu */
210         int pid;                /* Pid context */
211         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
212 };
213
214 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
215
216 #ifdef CONFIG_SYSFS
217 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
218 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
219 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
220 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s);
221 #else
222 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
223 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
224                                                         { return 0; }
225 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
226 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
227 #endif
228
229 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
230 {
231 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
232         /*
233          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
234          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
235          */
236         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
237 #endif
238 }
239
240 /********************************************************************
241  *                      Core slab cache functions
242  *******************************************************************/
243
244 /*
245  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
246  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
247  * random number.
248  */
249 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
250                                  unsigned long ptr_addr)
251 {
252 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
253         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^ swab(ptr_addr));
254 #else
255         return ptr;
256 #endif
257 }
258
259 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
260 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
261                                          void *ptr_addr)
262 {
263         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
264                             (unsigned long)ptr_addr);
265 }
266
267 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
268 {
269         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
270 }
271
272 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
273 {
274         prefetch(object + s->offset);
275 }
276
277 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
278 {
279         unsigned long freepointer_addr;
280         void *p;
281
282         if (!debug_pagealloc_enabled())
283                 return get_freepointer(s, object);
284
285         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
286         probe_kernel_read(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
287         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
288 }
289
290 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
291 {
292         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
293
294 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
295         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
296 #endif
297
298         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
299 }
300
301 /* Loop over all objects in a slab */
302 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
303         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
304                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
305                 __p += (__s)->size)
306
307 #define for_each_object_idx(__p, __idx, __s, __addr, __objects) \
308         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr), __idx = 1; \
309                 __idx <= __objects; \
310                 __p += (__s)->size, __idx++)
311
312 /* Determine object index from a given position */
313 static inline unsigned int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
314 {
315         return (p - addr) / s->size;
316 }
317
318 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
319 {
320         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
321 }
322
323 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
324                 unsigned int size)
325 {
326         struct kmem_cache_order_objects x = {
327                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
328         };
329
330         return x;
331 }
332
333 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
334 {
335         return x.x >> OO_SHIFT;
336 }
337
338 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
339 {
340         return x.x & OO_MASK;
341 }
342
343 /*
344  * Per slab locking using the pagelock
345  */
346 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
347 {
348         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
349         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
350 }
351
352 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
353 {
354         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
355         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
356 }
357
358 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
359 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
360                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
361                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
362                 const char *n)
363 {
364         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
365 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
366     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
367         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
368                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
369                                    freelist_old, counters_old,
370                                    freelist_new, counters_new))
371                         return true;
372         } else
373 #endif
374         {
375                 slab_lock(page);
376                 if (page->freelist == freelist_old &&
377                                         page->counters == counters_old) {
378                         page->freelist = freelist_new;
379                         page->counters = counters_new;
380                         slab_unlock(page);
381                         return true;
382                 }
383                 slab_unlock(page);
384         }
385
386         cpu_relax();
387         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
388
389 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
390         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
391 #endif
392
393         return false;
394 }
395
396 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
397                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
398                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
399                 const char *n)
400 {
401 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
402     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
403         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
404                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
405                                    freelist_old, counters_old,
406                                    freelist_new, counters_new))
407                         return true;
408         } else
409 #endif
410         {
411                 unsigned long flags;
412
413                 local_irq_save(flags);
414                 slab_lock(page);
415                 if (page->freelist == freelist_old &&
416                                         page->counters == counters_old) {
417                         page->freelist = freelist_new;
418                         page->counters = counters_new;
419                         slab_unlock(page);
420                         local_irq_restore(flags);
421                         return true;
422                 }
423                 slab_unlock(page);
424                 local_irq_restore(flags);
425         }
426
427         cpu_relax();
428         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
429
430 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
431         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
432 #endif
433
434         return false;
435 }
436
437 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
438 /*
439  * Determine a map of object in use on a page.
440  *
441  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
442  * not vanish from under us.
443  */
444 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
445 {
446         void *p;
447         void *addr = page_address(page);
448
449         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
450                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
451 }
452
453 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
454 {
455         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
456                 return s->size - s->red_left_pad;
457
458         return s->size;
459 }
460
461 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
462 {
463         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
464                 p -= s->red_left_pad;
465
466         return p;
467 }
468
469 /*
470  * Debug settings:
471  */
472 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
473 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
474 #else
475 static slab_flags_t slub_debug;
476 #endif
477
478 static char *slub_debug_slabs;
479 static int disable_higher_order_debug;
480
481 /*
482  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
483  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
484  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
485  * to tell kasan that these accesses are OK.
486  */
487 static inline void metadata_access_enable(void)
488 {
489         kasan_disable_current();
490 }
491
492 static inline void metadata_access_disable(void)
493 {
494         kasan_enable_current();
495 }
496
497 /*
498  * Object debugging
499  */
500
501 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
502 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
503                                 struct page *page, void *object)
504 {
505         void *base;
506
507         if (!object)
508                 return 1;
509
510         base = page_address(page);
511         object = restore_red_left(s, object);
512         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
513                 (object - base) % s->size) {
514                 return 0;
515         }
516
517         return 1;
518 }
519
520 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
521                           unsigned int length)
522 {
523         metadata_access_enable();
524         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
525                         length, 1);
526         metadata_access_disable();
527 }
528
529 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
530         enum track_item alloc)
531 {
532         struct track *p;
533
534         if (s->offset)
535                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
536         else
537                 p = object + s->inuse;
538
539         return p + alloc;
540 }
541
542 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
543                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
544 {
545         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
546
547         if (addr) {
548 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
549                 struct stack_trace trace;
550                 int i;
551
552                 trace.nr_entries = 0;
553                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
554                 trace.entries = p->addrs;
555                 trace.skip = 3;
556                 metadata_access_enable();
557                 save_stack_trace(&trace);
558                 metadata_access_disable();
559
560                 /* See rant in lockdep.c */
561                 if (trace.nr_entries != 0 &&
562                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
563                         trace.nr_entries--;
564
565                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
566                         p->addrs[i] = 0;
567 #endif
568                 p->addr = addr;
569                 p->cpu = smp_processor_id();
570                 p->pid = current->pid;
571                 p->when = jiffies;
572         } else
573                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
574 }
575
576 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
577 {
578         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
579                 return;
580
581         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
582         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
583 }
584
585 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
586 {
587         if (!t->addr)
588                 return;
589
590         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
591                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
592 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
593         {
594                 int i;
595                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
596                         if (t->addrs[i])
597                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
598                         else
599                                 break;
600         }
601 #endif
602 }
603
604 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
605 {
606         unsigned long pr_time = jiffies;
607         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
608                 return;
609
610         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
611         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
612 }
613
614 static void print_page_info(struct page *page)
615 {
616         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
617                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
618
619 }
620
621 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
622 {
623         struct va_format vaf;
624         va_list args;
625
626         va_start(args, fmt);
627         vaf.fmt = fmt;
628         vaf.va = &args;
629         pr_err("=============================================================================\n");
630         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
631         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
632
633         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
634         va_end(args);
635 }
636
637 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
638 {
639         struct va_format vaf;
640         va_list args;
641
642         va_start(args, fmt);
643         vaf.fmt = fmt;
644         vaf.va = &args;
645         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
646         va_end(args);
647 }
648
649 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
650                                void **freelist, void *nextfree)
651 {
652         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
653             !check_valid_pointer(s, page, nextfree) && freelist) {
654                 object_err(s, page, *freelist, "Freechain corrupt");
655                 *freelist = NULL;
656                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
657                 return true;
658         }
659
660         return false;
661 }
662
663 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
664 {
665         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
666         u8 *addr = page_address(page);
667
668         print_tracking(s, p);
669
670         print_page_info(page);
671
672         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
673                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
674
675         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
676                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p - s->red_left_pad,
677                               s->red_left_pad);
678         else if (p > addr + 16)
679                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
680
681         print_section(KERN_ERR,         "Object   ", p,
682                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
683         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
684                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p + s->object_size,
685                         s->inuse - s->object_size);
686
687         if (s->offset)
688                 off = s->offset + sizeof(void *);
689         else
690                 off = s->inuse;
691
692         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
693                 off += 2 * sizeof(struct track);
694
695         off += kasan_metadata_size(s);
696
697         if (off != size_from_object(s))
698                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
699                 print_section(KERN_ERR, "Padding  ", p + off,
700                               size_from_object(s) - off);
701
702         dump_stack();
703 }
704
705 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
706                         u8 *object, char *reason)
707 {
708         slab_bug(s, "%s", reason);
709         print_trailer(s, page, object);
710 }
711
712 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
713                         const char *fmt, ...)
714 {
715         va_list args;
716         char buf[100];
717
718         va_start(args, fmt);
719         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
720         va_end(args);
721         slab_bug(s, "%s", buf);
722         print_page_info(page);
723         dump_stack();
724 }
725
726 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
727 {
728         u8 *p = object;
729
730         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
731                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
732
733         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
734                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
735                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
736         }
737
738         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
739                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
740 }
741
742 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
743                                                 void *from, void *to)
744 {
745         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
746         memset(from, data, to - from);
747 }
748
749 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
750                         u8 *object, char *what,
751                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
752 {
753         u8 *fault;
754         u8 *end;
755
756         metadata_access_enable();
757         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
758         metadata_access_disable();
759         if (!fault)
760                 return 1;
761
762         end = start + bytes;
763         while (end > fault && end[-1] == value)
764                 end--;
765
766         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
767         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
768                                         fault, end - 1, fault[0], value);
769         print_trailer(s, page, object);
770
771         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
772         return 0;
773 }
774
775 /*
776  * Object layout:
777  *
778  * object address
779  *      Bytes of the object to be managed.
780  *      If the freepointer may overlay the object then the free
781  *      pointer is the first word of the object.
782  *
783  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
784  *      0xa5 (POISON_END)
785  *
786  * object + s->object_size
787  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
788  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
789  *      object_size == inuse.
790  *
791  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
792  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
793  *
794  * object + s->inuse
795  *      Meta data starts here.
796  *
797  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
798  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
799  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
800  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
801  *              before the word boundary.
802  *
803  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
804  *
805  * object + s->size
806  *      Nothing is used beyond s->size.
807  *
808  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
809  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
810  * may be used with merged slabcaches.
811  */
812
813 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
814 {
815         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
816
817         if (s->offset)
818                 /* Freepointer is placed after the object. */
819                 off += sizeof(void *);
820
821         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
822                 /* We also have user information there */
823                 off += 2 * sizeof(struct track);
824
825         off += kasan_metadata_size(s);
826
827         if (size_from_object(s) == off)
828                 return 1;
829
830         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
831                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
832 }
833
834 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
835 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
836 {
837         u8 *start;
838         u8 *fault;
839         u8 *end;
840         u8 *pad;
841         int length;
842         int remainder;
843
844         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
845                 return 1;
846
847         start = page_address(page);
848         length = PAGE_SIZE << compound_order(page);
849         end = start + length;
850         remainder = length % s->size;
851         if (!remainder)
852                 return 1;
853
854         pad = end - remainder;
855         metadata_access_enable();
856         fault = memchr_inv(pad, POISON_INUSE, remainder);
857         metadata_access_disable();
858         if (!fault)
859                 return 1;
860         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
861                 end--;
862
863         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
864         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
865
866         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
867         return 0;
868 }
869
870 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
871                                         void *object, u8 val)
872 {
873         u8 *p = object;
874         u8 *endobject = object + s->object_size;
875
876         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
877                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Left Redzone",
878                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
879                         return 0;
880
881                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Right Redzone",
882                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
883                         return 0;
884         } else {
885                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
886                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
887                                 endobject, POISON_INUSE,
888                                 s->inuse - s->object_size);
889                 }
890         }
891
892         if (s->flags & SLAB_POISON) {
893                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
894                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
895                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
896                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "End Poison",
897                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
898                         return 0;
899                 /*
900                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
901                  */
902                 check_pad_bytes(s, page, p);
903         }
904
905         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
906                 /*
907                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
908                  * freepointer while object is allocated.
909                  */
910                 return 1;
911
912         /* Check free pointer validity */
913         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
914                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
915                 /*
916                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
917                  * of the free objects in this slab. May cause
918                  * another error because the object count is now wrong.
919                  */
920                 set_freepointer(s, p, NULL);
921                 return 0;
922         }
923         return 1;
924 }
925
926 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
927 {
928         int maxobj;
929
930         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
931
932         if (!PageSlab(page)) {
933                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
934                 return 0;
935         }
936
937         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size);
938         if (page->objects > maxobj) {
939                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
940                         page->objects, maxobj);
941                 return 0;
942         }
943         if (page->inuse > page->objects) {
944                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
945                         page->inuse, page->objects);
946                 return 0;
947         }
948         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
949         slab_pad_check(s, page);
950         return 1;
951 }
952
953 /*
954  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
955  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
956  */
957 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
958 {
959         int nr = 0;
960         void *fp;
961         void *object = NULL;
962         int max_objects;
963
964         fp = page->freelist;
965         while (fp && nr <= page->objects) {
966                 if (fp == search)
967                         return 1;
968                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
969                         if (object) {
970                                 object_err(s, page, object,
971                                         "Freechain corrupt");
972                                 set_freepointer(s, object, NULL);
973                         } else {
974                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
975                                 page->freelist = NULL;
976                                 page->inuse = page->objects;
977                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
978                                 return 0;
979                         }
980                         break;
981                 }
982                 object = fp;
983                 fp = get_freepointer(s, object);
984                 nr++;
985         }
986
987         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size);
988         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
989                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
990
991         if (page->objects != max_objects) {
992                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
993                          page->objects, max_objects);
994                 page->objects = max_objects;
995                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
996         }
997         if (page->inuse != page->objects - nr) {
998                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
999                          page->inuse, page->objects - nr);
1000                 page->inuse = page->objects - nr;
1001                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
1002         }
1003         return search == NULL;
1004 }
1005
1006 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1007                                                                 int alloc)
1008 {
1009         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1010                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1011                         s->name,
1012                         alloc ? "alloc" : "free",
1013                         object, page->inuse,
1014                         page->freelist);
1015
1016                 if (!alloc)
1017                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1018                                         s->object_size);
1019
1020                 dump_stack();
1021         }
1022 }
1023
1024 /*
1025  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1026  */
1027 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1028         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1029 {
1030         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1031                 return;
1032
1033         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1034         list_add(&page->lru, &n->full);
1035 }
1036
1037 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1038 {
1039         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1040                 return;
1041
1042         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1043         list_del(&page->lru);
1044 }
1045
1046 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1047 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1048 {
1049         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1050
1051         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1052 }
1053
1054 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1055 {
1056         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1057 }
1058
1059 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1060 {
1061         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1062
1063         /*
1064          * May be called early in order to allocate a slab for the
1065          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1066          * dilemma by deferring the increment of the count during
1067          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1068          */
1069         if (likely(n)) {
1070                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1071                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1072         }
1073 }
1074 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1075 {
1076         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1077
1078         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1079         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1080 }
1081
1082 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1083 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1084                                                                 void *object)
1085 {
1086         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1087                 return;
1088
1089         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1090         init_tracking(s, object);
1091 }
1092
1093 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1094                                         struct page *page,
1095                                         void *object, unsigned long addr)
1096 {
1097         if (!check_slab(s, page))
1098                 return 0;
1099
1100         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1101                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1102                 return 0;
1103         }
1104
1105         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1106                 return 0;
1107
1108         return 1;
1109 }
1110
1111 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1112                                         struct page *page,
1113                                         void *object, unsigned long addr)
1114 {
1115         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1116                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object, addr))
1117                         goto bad;
1118         }
1119
1120         /* Success perform special debug activities for allocs */
1121         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1122                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1123         trace(s, page, object, 1);
1124         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1125         return 1;
1126
1127 bad:
1128         if (PageSlab(page)) {
1129                 /*
1130                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1131                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1132                  * as used avoids touching the remaining objects.
1133                  */
1134                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1135                 page->inuse = page->objects;
1136                 page->freelist = NULL;
1137         }
1138         return 0;
1139 }
1140
1141 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1142                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1143 {
1144         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1145                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1146                 return 0;
1147         }
1148
1149         if (on_freelist(s, page, object)) {
1150                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1151                 return 0;
1152         }
1153
1154         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1155                 return 0;
1156
1157         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1158                 if (!PageSlab(page)) {
1159                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1160                                  object);
1161                 } else if (!page->slab_cache) {
1162                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1163                                object);
1164                         dump_stack();
1165                 } else
1166                         object_err(s, page, object,
1167                                         "page slab pointer corrupt.");
1168                 return 0;
1169         }
1170         return 1;
1171 }
1172
1173 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1174 static noinline int free_debug_processing(
1175         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1176         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1177         unsigned long addr)
1178 {
1179         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1180         void *object = head;
1181         int cnt = 0;
1182         unsigned long uninitialized_var(flags);
1183         int ret = 0;
1184
1185         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1186         slab_lock(page);
1187
1188         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1189                 if (!check_slab(s, page))
1190                         goto out;
1191         }
1192
1193 next_object:
1194         cnt++;
1195
1196         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1197                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1198                         goto out;
1199         }
1200
1201         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1202                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1203         trace(s, page, object, 0);
1204         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1205         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1206
1207         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1208         if (object != tail) {
1209                 object = get_freepointer(s, object);
1210                 goto next_object;
1211         }
1212         ret = 1;
1213
1214 out:
1215         if (cnt != bulk_cnt)
1216                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1217                          bulk_cnt, cnt);
1218
1219         slab_unlock(page);
1220         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1221         if (!ret)
1222                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1223         return ret;
1224 }
1225
1226 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1227 {
1228         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1229         if (*str++ != '=' || !*str)
1230                 /*
1231                  * No options specified. Switch on full debugging.
1232                  */
1233                 goto out;
1234
1235         if (*str == ',')
1236                 /*
1237                  * No options but restriction on slabs. This means full
1238                  * debugging for slabs matching a pattern.
1239                  */
1240                 goto check_slabs;
1241
1242         slub_debug = 0;
1243         if (*str == '-')
1244                 /*
1245                  * Switch off all debugging measures.
1246                  */
1247                 goto out;
1248
1249         /*
1250          * Determine which debug features should be switched on
1251          */
1252         for (; *str && *str != ','; str++) {
1253                 switch (tolower(*str)) {
1254                 case 'f':
1255                         slub_debug |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1256                         break;
1257                 case 'z':
1258                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1259                         break;
1260                 case 'p':
1261                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1262                         break;
1263                 case 'u':
1264                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1265                         break;
1266                 case 't':
1267                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1268                         break;
1269                 case 'a':
1270                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1271                         break;
1272                 case 'o':
1273                         /*
1274                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1275                          * order would increase as a result.
1276                          */
1277                         disable_higher_order_debug = 1;
1278                         break;
1279                 default:
1280                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1281                                *str);
1282                 }
1283         }
1284
1285 check_slabs:
1286         if (*str == ',')
1287                 slub_debug_slabs = str + 1;
1288 out:
1289         return 1;
1290 }
1291
1292 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1293
1294 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1295         slab_flags_t flags, const char *name,
1296         void (*ctor)(void *))
1297 {
1298         /*
1299          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1300          */
1301         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1302                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1303                 flags |= slub_debug;
1304
1305         return flags;
1306 }
1307 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1308 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1309                         struct page *page, void *object) {}
1310
1311 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1312         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1313
1314 static inline int free_debug_processing(
1315         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1316         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1317         unsigned long addr) { return 0; }
1318
1319 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1320                         { return 1; }
1321 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1322                         void *object, u8 val) { return 1; }
1323 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1324                                         struct page *page) {}
1325 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1326                                         struct page *page) {}
1327 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1328         slab_flags_t flags, const char *name,
1329         void (*ctor)(void *))
1330 {
1331         return flags;
1332 }
1333 #define slub_debug 0
1334
1335 #define disable_higher_order_debug 0
1336
1337 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1338                                                         { return 0; }
1339 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1340                                                         { return 0; }
1341 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1342                                                         int objects) {}
1343 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1344                                                         int objects) {}
1345
1346 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1347                                void **freelist, void *nextfree)
1348 {
1349         return false;
1350 }
1351 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1352
1353 /*
1354  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1355  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1356  */
1357 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1358 {
1359         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1360         kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1361 }
1362
1363 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1364 {
1365         kmemleak_free(x);
1366         kasan_kfree_large(x, _RET_IP_);
1367 }
1368
1369 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1370 {
1371         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1372
1373         /*
1374          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1375          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1376          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1377          */
1378 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1379         {
1380                 unsigned long flags;
1381
1382                 local_irq_save(flags);
1383                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1384                 local_irq_restore(flags);
1385         }
1386 #endif
1387         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1388                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1389
1390         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse */
1391         return kasan_slab_free(s, x, _RET_IP_);
1392 }
1393
1394 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1395                                            void **head, void **tail)
1396 {
1397 /*
1398  * Compiler cannot detect this function can be removed if slab_free_hook()
1399  * evaluates to nothing.  Thus, catch all relevant config debug options here.
1400  */
1401 #if defined(CONFIG_LOCKDEP)     ||              \
1402         defined(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK) ||       \
1403         defined(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_FREE) ||   \
1404         defined(CONFIG_KASAN)
1405
1406         void *object;
1407         void *next = *head;
1408         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1409
1410         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1411         *head = NULL;
1412         *tail = NULL;
1413
1414         do {
1415                 object = next;
1416                 next = get_freepointer(s, object);
1417                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1418                 if (!slab_free_hook(s, object)) {
1419                         /* Move object to the new freelist */
1420                         set_freepointer(s, object, *head);
1421                         *head = object;
1422                         if (!*tail)
1423                                 *tail = object;
1424                 }
1425         } while (object != old_tail);
1426
1427         if (*head == *tail)
1428                 *tail = NULL;
1429
1430         return *head != NULL;
1431 #else
1432         return true;
1433 #endif
1434 }
1435
1436 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1437                                 void *object)
1438 {
1439         setup_object_debug(s, page, object);
1440         kasan_init_slab_obj(s, object);
1441         if (unlikely(s->ctor)) {
1442                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1443                 s->ctor(object);
1444                 kasan_poison_object_data(s, object);
1445         }
1446 }
1447
1448 /*
1449  * Slab allocation and freeing
1450  */
1451 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1452                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1453 {
1454         struct page *page;
1455         unsigned int order = oo_order(oo);
1456
1457         if (node == NUMA_NO_NODE)
1458                 page = alloc_pages(flags, order);
1459         else
1460                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1461
1462         if (page && memcg_charge_slab(page, flags, order, s)) {
1463                 __free_pages(page, order);
1464                 page = NULL;
1465         }
1466
1467         return page;
1468 }
1469
1470 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1471 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1472 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1473 {
1474         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1475         int err;
1476
1477         /* Bailout if already initialised */
1478         if (s->random_seq)
1479                 return 0;
1480
1481         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1482         if (err) {
1483                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1484                         s->name);
1485                 return err;
1486         }
1487
1488         /* Transform to an offset on the set of pages */
1489         if (s->random_seq) {
1490                 unsigned int i;
1491
1492                 for (i = 0; i < count; i++)
1493                         s->random_seq[i] *= s->size;
1494         }
1495         return 0;
1496 }
1497
1498 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1499 static void __init init_freelist_randomization(void)
1500 {
1501         struct kmem_cache *s;
1502
1503         mutex_lock(&slab_mutex);
1504
1505         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1506                 init_cache_random_seq(s);
1507
1508         mutex_unlock(&slab_mutex);
1509 }
1510
1511 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1512 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1513                                 unsigned long *pos, void *start,
1514                                 unsigned long page_limit,
1515                                 unsigned long freelist_count)
1516 {
1517         unsigned int idx;
1518
1519         /*
1520          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1521          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1522          */
1523         do {
1524                 idx = s->random_seq[*pos];
1525                 *pos += 1;
1526                 if (*pos >= freelist_count)
1527                         *pos = 0;
1528         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1529
1530         return (char *)start + idx;
1531 }
1532
1533 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1534 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1535 {
1536         void *start;
1537         void *cur;
1538         void *next;
1539         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1540
1541         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1542                 return false;
1543
1544         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1545         pos = get_random_int() % freelist_count;
1546
1547         page_limit = page->objects * s->size;
1548         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1549
1550         /* First entry is used as the base of the freelist */
1551         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1552                                 freelist_count);
1553         page->freelist = cur;
1554
1555         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1556                 setup_object(s, page, cur);
1557                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1558                         freelist_count);
1559                 set_freepointer(s, cur, next);
1560                 cur = next;
1561         }
1562         setup_object(s, page, cur);
1563         set_freepointer(s, cur, NULL);
1564
1565         return true;
1566 }
1567 #else
1568 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1569 {
1570         return 0;
1571 }
1572 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1573 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1574 {
1575         return false;
1576 }
1577 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1578
1579 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1580 {
1581         struct page *page;
1582         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1583         gfp_t alloc_gfp;
1584         void *start, *p;
1585         int idx, order;
1586         bool shuffle;
1587
1588         flags &= gfp_allowed_mask;
1589
1590         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1591                 local_irq_enable();
1592
1593         flags |= s->allocflags;
1594
1595         /*
1596          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1597          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1598          */
1599         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1600         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1601                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1602
1603         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1604         if (unlikely(!page)) {
1605                 oo = s->min;
1606                 alloc_gfp = flags;
1607                 /*
1608                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1609                  * Try a lower order alloc if possible
1610                  */
1611                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1612                 if (unlikely(!page))
1613                         goto out;
1614                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1615         }
1616
1617         page->objects = oo_objects(oo);
1618
1619         order = compound_order(page);
1620         page->slab_cache = s;
1621         __SetPageSlab(page);
1622         if (page_is_pfmemalloc(page))
1623                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1624
1625         start = page_address(page);
1626
1627         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1628                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1629
1630         kasan_poison_slab(page);
1631
1632         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1633
1634         if (!shuffle) {
1635                 for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1636                         setup_object(s, page, p);
1637                         if (likely(idx < page->objects))
1638                                 set_freepointer(s, p, p + s->size);
1639                         else
1640                                 set_freepointer(s, p, NULL);
1641                 }
1642                 page->freelist = fixup_red_left(s, start);
1643         }
1644
1645         page->inuse = page->objects;
1646         page->frozen = 1;
1647
1648 out:
1649         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1650                 local_irq_disable();
1651         if (!page)
1652                 return NULL;
1653
1654         mod_lruvec_page_state(page,
1655                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1656                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1657                 1 << oo_order(oo));
1658
1659         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1660
1661         return page;
1662 }
1663
1664 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1665 {
1666         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1667                 gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
1668                 flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
1669                 pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
1670                                 invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
1671                 dump_stack();
1672         }
1673
1674         return allocate_slab(s,
1675                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1676 }
1677
1678 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1679 {
1680         int order = compound_order(page);
1681         int pages = 1 << order;
1682
1683         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1684                 void *p;
1685
1686                 slab_pad_check(s, page);
1687                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1688                                                 page->objects)
1689                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1690         }
1691
1692         mod_lruvec_page_state(page,
1693                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1694                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1695                 -pages);
1696
1697         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1698         __ClearPageSlab(page);
1699
1700         page->mapping = NULL;
1701         if (current->reclaim_state)
1702                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1703         memcg_uncharge_slab(page, order, s);
1704         __free_pages(page, order);
1705 }
1706
1707 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1708 {
1709         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1710
1711         __free_slab(page->slab_cache, page);
1712 }
1713
1714 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1715 {
1716         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1717                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1718         } else
1719                 __free_slab(s, page);
1720 }
1721
1722 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1723 {
1724         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1725         free_slab(s, page);
1726 }
1727
1728 /*
1729  * Management of partially allocated slabs.
1730  */
1731 static inline void
1732 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1733 {
1734         n->nr_partial++;
1735         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1736                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1737         else
1738                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1739 }
1740
1741 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1742                                 struct page *page, int tail)
1743 {
1744         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1745         __add_partial(n, page, tail);
1746 }
1747
1748 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1749                                         struct page *page)
1750 {
1751         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1752         list_del(&page->lru);
1753         n->nr_partial--;
1754 }
1755
1756 /*
1757  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1758  * return the pointer to the freelist.
1759  *
1760  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1761  */
1762 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1763                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1764                 int mode, int *objects)
1765 {
1766         void *freelist;
1767         unsigned long counters;
1768         struct page new;
1769
1770         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1771
1772         /*
1773          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1774          * The old freelist is the list of objects for the
1775          * per cpu allocation list.
1776          */
1777         freelist = page->freelist;
1778         counters = page->counters;
1779         new.counters = counters;
1780         *objects = new.objects - new.inuse;
1781         if (mode) {
1782                 new.inuse = page->objects;
1783                 new.freelist = NULL;
1784         } else {
1785                 new.freelist = freelist;
1786         }
1787
1788         VM_BUG_ON(new.frozen);
1789         new.frozen = 1;
1790
1791         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1792                         freelist, counters,
1793                         new.freelist, new.counters,
1794                         "acquire_slab"))
1795                 return NULL;
1796
1797         remove_partial(n, page);
1798         WARN_ON(!freelist);
1799         return freelist;
1800 }
1801
1802 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1803 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1804
1805 /*
1806  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1807  */
1808 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1809                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1810 {
1811         struct page *page, *page2;
1812         void *object = NULL;
1813         unsigned int available = 0;
1814         int objects;
1815
1816         /*
1817          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1818          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1819          * partial slab and there is none available then get_partials()
1820          * will return NULL.
1821          */
1822         if (!n || !n->nr_partial)
1823                 return NULL;
1824
1825         spin_lock(&n->list_lock);
1826         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1827                 void *t;
1828
1829                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1830                         continue;
1831
1832                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1833                 if (!t)
1834                         break;
1835
1836                 available += objects;
1837                 if (!object) {
1838                         c->page = page;
1839                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1840                         object = t;
1841                 } else {
1842                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1843                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1844                 }
1845                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1846                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
1847                         break;
1848
1849         }
1850         spin_unlock(&n->list_lock);
1851         return object;
1852 }
1853
1854 /*
1855  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1856  */
1857 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1858                 struct kmem_cache_cpu *c)
1859 {
1860 #ifdef CONFIG_NUMA
1861         struct zonelist *zonelist;
1862         struct zoneref *z;
1863         struct zone *zone;
1864         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1865         void *object;
1866         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1867
1868         /*
1869          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1870          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1871          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1872          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1873          *
1874          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1875          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1876          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1877          * from other nodes and filled up.
1878          *
1879          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
1880          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
1881          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
1882          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
1883          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1884          * with available objects.
1885          */
1886         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1887                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1888                 return NULL;
1889
1890         do {
1891                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1892                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1893                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1894                         struct kmem_cache_node *n;
1895
1896                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1897
1898                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1899                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1900                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1901                                 if (object) {
1902                                         /*
1903                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1904                                          * here - if mems_allowed was updated in
1905                                          * parallel, that was a harmless race
1906                                          * between allocation and the cpuset
1907                                          * update
1908                                          */
1909                                         return object;
1910                                 }
1911                         }
1912                 }
1913         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1914 #endif
1915         return NULL;
1916 }
1917
1918 /*
1919  * Get a partial page, lock it and return it.
1920  */
1921 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1922                 struct kmem_cache_cpu *c)
1923 {
1924         void *object;
1925         int searchnode = node;
1926
1927         if (node == NUMA_NO_NODE)
1928                 searchnode = numa_mem_id();
1929
1930         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1931         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1932                 return object;
1933
1934         return get_any_partial(s, flags, c);
1935 }
1936
1937 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1938 /*
1939  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1940  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1941  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1942  */
1943 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1944 #else
1945 /*
1946  * No preemption supported therefore also no need to check for
1947  * different cpus.
1948  */
1949 #define TID_STEP 1
1950 #endif
1951
1952 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1953 {
1954         return tid + TID_STEP;
1955 }
1956
1957 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1958 {
1959         return tid % TID_STEP;
1960 }
1961
1962 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1963 {
1964         return tid / TID_STEP;
1965 }
1966
1967 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1968 {
1969         return cpu;
1970 }
1971
1972 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1973                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1974 {
1975 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1976         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1977
1978         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1979
1980 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1981         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1982                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1983                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1984         else
1985 #endif
1986         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1987                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1988                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1989         else
1990                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1991                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1992 #endif
1993         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1994 }
1995
1996 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1997 {
1998         int cpu;
1999
2000         for_each_possible_cpu(cpu)
2001                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2002 }
2003
2004 /*
2005  * Remove the cpu slab
2006  */
2007 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2008                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2009 {
2010         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2011         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2012         int lock = 0;
2013         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2014         void *nextfree;
2015         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2016         struct page new;
2017         struct page old;
2018
2019         if (page->freelist) {
2020                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2021                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2022         }
2023
2024         /*
2025          * Stage one: Free all available per cpu objects back
2026          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
2027          * last one.
2028          *
2029          * There is no need to take the list->lock because the page
2030          * is still frozen.
2031          */
2032         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
2033                 void *prior;
2034                 unsigned long counters;
2035
2036                 /*
2037                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2038                  * 'freelist' is already corrupted.  So isolate all objects
2039                  * starting at 'freelist'.
2040                  */
2041                 if (freelist_corrupted(s, page, &freelist, nextfree))
2042                         break;
2043
2044                 do {
2045                         prior = page->freelist;
2046                         counters = page->counters;
2047                         set_freepointer(s, freelist, prior);
2048                         new.counters = counters;
2049                         new.inuse--;
2050                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
2051
2052                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2053                         prior, counters,
2054                         freelist, new.counters,
2055                         "drain percpu freelist"));
2056
2057                 freelist = nextfree;
2058         }
2059
2060         /*
2061          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
2062          * list presence reflects the actual number of objects
2063          * during unfreeze.
2064          *
2065          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2066          * with the count. If there is a mismatch then the page
2067          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2068          *
2069          * Then we restart the process which may have to remove
2070          * the page from the list that we just put it on again
2071          * because the number of objects in the slab may have
2072          * changed.
2073          */
2074 redo:
2075
2076         old.freelist = page->freelist;
2077         old.counters = page->counters;
2078         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2079
2080         /* Determine target state of the slab */
2081         new.counters = old.counters;
2082         if (freelist) {
2083                 new.inuse--;
2084                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
2085                 new.freelist = freelist;
2086         } else
2087                 new.freelist = old.freelist;
2088
2089         new.frozen = 0;
2090
2091         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2092                 m = M_FREE;
2093         else if (new.freelist) {
2094                 m = M_PARTIAL;
2095                 if (!lock) {
2096                         lock = 1;
2097                         /*
2098                          * Taking the spinlock removes the possiblity
2099                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2100                          * is frozen
2101                          */
2102                         spin_lock(&n->list_lock);
2103                 }
2104         } else {
2105                 m = M_FULL;
2106                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
2107                         lock = 1;
2108                         /*
2109                          * This also ensures that the scanning of full
2110                          * slabs from diagnostic functions will not see
2111                          * any frozen slabs.
2112                          */
2113                         spin_lock(&n->list_lock);
2114                 }
2115         }
2116
2117         if (l != m) {
2118
2119                 if (l == M_PARTIAL)
2120
2121                         remove_partial(n, page);
2122
2123                 else if (l == M_FULL)
2124
2125                         remove_full(s, n, page);
2126
2127                 if (m == M_PARTIAL) {
2128
2129                         add_partial(n, page, tail);
2130                         stat(s, tail);
2131
2132                 } else if (m == M_FULL) {
2133
2134                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2135                         add_full(s, n, page);
2136
2137                 }
2138         }
2139
2140         l = m;
2141         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2142                                 old.freelist, old.counters,
2143                                 new.freelist, new.counters,
2144                                 "unfreezing slab"))
2145                 goto redo;
2146
2147         if (lock)
2148                 spin_unlock(&n->list_lock);
2149
2150         if (m == M_FREE) {
2151                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2152                 discard_slab(s, page);
2153                 stat(s, FREE_SLAB);
2154         }
2155
2156         c->page = NULL;
2157         c->freelist = NULL;
2158 }
2159
2160 /*
2161  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2162  *
2163  * This function must be called with interrupts disabled
2164  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2165  * to guarantee no concurrent accesses).
2166  */
2167 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2168                 struct kmem_cache_cpu *c)
2169 {
2170 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2171         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2172         struct page *page, *discard_page = NULL;
2173
2174         while ((page = c->partial)) {
2175                 struct page new;
2176                 struct page old;
2177
2178                 c->partial = page->next;
2179
2180                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2181                 if (n != n2) {
2182                         if (n)
2183                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2184
2185                         n = n2;
2186                         spin_lock(&n->list_lock);
2187                 }
2188
2189                 do {
2190
2191                         old.freelist = page->freelist;
2192                         old.counters = page->counters;
2193                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2194
2195                         new.counters = old.counters;
2196                         new.freelist = old.freelist;
2197
2198                         new.frozen = 0;
2199
2200                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2201                                 old.freelist, old.counters,
2202                                 new.freelist, new.counters,
2203                                 "unfreezing slab"));
2204
2205                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2206                         page->next = discard_page;
2207                         discard_page = page;
2208                 } else {
2209                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2210                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2211                 }
2212         }
2213
2214         if (n)
2215                 spin_unlock(&n->list_lock);
2216
2217         while (discard_page) {
2218                 page = discard_page;
2219                 discard_page = discard_page->next;
2220
2221                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2222                 discard_slab(s, page);
2223                 stat(s, FREE_SLAB);
2224         }
2225 #endif
2226 }
2227
2228 /*
2229  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2230  * slot if available.
2231  *
2232  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2233  * per node partial list.
2234  */
2235 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2236 {
2237 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2238         struct page *oldpage;
2239         int pages;
2240         int pobjects;
2241
2242         preempt_disable();
2243         do {
2244                 pages = 0;
2245                 pobjects = 0;
2246                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2247
2248                 if (oldpage) {
2249                         pobjects = oldpage->pobjects;
2250                         pages = oldpage->pages;
2251                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2252                                 unsigned long flags;
2253                                 /*
2254                                  * partial array is full. Move the existing
2255                                  * set to the per node partial list.
2256                                  */
2257                                 local_irq_save(flags);
2258                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2259                                 local_irq_restore(flags);
2260                                 oldpage = NULL;
2261                                 pobjects = 0;
2262                                 pages = 0;
2263                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2264                         }
2265                 }
2266
2267                 pages++;
2268                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2269
2270                 page->pages = pages;
2271                 page->pobjects = pobjects;
2272                 page->next = oldpage;
2273
2274         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2275                                                                 != oldpage);
2276         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2277                 unsigned long flags;
2278
2279                 local_irq_save(flags);
2280                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2281                 local_irq_restore(flags);
2282         }
2283         preempt_enable();
2284 #endif
2285 }
2286
2287 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2288 {
2289         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2290         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2291
2292         c->tid = next_tid(c->tid);
2293 }
2294
2295 /*
2296  * Flush cpu slab.
2297  *
2298  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2299  */
2300 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2301 {
2302         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2303
2304         if (likely(c)) {
2305                 if (c->page)
2306                         flush_slab(s, c);
2307
2308                 unfreeze_partials(s, c);
2309         }
2310 }
2311
2312 static void flush_cpu_slab(void *d)
2313 {
2314         struct kmem_cache *s = d;
2315
2316         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2317 }
2318
2319 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2320 {
2321         struct kmem_cache *s = info;
2322         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2323
2324         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2325 }
2326
2327 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2328 {
2329         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2330 }
2331
2332 /*
2333  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2334  * necessary.
2335  */
2336 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2337 {
2338         struct kmem_cache *s;
2339         unsigned long flags;
2340
2341         mutex_lock(&slab_mutex);
2342         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2343                 local_irq_save(flags);
2344                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2345                 local_irq_restore(flags);
2346         }
2347         mutex_unlock(&slab_mutex);
2348         return 0;
2349 }
2350
2351 /*
2352  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2353  * locality expectations.
2354  */
2355 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2356 {
2357 #ifdef CONFIG_NUMA
2358         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2359                 return 0;
2360 #endif
2361         return 1;
2362 }
2363
2364 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2365 static int count_free(struct page *page)
2366 {
2367         return page->objects - page->inuse;
2368 }
2369
2370 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2371 {
2372         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2373 }
2374 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2375
2376 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2377 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2378                                         int (*get_count)(struct page *))
2379 {
2380         unsigned long flags;
2381         unsigned long x = 0;
2382         struct page *page;
2383
2384         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2385         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2386                 x += get_count(page);
2387         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2388         return x;
2389 }
2390 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2391
2392 static noinline void
2393 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2394 {
2395 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2396         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2397                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2398         int node;
2399         struct kmem_cache_node *n;
2400
2401         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2402                 return;
2403
2404         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2405                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2406         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2407                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2408                 oo_order(s->min));
2409
2410         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2411                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2412                         s->name);
2413
2414         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2415                 unsigned long nr_slabs;
2416                 unsigned long nr_objs;
2417                 unsigned long nr_free;
2418
2419                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2420                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2421                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2422
2423                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2424                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2425         }
2426 #endif
2427 }
2428
2429 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2430                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2431 {
2432         void *freelist;
2433         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2434         struct page *page;
2435
2436         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2437
2438         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2439
2440         if (freelist)
2441                 return freelist;
2442
2443         page = new_slab(s, flags, node);
2444         if (page) {
2445                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2446                 if (c->page)
2447                         flush_slab(s, c);
2448
2449                 /*
2450                  * No other reference to the page yet so we can
2451                  * muck around with it freely without cmpxchg
2452                  */
2453                 freelist = page->freelist;
2454                 page->freelist = NULL;
2455
2456                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2457                 c->page = page;
2458                 *pc = c;
2459         } else
2460                 freelist = NULL;
2461
2462         return freelist;
2463 }
2464
2465 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2466 {
2467         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2468                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2469
2470         return true;
2471 }
2472
2473 /*
2474  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2475  * per cpu freelist or deactivate the page.
2476  *
2477  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2478  *
2479  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2480  *
2481  * This function must be called with interrupt disabled.
2482  */
2483 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2484 {
2485         struct page new;
2486         unsigned long counters;
2487         void *freelist;
2488
2489         do {
2490                 freelist = page->freelist;
2491                 counters = page->counters;
2492
2493                 new.counters = counters;
2494                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2495
2496                 new.inuse = page->objects;
2497                 new.frozen = freelist != NULL;
2498
2499         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2500                 freelist, counters,
2501                 NULL, new.counters,
2502                 "get_freelist"));
2503
2504         return freelist;
2505 }
2506
2507 /*
2508  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2509  * debugging duties.
2510  *
2511  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2512  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2513  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2514  *
2515  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2516  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2517  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2518  *
2519  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2520  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2521  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2522  *
2523  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2524  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2525  */
2526 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2527                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2528 {
2529         void *freelist;
2530         struct page *page;
2531
2532         page = c->page;
2533         if (!page) {
2534                 /*
2535                  * if the node is not online or has no normal memory, just
2536                  * ignore the node constraint
2537                  */
2538                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
2539                              !node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)))
2540                         node = NUMA_NO_NODE;
2541                 goto new_slab;
2542         }
2543 redo:
2544
2545         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2546                 /*
2547                  * same as above but node_match() being false already
2548                  * implies node != NUMA_NO_NODE
2549                  */
2550                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)) {
2551                         node = NUMA_NO_NODE;
2552                         goto redo;
2553                 } else {
2554                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2555                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2556                         goto new_slab;
2557                 }
2558         }
2559
2560         /*
2561          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2562          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2563          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2564          */
2565         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2566                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2567                 goto new_slab;
2568         }
2569
2570         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2571         freelist = c->freelist;
2572         if (freelist)
2573                 goto load_freelist;
2574
2575         freelist = get_freelist(s, page);
2576
2577         if (!freelist) {
2578                 c->page = NULL;
2579                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2580                 goto new_slab;
2581         }
2582
2583         stat(s, ALLOC_REFILL);
2584
2585 load_freelist:
2586         /*
2587          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2588          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2589          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2590          */
2591         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2592         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2593         c->tid = next_tid(c->tid);
2594         return freelist;
2595
2596 new_slab:
2597
2598         if (slub_percpu_partial(c)) {
2599                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2600                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2601                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2602                 goto redo;
2603         }
2604
2605         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2606
2607         if (unlikely(!freelist)) {
2608                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2609                 return NULL;
2610         }
2611
2612         page = c->page;
2613         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2614                 goto load_freelist;
2615
2616         /* Only entered in the debug case */
2617         if (kmem_cache_debug(s) &&
2618                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2619                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2620
2621         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2622         return freelist;
2623 }
2624
2625 /*
2626  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2627  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2628  */
2629 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2630                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2631 {
2632         void *p;
2633         unsigned long flags;
2634
2635         local_irq_save(flags);
2636 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2637         /*
2638          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2639          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2640          * pointer.
2641          */
2642         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2643 #endif
2644
2645         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2646         local_irq_restore(flags);
2647         return p;
2648 }
2649
2650 /*
2651  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2652  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2653  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2654  *
2655  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2656  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2657  *
2658  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2659  */
2660 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2661                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2662 {
2663         void *object;
2664         struct kmem_cache_cpu *c;
2665         struct page *page;
2666         unsigned long tid;
2667
2668         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2669         if (!s)
2670                 return NULL;
2671 redo:
2672         /*
2673          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2674          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2675          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2676          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2677          *
2678          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2679          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2680          * to check if it is matched or not.
2681          */
2682         do {
2683                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2684                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2685         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2686                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2687
2688         /*
2689          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2690          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2691          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2692          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2693          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2694          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2695          */
2696         barrier();
2697
2698         /*
2699          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2700          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2701          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2702          * linked list in between.
2703          */
2704
2705         object = c->freelist;
2706         page = c->page;
2707         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2708                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2709                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2710         } else {
2711                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2712
2713                 /*
2714                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2715                  * operation and if we are on the right processor.
2716                  *
2717                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2718                  * semantics!)
2719                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2720                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2721                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2722                  *
2723                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2724                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2725                  * other cpus.
2726                  */
2727                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2728                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2729                                 object, tid,
2730                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2731
2732                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2733                         goto redo;
2734                 }
2735                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2736                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2737         }
2738
2739         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2740                 memset(object, 0, s->object_size);
2741
2742         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2743
2744         return object;
2745 }
2746
2747 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2748                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2749 {
2750         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2751 }
2752
2753 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2754 {
2755         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2756
2757         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2758                                 s->size, gfpflags);
2759
2760         return ret;
2761 }
2762 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2763
2764 #ifdef CONFIG_TRACING
2765 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2766 {
2767         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2768         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2769         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2770         return ret;
2771 }
2772 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2773 #endif
2774
2775 #ifdef CONFIG_NUMA
2776 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2777 {
2778         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2779
2780         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2781                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2782
2783         return ret;
2784 }
2785 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2786
2787 #ifdef CONFIG_TRACING
2788 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2789                                     gfp_t gfpflags,
2790                                     int node, size_t size)
2791 {
2792         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2793
2794         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2795                            size, s->size, gfpflags, node);
2796
2797         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2798         return ret;
2799 }
2800 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2801 #endif
2802 #endif
2803
2804 /*
2805  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2806  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2807  *
2808  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2809  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2810  * handling required then we can return immediately.
2811  */
2812 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2813                         void *head, void *tail, int cnt,
2814                         unsigned long addr)
2815
2816 {
2817         void *prior;
2818         int was_frozen;
2819         struct page new;
2820         unsigned long counters;
2821         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2822         unsigned long uninitialized_var(flags);
2823
2824         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2825
2826         if (kmem_cache_debug(s) &&
2827             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2828                 return;
2829
2830         do {
2831                 if (unlikely(n)) {
2832                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2833                         n = NULL;
2834                 }
2835                 prior = page->freelist;
2836                 counters = page->counters;
2837                 set_freepointer(s, tail, prior);
2838                 new.counters = counters;
2839                 was_frozen = new.frozen;
2840                 new.inuse -= cnt;
2841                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2842
2843                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2844
2845                                 /*
2846                                  * Slab was on no list before and will be
2847                                  * partially empty
2848                                  * We can defer the list move and instead
2849                                  * freeze it.
2850                                  */
2851                                 new.frozen = 1;
2852
2853                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2854
2855                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2856                                 /*
2857                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2858                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2859                                  * drop the list_lock without any processing.
2860                                  *
2861                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2862                                  * other processors updating the list of slabs.
2863                                  */
2864                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2865
2866                         }
2867                 }
2868
2869         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2870                 prior, counters,
2871                 head, new.counters,
2872                 "__slab_free"));
2873
2874         if (likely(!n)) {
2875
2876                 /*
2877                  * If we just froze the page then put it onto the
2878                  * per cpu partial list.
2879                  */
2880                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2881                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2882                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2883                 }
2884                 /*
2885                  * The list lock was not taken therefore no list
2886                  * activity can be necessary.
2887                  */
2888                 if (was_frozen)
2889                         stat(s, FREE_FROZEN);
2890                 return;
2891         }
2892
2893         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2894                 goto slab_empty;
2895
2896         /*
2897          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2898          * then add it.
2899          */
2900         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2901                 if (kmem_cache_debug(s))
2902                         remove_full(s, n, page);
2903                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2904                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2905         }
2906         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2907         return;
2908
2909 slab_empty:
2910         if (prior) {
2911                 /*
2912                  * Slab on the partial list.
2913                  */
2914                 remove_partial(n, page);
2915                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2916         } else {
2917                 /* Slab must be on the full list */
2918                 remove_full(s, n, page);
2919         }
2920
2921         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2922         stat(s, FREE_SLAB);
2923         discard_slab(s, page);
2924 }
2925
2926 /*
2927  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2928  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2929  *
2930  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2931  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2932  * the item before.
2933  *
2934  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2935  * with all sorts of special processing.
2936  *
2937  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2938  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2939  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2940  */
2941 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
2942                                 struct page *page, void *head, void *tail,
2943                                 int cnt, unsigned long addr)
2944 {
2945         void *tail_obj = tail ? : head;
2946         struct kmem_cache_cpu *c;
2947         unsigned long tid;
2948 redo:
2949         /*
2950          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2951          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2952          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2953          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2954          */
2955         do {
2956                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2957                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2958         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2959                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2960
2961         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2962         barrier();
2963
2964         if (likely(page == c->page)) {
2965                 void **freelist = READ_ONCE(c->freelist);
2966
2967                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
2968
2969                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2970                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2971                                 freelist, tid,
2972                                 head, next_tid(tid)))) {
2973
2974                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2975                         goto redo;
2976                 }
2977                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2978         } else
2979                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
2980
2981 }
2982
2983 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2984                                       void *head, void *tail, int cnt,
2985                                       unsigned long addr)
2986 {
2987         /*
2988          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
2989          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
2990          */
2991         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
2992                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
2993 }
2994
2995 #ifdef CONFIG_KASAN
2996 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
2997 {
2998         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
2999 }
3000 #endif
3001
3002 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3003 {
3004         s = cache_from_obj(s, x);
3005         if (!s)
3006                 return;
3007         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3008         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
3009 }
3010 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3011
3012 struct detached_freelist {
3013         struct page *page;
3014         void *tail;
3015         void *freelist;
3016         int cnt;
3017         struct kmem_cache *s;
3018 };
3019
3020 /*
3021  * This function progressively scans the array with free objects (with
3022  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3023  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3024  * page/objects.  This can happen without any need for
3025  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3026  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3027  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3028  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3029  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3030  * to performance reasons.
3031  */
3032 static inline
3033 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3034                             void **p, struct detached_freelist *df)
3035 {
3036         size_t first_skipped_index = 0;
3037         int lookahead = 3;
3038         void *object;
3039         struct page *page;
3040
3041         /* Always re-init detached_freelist */
3042         df->page = NULL;
3043
3044         do {
3045                 object = p[--size];
3046                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3047         } while (!object && size);
3048
3049         if (!object)
3050                 return 0;
3051
3052         page = virt_to_head_page(object);
3053         if (!s) {
3054                 /* Handle kalloc'ed objects */
3055                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3056                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3057                         kfree_hook(object);
3058                         __free_pages(page, compound_order(page));
3059                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3060                         return size;
3061                 }
3062                 /* Derive kmem_cache from object */
3063                 df->s = page->slab_cache;
3064         } else {
3065                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3066         }
3067
3068         /* Start new detached freelist */
3069         df->page = page;
3070         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3071         df->tail = object;
3072         df->freelist = object;
3073         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3074         df->cnt = 1;
3075
3076         while (size) {
3077                 object = p[--size];
3078                 if (!object)
3079                         continue; /* Skip processed objects */
3080
3081                 /* df->page is always set at this point */
3082                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3083                         /* Opportunity build freelist */
3084                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3085                         df->freelist = object;
3086                         df->cnt++;
3087                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3088
3089                         continue;
3090                 }
3091
3092                 /* Limit look ahead search */
3093                 if (!--lookahead)
3094                         break;
3095
3096                 if (!first_skipped_index)
3097                         first_skipped_index = size + 1;
3098         }
3099
3100         return first_skipped_index;
3101 }
3102
3103 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3104 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3105 {
3106         if (WARN_ON(!size))
3107                 return;
3108
3109         do {
3110                 struct detached_freelist df;
3111
3112                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3113                 if (!df.page)
3114                         continue;
3115
3116                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
3117         } while (likely(size));
3118 }
3119 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3120
3121 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3122 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3123                           void **p)
3124 {
3125         struct kmem_cache_cpu *c;
3126         int i;
3127
3128         /* memcg and kmem_cache debug support */
3129         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3130         if (unlikely(!s))
3131                 return false;
3132         /*
3133          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3134          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3135          * handlers invoking normal fastpath.
3136          */
3137         local_irq_disable();
3138         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3139
3140         for (i = 0; i < size; i++) {
3141                 void *object = c->freelist;
3142
3143                 if (unlikely(!object)) {
3144                         /*
3145                          * We may have removed an object from c->freelist using
3146                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
3147                          * c->tid has not been bumped yet.
3148                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
3149                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
3150                          */
3151                         c->tid = next_tid(c->tid);
3152
3153                         /*
3154                          * Invoking slow path likely have side-effect
3155                          * of re-populating per CPU c->freelist
3156                          */
3157                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3158                                             _RET_IP_, c);
3159                         if (unlikely(!p[i]))
3160                                 goto error;
3161
3162                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3163                         continue; /* goto for-loop */
3164                 }
3165                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3166                 p[i] = object;
3167         }
3168         c->tid = next_tid(c->tid);
3169         local_irq_enable();
3170
3171         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3172         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO)) {
3173                 int j;
3174
3175                 for (j = 0; j < i; j++)
3176                         memset(p[j], 0, s->object_size);
3177         }
3178
3179         /* memcg and kmem_cache debug support */
3180         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3181         return i;
3182 error:
3183         local_irq_enable();
3184         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3185         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3186         return 0;
3187 }
3188 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3189
3190
3191 /*
3192  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3193  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3194  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3195  * another.
3196  *
3197  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3198  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3199  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3200  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3201  * locking overhead.
3202  */
3203
3204 /*
3205  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3206  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3207  * and increases the number of allocations possible without having to
3208  * take the list_lock.
3209  */
3210 static unsigned int slub_min_order;
3211 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3212 static unsigned int slub_min_objects;
3213
3214 /*
3215  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3216  *
3217  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3218  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3219  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3220  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3221  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3222  * would be wasted.
3223  *
3224  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3225  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3226  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3227  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3228  *
3229  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3230  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3231  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3232  * of space in favor of a small page order.
3233  *
3234  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3235  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3236  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3237  * the smallest order which will fit the object.
3238  */
3239 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3240                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3241                 unsigned int fract_leftover)
3242 {
3243         unsigned int min_order = slub_min_order;
3244         unsigned int order;
3245
3246         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3247                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3248
3249         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3250                         order <= max_order; order++) {
3251
3252                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3253                 unsigned int rem;
3254
3255                 rem = slab_size % size;
3256
3257                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3258                         break;
3259         }
3260
3261         return order;
3262 }
3263
3264 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3265 {
3266         unsigned int order;
3267         unsigned int min_objects;
3268         unsigned int max_objects;
3269
3270         /*
3271          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3272          * works by first attempting to generate a layout with
3273          * the best configuration and backing off gradually.
3274          *
3275          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3276          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3277          */
3278         min_objects = slub_min_objects;
3279         if (!min_objects)
3280                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3281         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3282         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3283
3284         while (min_objects > 1) {
3285                 unsigned int fraction;
3286
3287                 fraction = 16;
3288                 while (fraction >= 4) {
3289                         order = slab_order(size, min_objects,
3290                                         slub_max_order, fraction);
3291                         if (order <= slub_max_order)
3292                                 return order;
3293                         fraction /= 2;
3294                 }
3295                 min_objects--;
3296         }
3297
3298         /*
3299          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3300          * lets see if we can place a single object there.
3301          */
3302         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3303         if (order <= slub_max_order)
3304                 return order;
3305
3306         /*
3307          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3308          */
3309         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3310         if (order < MAX_ORDER)
3311                 return order;
3312         return -ENOSYS;
3313 }
3314
3315 static void
3316 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3317 {
3318         n->nr_partial = 0;
3319         spin_lock_init(&n->list_lock);
3320         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3321 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3322         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3323         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3324         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3325 #endif
3326 }
3327
3328 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3329 {
3330         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3331                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3332
3333         /*
3334          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3335          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3336          */
3337         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3338                                      2 * sizeof(void *));
3339
3340         if (!s->cpu_slab)
3341                 return 0;
3342
3343         init_kmem_cache_cpus(s);
3344
3345         return 1;
3346 }
3347
3348 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3349
3350 /*
3351  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3352  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3353  * possible.
3354  *
3355  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3356  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3357  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3358  */
3359 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3360 {
3361         struct page *page;
3362         struct kmem_cache_node *n;
3363
3364         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3365
3366         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3367
3368         BUG_ON(!page);
3369         if (page_to_nid(page) != node) {
3370                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3371                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3372         }
3373
3374         n = page->freelist;
3375         BUG_ON(!n);
3376         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3377         page->inuse = 1;
3378         page->frozen = 0;
3379         kmem_cache_node->node[node] = n;
3380 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3381         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3382         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3383 #endif
3384         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node),
3385                       GFP_KERNEL);
3386         init_kmem_cache_node(n);
3387         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3388
3389         /*
3390          * No locks need to be taken here as it has just been
3391          * initialized and there is no concurrent access.
3392          */
3393         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3394 }
3395
3396 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3397 {
3398         int node;
3399         struct kmem_cache_node *n;
3400
3401         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3402                 s->node[node] = NULL;
3403                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3404         }
3405 }
3406
3407 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3408 {
3409         cache_random_seq_destroy(s);
3410         free_percpu(s->cpu_slab);
3411         free_kmem_cache_nodes(s);
3412 }
3413
3414 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3415 {
3416         int node;
3417
3418         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3419                 struct kmem_cache_node *n;
3420
3421                 if (slab_state == DOWN) {
3422                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3423                         continue;
3424                 }
3425                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3426                                                 GFP_KERNEL, node);
3427
3428                 if (!n) {
3429                         free_kmem_cache_nodes(s);
3430                         return 0;
3431                 }
3432
3433                 init_kmem_cache_node(n);
3434                 s->node[node] = n;
3435         }
3436         return 1;
3437 }
3438
3439 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3440 {
3441         if (min < MIN_PARTIAL)
3442                 min = MIN_PARTIAL;
3443         else if (min > MAX_PARTIAL)
3444                 min = MAX_PARTIAL;
3445         s->min_partial = min;
3446 }
3447
3448 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3449 {
3450 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3451         /*
3452          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3453          * per cpu partial lists of a processor.
3454          *
3455          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3456          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3457          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3458          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3459          *
3460          * This setting also determines
3461          *
3462          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3463          *    per node list when we reach the limit.
3464          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3465          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3466          *    50% to keep some capacity around for frees.
3467          */
3468         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3469                 s->cpu_partial = 0;
3470         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3471                 s->cpu_partial = 2;
3472         else if (s->size >= 1024)
3473                 s->cpu_partial = 6;
3474         else if (s->size >= 256)
3475                 s->cpu_partial = 13;
3476         else
3477                 s->cpu_partial = 30;
3478 #endif
3479 }
3480
3481 /*
3482  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3483  * a slab object.
3484  */
3485 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3486 {
3487         slab_flags_t flags = s->flags;
3488         unsigned int size = s->object_size;
3489         unsigned int order;
3490
3491         /*
3492          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3493          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3494          * the possible location of the free pointer.
3495          */
3496         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3497
3498 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3499         /*
3500          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3501          * the slab may touch the object after free or before allocation
3502          * then we should never poison the object itself.
3503          */
3504         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3505                         !s->ctor)
3506                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3507         else
3508                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3509
3510
3511         /*
3512          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3513          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3514          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3515          */
3516         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3517                 size += sizeof(void *);
3518 #endif
3519
3520         /*
3521          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3522          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3523          */
3524         s->inuse = size;
3525
3526         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3527                 s->ctor)) {
3528                 /*
3529                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3530                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3531                  * kmem_cache_free.
3532                  *
3533                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3534                  * destructor or are poisoning the objects.
3535                  */
3536                 s->offset = size;
3537                 size += sizeof(void *);
3538         }
3539
3540 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3541         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3542                 /*
3543                  * Need to store information about allocs and frees after
3544                  * the object.
3545                  */
3546                 size += 2 * sizeof(struct track);
3547 #endif
3548
3549         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3550 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3551         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3552                 /*
3553                  * Add some empty padding so that we can catch
3554                  * overwrites from earlier objects rather than let
3555                  * tracking information or the free pointer be
3556                  * corrupted if a user writes before the start
3557                  * of the object.
3558                  */
3559                 size += sizeof(void *);
3560
3561                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3562                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3563                 size += s->red_left_pad;
3564         }
3565 #endif
3566
3567         /*
3568          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3569          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3570          * each object to conform to the alignment.
3571          */
3572         size = ALIGN(size, s->align);
3573         s->size = size;
3574         if (forced_order >= 0)
3575                 order = forced_order;
3576         else
3577                 order = calculate_order(size);
3578
3579         if ((int)order < 0)
3580                 return 0;
3581
3582         s->allocflags = 0;
3583         if (order)
3584                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3585
3586         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3587                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3588
3589         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
3590                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
3591
3592         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3593                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3594
3595         /*
3596          * Determine the number of objects per slab
3597          */
3598         s->oo = oo_make(order, size);
3599         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3600         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3601                 s->max = s->oo;
3602
3603         return !!oo_objects(s->oo);
3604 }
3605
3606 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3607 {
3608         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3609 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3610         s->random = get_random_long();
3611 #endif
3612
3613         if (!calculate_sizes(s, -1))
3614                 goto error;
3615         if (disable_higher_order_debug) {
3616                 /*
3617                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3618                  * order increased.
3619                  */
3620                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3621                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3622                         s->offset = 0;
3623                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3624                                 goto error;
3625                 }
3626         }
3627
3628 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3629     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3630         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3631                 /* Enable fast mode */
3632                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3633 #endif
3634
3635         /*
3636          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3637          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3638          */
3639         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3640
3641         set_cpu_partial(s);
3642
3643 #ifdef CONFIG_NUMA
3644         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3645 #endif
3646
3647         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3648         if (slab_state >= UP) {
3649                 if (init_cache_random_seq(s))
3650                         goto error;
3651         }
3652
3653         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3654                 goto error;
3655
3656         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3657                 return 0;
3658
3659         free_kmem_cache_nodes(s);
3660 error:
3661         if (flags & SLAB_PANIC)
3662                 panic("Cannot create slab %s size=%u realsize=%u order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3663                       s->name, s->size, s->size,
3664                       oo_order(s->oo), s->offset, (unsigned long)flags);
3665         return -EINVAL;
3666 }
3667
3668 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3669                                                         const char *text)
3670 {
3671 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3672         void *addr = page_address(page);
3673         void *p;
3674         unsigned long *map = kcalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects),
3675                                      sizeof(long),
3676                                      GFP_ATOMIC);
3677         if (!map)
3678                 return;
3679         slab_err(s, page, text, s->name);
3680         slab_lock(page);
3681
3682         get_map(s, page, map);
3683         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3684
3685                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3686                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3687                         print_tracking(s, p);
3688                 }
3689         }
3690         slab_unlock(page);
3691         kfree(map);
3692 #endif
3693 }
3694
3695 /*
3696  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3697  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3698  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3699  */
3700 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3701 {
3702         LIST_HEAD(discard);
3703         struct page *page, *h;
3704
3705         BUG_ON(irqs_disabled());
3706         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3707         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3708                 if (!page->inuse) {
3709                         remove_partial(n, page);
3710                         list_add(&page->lru, &discard);
3711                 } else {
3712                         list_slab_objects(s, page,
3713                         "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3714                 }
3715         }
3716         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3717
3718         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, lru)
3719                 discard_slab(s, page);
3720 }
3721
3722 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
3723 {
3724         int node;
3725         struct kmem_cache_node *n;
3726
3727         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3728                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3729                         return false;
3730         return true;
3731 }
3732
3733 /*
3734  * Release all resources used by a slab cache.
3735  */
3736 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3737 {
3738         int node;
3739         struct kmem_cache_node *n;
3740
3741         flush_all(s);
3742         /* Attempt to free all objects */
3743         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3744                 free_partial(s, n);
3745                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3746                         return 1;
3747         }
3748         sysfs_slab_remove(s);
3749         return 0;
3750 }
3751
3752 /********************************************************************
3753  *              Kmalloc subsystem
3754  *******************************************************************/
3755
3756 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3757 {
3758         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
3759
3760         return 1;
3761 }
3762
3763 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3764
3765 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3766 {
3767         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
3768         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
3769
3770         return 1;
3771 }
3772
3773 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3774
3775 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3776 {
3777         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
3778
3779         return 1;
3780 }
3781
3782 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3783
3784 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3785 {
3786         struct kmem_cache *s;
3787         void *ret;
3788
3789         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3790                 return kmalloc_large(size, flags);
3791
3792         s = kmalloc_slab(size, flags);
3793
3794         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3795                 return s;
3796
3797         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3798
3799         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3800
3801         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3802
3803         return ret;
3804 }
3805 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3806
3807 #ifdef CONFIG_NUMA
3808 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3809 {
3810         struct page *page;
3811         void *ptr = NULL;
3812
3813         flags |= __GFP_COMP;
3814         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3815         if (page)
3816                 ptr = page_address(page);
3817
3818         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3819         return ptr;
3820 }
3821
3822 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3823 {
3824         struct kmem_cache *s;
3825         void *ret;
3826
3827         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3828                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3829
3830                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3831                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3832                                    flags, node);
3833
3834                 return ret;
3835         }
3836
3837         s = kmalloc_slab(size, flags);
3838
3839         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3840                 return s;
3841
3842         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3843
3844         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3845
3846         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3847
3848         return ret;
3849 }
3850 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3851 #endif
3852
3853 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
3854 /*
3855  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
3856  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
3857  * cache's usercopy region.
3858  *
3859  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
3860  * to indicate an error.
3861  */
3862 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
3863                          bool to_user)
3864 {
3865         struct kmem_cache *s;
3866         unsigned int offset;
3867         size_t object_size;
3868
3869         /* Find object and usable object size. */
3870         s = page->slab_cache;
3871
3872         /* Reject impossible pointers. */
3873         if (ptr < page_address(page))
3874                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
3875                                to_user, 0, n);
3876
3877         /* Find offset within object. */
3878         offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
3879
3880         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
3881         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3882                 if (offset < s->red_left_pad)
3883                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
3884                                        s->name, to_user, offset, n);
3885                 offset -= s->red_left_pad;
3886         }
3887
3888         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
3889         if (offset >= s->useroffset &&
3890             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
3891             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
3892                 return;
3893
3894         /*
3895          * If the copy is still within the allocated object, produce
3896          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
3897          * to be a temporary method to find any missing usercopy
3898          * whitelists.
3899          */
3900         object_size = slab_ksize(s);
3901         if (usercopy_fallback &&
3902             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
3903                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
3904                 return;
3905         }
3906
3907         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
3908 }
3909 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
3910
3911 static size_t __ksize(const void *object)
3912 {
3913         struct page *page;
3914
3915         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3916                 return 0;
3917
3918         page = virt_to_head_page(object);
3919
3920         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3921                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3922                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3923         }
3924
3925         return slab_ksize(page->slab_cache);
3926 }
3927
3928 size_t ksize(const void *object)
3929 {
3930         size_t size = __ksize(object);
3931         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3932          * so we need to unpoison this area.
3933          */
3934         kasan_unpoison_shadow(object, size);
3935         return size;
3936 }
3937 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3938
3939 void kfree(const void *x)
3940 {
3941         struct page *page;
3942         void *object = (void *)x;
3943
3944         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3945
3946         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3947                 return;
3948
3949         page = virt_to_head_page(x);
3950         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3951                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3952                 kfree_hook(object);
3953                 __free_pages(page, compound_order(page));
3954                 return;
3955         }
3956         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3957 }
3958 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3959
3960 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3961
3962 /*
3963  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3964  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3965  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3966  *
3967  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3968  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3969  * are freed in them.
3970  */
3971 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3972 {
3973         int node;
3974         int i;
3975         struct kmem_cache_node *n;
3976         struct page *page;
3977         struct page *t;
3978         struct list_head discard;
3979         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3980         unsigned long flags;
3981         int ret = 0;
3982
3983         flush_all(s);
3984         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3985                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3986                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3987                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3988
3989                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3990
3991                 /*
3992                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3993                  *
3994                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3995                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3996                  */
3997                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3998                         int free = page->objects - page->inuse;
3999
4000                         /* Do not reread page->inuse */
4001                         barrier();
4002
4003                         /* We do not keep full slabs on the list */
4004                         BUG_ON(free <= 0);
4005
4006                         if (free == page->objects) {
4007                                 list_move(&page->lru, &discard);
4008                                 n->nr_partial--;
4009                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4010                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
4011                 }
4012
4013                 /*
4014                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4015                  * partial list.
4016                  */
4017                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4018                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4019
4020                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4021
4022                 /* Release empty slabs */
4023                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
4024                         discard_slab(s, page);
4025
4026                 if (slabs_node(s, node))
4027                         ret = 1;
4028         }
4029
4030         return ret;
4031 }
4032
4033 #ifdef CONFIG_MEMCG
4034 static void kmemcg_cache_deact_after_rcu(struct kmem_cache *s)
4035 {
4036         /*
4037          * Called with all the locks held after a sched RCU grace period.
4038          * Even if @s becomes empty after shrinking, we can't know that @s
4039          * doesn't have allocations already in-flight and thus can't
4040          * destroy @s until the associated memcg is released.
4041          *
4042          * However, let's remove the sysfs files for empty caches here.
4043          * Each cache has a lot of interface files which aren't
4044          * particularly useful for empty draining caches; otherwise, we can
4045          * easily end up with millions of unnecessary sysfs files on
4046          * systems which have a lot of memory and transient cgroups.
4047          */
4048         if (!__kmem_cache_shrink(s))
4049                 sysfs_slab_remove(s);
4050 }
4051
4052 void __kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *s)
4053 {
4054         /*
4055          * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
4056          * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
4057          */
4058         slub_set_cpu_partial(s, 0);
4059         s->min_partial = 0;
4060
4061         /*
4062          * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial), so
4063          * we have to make sure the change is visible before shrinking.
4064          */
4065         slab_deactivate_memcg_cache_rcu_sched(s, kmemcg_cache_deact_after_rcu);
4066 }
4067 #endif
4068
4069 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4070 {
4071         struct kmem_cache *s;
4072
4073         mutex_lock(&slab_mutex);
4074         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4075                 __kmem_cache_shrink(s);
4076         mutex_unlock(&slab_mutex);
4077
4078         return 0;
4079 }
4080
4081 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4082 {
4083         struct kmem_cache_node *n;
4084         struct kmem_cache *s;
4085         struct memory_notify *marg = arg;
4086         int offline_node;
4087
4088         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4089
4090         /*
4091          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4092          * for it yet.
4093          */
4094         if (offline_node < 0)
4095                 return;
4096
4097         mutex_lock(&slab_mutex);
4098         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4099                 n = get_node(s, offline_node);
4100                 if (n) {
4101                         /*
4102                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
4103                          * that is going down. We were unable to free them,
4104                          * and offline_pages() function shouldn't call this
4105                          * callback. So, we must fail.
4106                          */
4107                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
4108
4109                         s->node[offline_node] = NULL;
4110                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4111                 }
4112         }
4113         mutex_unlock(&slab_mutex);
4114 }
4115
4116 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4117 {
4118         struct kmem_cache_node *n;
4119         struct kmem_cache *s;
4120         struct memory_notify *marg = arg;
4121         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4122         int ret = 0;
4123
4124         /*
4125          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4126          * already created. Nothing to do.
4127          */
4128         if (nid < 0)
4129                 return 0;
4130
4131         /*
4132          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4133          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4134          * online.
4135          */
4136         mutex_lock(&slab_mutex);
4137         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4138                 /*
4139                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4140                  *      since memory is not yet available from the node that
4141                  *      is brought up.
4142                  */
4143                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4144                 if (!n) {
4145                         ret = -ENOMEM;
4146                         goto out;
4147                 }
4148                 init_kmem_cache_node(n);
4149                 s->node[nid] = n;
4150         }
4151 out:
4152         mutex_unlock(&slab_mutex);
4153         return ret;
4154 }
4155
4156 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4157                                 unsigned long action, void *arg)
4158 {
4159         int ret = 0;
4160
4161         switch (action) {
4162         case MEM_GOING_ONLINE:
4163                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4164                 break;
4165         case MEM_GOING_OFFLINE:
4166                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4167                 break;
4168         case MEM_OFFLINE:
4169         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4170                 slab_mem_offline_callback(arg);
4171                 break;
4172         case MEM_ONLINE:
4173         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4174                 break;
4175         }
4176         if (ret)
4177                 ret = notifier_from_errno(ret);
4178         else
4179                 ret = NOTIFY_OK;
4180         return ret;
4181 }
4182
4183 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4184         .notifier_call = slab_memory_callback,
4185         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4186 };
4187
4188 /********************************************************************
4189  *                      Basic setup of slabs
4190  *******************************************************************/
4191
4192 /*
4193  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4194  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4195  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4196  */
4197
4198 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4199 {
4200         int node;
4201         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4202         struct kmem_cache_node *n;
4203
4204         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4205
4206         /*
4207          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4208          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4209          * IPIs around.
4210          */
4211         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4212         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4213                 struct page *p;
4214
4215                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
4216                         p->slab_cache = s;
4217
4218 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4219                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
4220                         p->slab_cache = s;
4221 #endif
4222         }
4223         slab_init_memcg_params(s);
4224         list_add(&s->list, &slab_caches);
4225         memcg_link_cache(s);
4226         return s;
4227 }
4228
4229 void __init kmem_cache_init(void)
4230 {
4231         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4232                 boot_kmem_cache_node;
4233
4234         if (debug_guardpage_minorder())
4235                 slub_max_order = 0;
4236
4237         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4238         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4239
4240         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4241                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4242
4243         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4244
4245         /* Able to allocate the per node structures */
4246         slab_state = PARTIAL;
4247
4248         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4249                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4250                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4251                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4252
4253         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4254         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4255
4256         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4257         setup_kmalloc_cache_index_table();
4258         create_kmalloc_caches(0);
4259
4260         /* Setup random freelists for each cache */
4261         init_freelist_randomization();
4262
4263         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4264                                   slub_cpu_dead);
4265
4266         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%d\n",
4267                 cache_line_size(),
4268                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4269                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4270 }
4271
4272 void __init kmem_cache_init_late(void)
4273 {
4274 }
4275
4276 struct kmem_cache *
4277 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4278                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4279 {
4280         struct kmem_cache *s, *c;
4281
4282         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4283         if (s) {
4284                 s->refcount++;
4285
4286                 /*
4287                  * Adjust the object sizes so that we clear
4288                  * the complete object on kzalloc.
4289                  */
4290                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4291                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4292
4293                 for_each_memcg_cache(c, s) {
4294                         c->object_size = s->object_size;
4295                         c->inuse = max(c->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4296                 }
4297
4298                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4299                         s->refcount--;
4300                         s = NULL;
4301                 }
4302         }
4303
4304         return s;
4305 }
4306
4307 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4308 {
4309         int err;
4310
4311         err = kmem_cache_open(s, flags);
4312         if (err)
4313                 return err;
4314
4315         /* Mutex is not taken during early boot */
4316         if (slab_state <= UP)
4317                 return 0;
4318
4319         memcg_propagate_slab_attrs(s);
4320         err = sysfs_slab_add(s);
4321         if (err)
4322                 __kmem_cache_release(s);
4323
4324         return err;
4325 }
4326
4327 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4328 {
4329         struct kmem_cache *s;
4330         void *ret;
4331
4332         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4333                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4334
4335         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4336
4337         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4338                 return s;
4339
4340         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4341
4342         /* Honor the call site pointer we received. */
4343         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4344
4345         return ret;
4346 }
4347
4348 #ifdef CONFIG_NUMA
4349 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4350                                         int node, unsigned long caller)
4351 {
4352         struct kmem_cache *s;
4353         void *ret;
4354
4355         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4356                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4357
4358                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4359                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4360                                    gfpflags, node);
4361
4362                 return ret;
4363         }
4364
4365         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4366
4367         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4368                 return s;
4369
4370         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4371
4372         /* Honor the call site pointer we received. */
4373         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4374
4375         return ret;
4376 }
4377 #endif
4378
4379 #ifdef CONFIG_SYSFS
4380 static int count_inuse(struct page *page)
4381 {
4382         return page->inuse;
4383 }
4384
4385 static int count_total(struct page *page)
4386 {
4387         return page->objects;
4388 }
4389 #endif
4390
4391 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4392 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4393                                                 unsigned long *map)
4394 {
4395         void *p;
4396         void *addr = page_address(page);
4397
4398         if (!check_slab(s, page) ||
4399                         !on_freelist(s, page, NULL))
4400                 return 0;
4401
4402         /* Now we know that a valid freelist exists */
4403         bitmap_zero(map, page->objects);
4404
4405         get_map(s, page, map);
4406         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4407                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4408                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4409                                 return 0;
4410         }
4411
4412         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4413                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4414                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4415                                 return 0;
4416         return 1;
4417 }
4418
4419 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4420                                                 unsigned long *map)
4421 {
4422         slab_lock(page);
4423         validate_slab(s, page, map);
4424         slab_unlock(page);
4425 }
4426
4427 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4428                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4429 {
4430         unsigned long count = 0;
4431         struct page *page;
4432         unsigned long flags;
4433
4434         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4435
4436         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4437                 validate_slab_slab(s, page, map);
4438                 count++;
4439         }
4440         if (count != n->nr_partial)
4441                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4442                        s->name, count, n->nr_partial);
4443
4444         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4445                 goto out;
4446
4447         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4448                 validate_slab_slab(s, page, map);
4449                 count++;
4450         }
4451         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4452                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4453                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4454
4455 out:
4456         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4457         return count;
4458 }
4459
4460 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4461 {
4462         int node;
4463         unsigned long count = 0;
4464         unsigned long *map = kmalloc_array(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)),
4465                                            sizeof(unsigned long),
4466                                            GFP_KERNEL);
4467         struct kmem_cache_node *n;
4468
4469         if (!map)
4470                 return -ENOMEM;
4471
4472         flush_all(s);
4473         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4474                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4475         kfree(map);
4476         return count;
4477 }
4478 /*
4479  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4480  * and freed.
4481  */
4482
4483 struct location {
4484         unsigned long count;
4485         unsigned long addr;
4486         long long sum_time;
4487         long min_time;
4488         long max_time;
4489         long min_pid;
4490         long max_pid;
4491         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4492         nodemask_t nodes;
4493 };
4494
4495 struct loc_track {
4496         unsigned long max;
4497         unsigned long count;
4498         struct location *loc;
4499 };
4500
4501 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4502 {
4503         if (t->max)
4504                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4505                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4506 }
4507
4508 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4509 {
4510         struct location *l;
4511         int order;
4512
4513         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4514
4515         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4516         if (!l)
4517                 return 0;
4518
4519         if (t->count) {
4520                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4521                 free_loc_track(t);
4522         }
4523         t->max = max;
4524         t->loc = l;
4525         return 1;
4526 }
4527
4528 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4529                                 const struct track *track)
4530 {
4531         long start, end, pos;
4532         struct location *l;
4533         unsigned long caddr;
4534         unsigned long age = jiffies - track->when;
4535
4536         start = -1;
4537         end = t->count;
4538
4539         for ( ; ; ) {
4540                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4541
4542                 /*
4543                  * There is nothing at "end". If we end up there
4544                  * we need to add something to before end.
4545                  */
4546                 if (pos == end)
4547                         break;
4548
4549                 caddr = t->loc[pos].addr;
4550                 if (track->addr == caddr) {
4551
4552                         l = &t->loc[pos];
4553                         l->count++;
4554                         if (track->when) {
4555                                 l->sum_time += age;
4556                                 if (age < l->min_time)
4557                                         l->min_time = age;
4558                                 if (age > l->max_time)
4559                                         l->max_time = age;
4560
4561                                 if (track->pid < l->min_pid)
4562                                         l->min_pid = track->pid;
4563                                 if (track->pid > l->max_pid)
4564                                         l->max_pid = track->pid;
4565
4566                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4567                                                 to_cpumask(l->cpus));
4568                         }
4569                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4570                         return 1;
4571                 }
4572
4573                 if (track->addr < caddr)
4574                         end = pos;
4575                 else
4576                         start = pos;
4577         }
4578
4579         /*
4580          * Not found. Insert new tracking element.
4581          */
4582         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4583                 return 0;
4584
4585         l = t->loc + pos;
4586         if (pos < t->count)
4587                 memmove(l + 1, l,
4588                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4589         t->count++;
4590         l->count = 1;
4591         l->addr = track->addr;
4592         l->sum_time = age;
4593         l->min_time = age;
4594         l->max_time = age;
4595         l->min_pid = track->pid;
4596         l->max_pid = track->pid;
4597         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4598         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4599         nodes_clear(l->nodes);
4600         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4601         return 1;
4602 }
4603
4604 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4605                 struct page *page, enum track_item alloc,
4606                 unsigned long *map)
4607 {
4608         void *addr = page_address(page);
4609         void *p;
4610
4611         bitmap_zero(map, page->objects);
4612         get_map(s, page, map);
4613
4614         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4615                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4616                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4617 }
4618
4619 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4620                                         enum track_item alloc)
4621 {
4622         int len = 0;
4623         unsigned long i;
4624         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4625         int node;
4626         unsigned long *map = kmalloc_array(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)),
4627                                            sizeof(unsigned long),
4628                                            GFP_KERNEL);
4629         struct kmem_cache_node *n;
4630
4631         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4632                                      GFP_KERNEL)) {
4633                 kfree(map);
4634                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4635         }
4636         /* Push back cpu slabs */
4637         flush_all(s);
4638
4639         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4640                 unsigned long flags;
4641                 struct page *page;
4642
4643                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4644                         continue;
4645
4646                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4647                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4648                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4649                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4650                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4651                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4652         }
4653
4654         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4655                 struct location *l = &t.loc[i];
4656
4657                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4658                         break;
4659                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4660
4661                 if (l->addr)
4662                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4663                 else
4664                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4665
4666                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4667                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4668                                 l->min_time,
4669                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4670                                 l->max_time);
4671                 } else
4672                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4673                                 l->min_time);
4674
4675                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4676                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4677                                 l->min_pid, l->max_pid);
4678                 else
4679                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4680                                 l->min_pid);
4681
4682                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4683                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4684                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4685                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4686                                          " cpus=%*pbl",
4687                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4688
4689                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4690                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4691                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4692                                          " nodes=%*pbl",
4693                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4694
4695                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4696         }
4697
4698         free_loc_track(&t);
4699         kfree(map);
4700         if (!t.count)
4701                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4702         return len;
4703 }
4704 #endif
4705
4706 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4707 static void __init resiliency_test(void)
4708 {
4709         u8 *p;
4710
4711         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4712
4713         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4714         pr_err("-----------------------\n");
4715         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4716
4717         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4718         p[16] = 0x12;
4719         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4720                p + 16);
4721
4722         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4723
4724         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4725         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4726         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4727         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4728                p);
4729         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4730
4731         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4732         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4733         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4734         *p = 0x56;
4735         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4736                p);
4737         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4738         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4739
4740         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4741         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4742         kfree(p);
4743         *p = 0x78;
4744         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4745         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4746
4747         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4748         kfree(p);
4749         p[50] = 0x9a;
4750         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4751         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4752
4753         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4754         kfree(p);
4755         p[512] = 0xab;
4756         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4757         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4758 }
4759 #else
4760 #ifdef CONFIG_SYSFS
4761 static void resiliency_test(void) {};
4762 #endif
4763 #endif
4764
4765 #ifdef CONFIG_SYSFS
4766 enum slab_stat_type {
4767         SL_ALL,                 /* All slabs */
4768         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4769         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4770         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4771         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4772 };
4773
4774 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4775 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4776 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4777 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4778 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4779
4780 #ifdef CONFIG_MEMCG
4781 static bool memcg_sysfs_enabled = IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_MEMCG_SYSFS_ON);
4782
4783 static int __init setup_slub_memcg_sysfs(char *str)
4784 {
4785         int v;
4786
4787         if (get_option(&str, &v) > 0)
4788                 memcg_sysfs_enabled = v;
4789
4790         return 1;
4791 }
4792
4793 __setup("slub_memcg_sysfs=", setup_slub_memcg_sysfs);
4794 #endif
4795
4796 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4797                             char *buf, unsigned long flags)
4798 {
4799         unsigned long total = 0;
4800         int node;
4801         int x;
4802         unsigned long *nodes;
4803
4804         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4805         if (!nodes)
4806                 return -ENOMEM;
4807
4808         if (flags & SO_CPU) {
4809                 int cpu;
4810
4811                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4812                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4813                                                                cpu);
4814                         int node;
4815                         struct page *page;
4816
4817                         page = READ_ONCE(c->page);
4818                         if (!page)
4819                                 continue;
4820
4821                         node = page_to_nid(page);
4822                         if (flags & SO_TOTAL)
4823                                 x = page->objects;
4824                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4825                                 x = page->inuse;
4826                         else
4827                                 x = 1;
4828
4829                         total += x;
4830                         nodes[node] += x;
4831
4832                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4833                         if (page) {
4834                                 node = page_to_nid(page);
4835                                 if (flags & SO_TOTAL)
4836                                         WARN_ON_ONCE(1);
4837                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4838                                         WARN_ON_ONCE(1);
4839                                 else
4840                                         x = page->pages;
4841                                 total += x;
4842                                 nodes[node] += x;
4843                         }
4844                 }
4845         }
4846
4847         /*
4848          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
4849          * already held which will conflict with an existing lock order:
4850          *
4851          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
4852          *
4853          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
4854          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
4855          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
4856          */
4857
4858 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4859         if (flags & SO_ALL) {
4860                 struct kmem_cache_node *n;
4861
4862                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4863
4864                         if (flags & SO_TOTAL)
4865                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4866                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4867                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4868                                         count_partial(n, count_free);
4869                         else
4870                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4871                         total += x;
4872                         nodes[node] += x;
4873                 }
4874
4875         } else
4876 #endif
4877         if (flags & SO_PARTIAL) {
4878                 struct kmem_cache_node *n;
4879
4880                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4881                         if (flags & SO_TOTAL)
4882                                 x = count_partial(n, count_total);
4883                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4884                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4885                         else
4886                                 x = n->nr_partial;
4887                         total += x;
4888                         nodes[node] += x;
4889                 }
4890         }
4891         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4892 #ifdef CONFIG_NUMA
4893         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4894                 if (nodes[node])
4895                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4896                                         node, nodes[node]);
4897 #endif
4898         kfree(nodes);
4899         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4900 }
4901
4902 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4903 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4904 {
4905         int node;
4906         struct kmem_cache_node *n;
4907
4908         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4909                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4910                         return 1;
4911
4912         return 0;
4913 }
4914 #endif
4915
4916 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4917 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4918
4919 struct slab_attribute {
4920         struct attribute attr;
4921         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4922         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4923 };
4924
4925 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4926         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4927         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4928
4929 #define SLAB_ATTR(_name) \
4930         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4931         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4932
4933 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4934 {
4935         return sprintf(buf, "%u\n", s->size);
4936 }
4937 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4938
4939 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4940 {
4941         return sprintf(buf, "%u\n", s->align);
4942 }
4943 SLAB_ATTR_RO(align);
4944
4945 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4946 {
4947         return sprintf(buf, "%u\n", s->object_size);
4948 }
4949 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4950
4951 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4952 {
4953         return sprintf(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
4954 }
4955 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4956
4957 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4958                                 const char *buf, size_t length)
4959 {
4960         unsigned int order;
4961         int err;
4962
4963         err = kstrtouint(buf, 10, &order);
4964         if (err)
4965                 return err;
4966
4967         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4968                 return -EINVAL;
4969
4970         calculate_sizes(s, order);
4971         return length;
4972 }
4973
4974 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4975 {
4976         return sprintf(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
4977 }
4978 SLAB_ATTR(order);
4979
4980 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4981 {
4982         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4983 }
4984
4985 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4986                                  size_t length)
4987 {
4988         unsigned long min;
4989         int err;
4990
4991         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4992         if (err)
4993                 return err;
4994
4995         set_min_partial(s, min);
4996         return length;
4997 }
4998 SLAB_ATTR(min_partial);
4999
5000 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5001 {
5002         return sprintf(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
5003 }
5004
5005 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5006                                  size_t length)
5007 {
5008         unsigned int objects;
5009         int err;
5010
5011         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5012         if (err)
5013                 return err;
5014         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5015                 return -EINVAL;
5016
5017         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5018         flush_all(s);
5019         return length;
5020 }
5021 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5022
5023 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5024 {
5025         if (!s->ctor)
5026                 return 0;
5027         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
5028 }
5029 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5030
5031 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5032 {
5033         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5034 }
5035 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5036
5037 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5038 {
5039         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5040 }
5041 SLAB_ATTR_RO(partial);
5042
5043 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5044 {
5045         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5046 }
5047 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5048
5049 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5050 {
5051         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5052 }
5053 SLAB_ATTR_RO(objects);
5054
5055 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5056 {
5057         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5058 }
5059 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5060
5061 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5062 {
5063         int objects = 0;
5064         int pages = 0;
5065         int cpu;
5066         int len;
5067
5068         for_each_online_cpu(cpu) {
5069                 struct page *page;
5070
5071                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5072
5073                 if (page) {
5074                         pages += page->pages;
5075                         objects += page->pobjects;
5076                 }
5077         }
5078
5079         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
5080
5081 #ifdef CONFIG_SMP
5082         for_each_online_cpu(cpu) {
5083                 struct page *page;
5084
5085                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5086
5087                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
5088                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
5089                                 page->pobjects, page->pages);
5090         }
5091 #endif
5092         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5093 }
5094 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5095
5096 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5097 {
5098         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5099 }
5100
5101 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
5102                                 const char *buf, size_t length)
5103 {
5104         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5105         if (buf[0] == '1')
5106                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5107         return length;
5108 }
5109 SLAB_ATTR(reclaim_account);
5110
5111 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5112 {
5113         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5114 }
5115 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5116
5117 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5118 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5119 {
5120         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5121 }
5122 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5123 #endif
5124
5125 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5126 {
5127         return sprintf(buf, "%u\n", s->usersize);
5128 }
5129 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5130
5131 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5132 {
5133         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5134 }
5135 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5136
5137 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5138 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5139 {
5140         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5141 }
5142 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5143
5144 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5145 {
5146         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5147 }
5148 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5149
5150 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5151 {
5152         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5153 }
5154
5155 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
5156                                 const char *buf, size_t length)
5157 {
5158         s->flags &= ~SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5159         if (buf[0] == '1') {
5160                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5161                 s->flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5162         }
5163         return length;
5164 }
5165 SLAB_ATTR(sanity_checks);
5166
5167 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5168 {
5169         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5170 }
5171
5172 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5173                                                         size_t length)
5174 {
5175         /*
5176          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
5177          * as well as cause other issues like converting a mergeable
5178          * cache into an umergeable one.
5179          */
5180         if (s->refcount > 1)
5181                 return -EINVAL;
5182
5183         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
5184         if (buf[0] == '1') {
5185                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5186                 s->flags |= SLAB_TRACE;
5187         }
5188         return length;
5189 }
5190 SLAB_ATTR(trace);
5191
5192 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5193 {
5194         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5195 }
5196
5197 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
5198                                 const char *buf, size_t length)
5199 {
5200         if (any_slab_objects(s))
5201                 return -EBUSY;
5202
5203         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
5204         if (buf[0] == '1') {
5205                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
5206         }
5207         calculate_sizes(s, -1);
5208         return length;
5209 }
5210 SLAB_ATTR(red_zone);
5211
5212 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5213 {
5214         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5215 }
5216
5217 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
5218                                 const char *buf, size_t length)
5219 {
5220         if (any_slab_objects(s))
5221                 return -EBUSY;
5222
5223         s->flags &= ~SLAB_POISON;
5224         if (buf[0] == '1') {
5225                 s->flags |= SLAB_POISON;
5226         }
5227         calculate_sizes(s, -1);
5228         return length;
5229 }
5230 SLAB_ATTR(poison);
5231
5232 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5233 {
5234         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5235 }
5236
5237 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
5238                                 const char *buf, size_t length)
5239 {
5240         if (any_slab_objects(s))
5241                 return -EBUSY;
5242
5243         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
5244         if (buf[0] == '1') {
5245                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5246                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
5247         }
5248         calculate_sizes(s, -1);
5249         return length;
5250 }
5251 SLAB_ATTR(store_user);
5252
5253 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5254 {
5255         return 0;
5256 }
5257
5258 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5259                         const char *buf, size_t length)
5260 {
5261         int ret = -EINVAL;
5262
5263         if (buf[0] == '1') {
5264                 ret = validate_slab_cache(s);
5265                 if (ret >= 0)
5266                         ret = length;
5267         }
5268         return ret;
5269 }
5270 SLAB_ATTR(validate);
5271
5272 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5273 {
5274         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5275                 return -ENOSYS;
5276         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5277 }
5278 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5279
5280 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5281 {
5282         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5283                 return -ENOSYS;
5284         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5285 }
5286 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5287 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5288
5289 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5290 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5291 {
5292         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5293 }
5294
5295 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5296                                                         size_t length)
5297 {
5298         if (s->refcount > 1)
5299                 return -EINVAL;
5300
5301         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
5302         if (buf[0] == '1')
5303                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
5304         return length;
5305 }
5306 SLAB_ATTR(failslab);
5307 #endif
5308
5309 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5310 {
5311         return 0;
5312 }
5313
5314 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5315                         const char *buf, size_t length)
5316 {
5317         if (buf[0] == '1')
5318                 kmem_cache_shrink(s);
5319         else
5320                 return -EINVAL;
5321         return length;
5322 }
5323 SLAB_ATTR(shrink);
5324
5325 #ifdef CONFIG_NUMA
5326 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5327 {
5328         return sprintf(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5329 }
5330
5331 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5332                                 const char *buf, size_t length)
5333 {
5334         unsigned int ratio;
5335         int err;
5336
5337         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5338         if (err)
5339                 return err;
5340         if (ratio > 100)
5341                 return -ERANGE;
5342
5343         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5344
5345         return length;
5346 }
5347 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5348 #endif
5349
5350 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5351 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5352 {
5353         unsigned long sum  = 0;
5354         int cpu;
5355         int len;
5356         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5357
5358         if (!data)
5359                 return -ENOMEM;
5360
5361         for_each_online_cpu(cpu) {
5362                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5363
5364                 data[cpu] = x;
5365                 sum += x;
5366         }
5367
5368         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5369
5370 #ifdef CONFIG_SMP
5371         for_each_online_cpu(cpu) {
5372                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5373                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5374         }
5375 #endif
5376         kfree(data);
5377         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5378 }
5379
5380 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5381 {
5382         int cpu;
5383
5384         for_each_online_cpu(cpu)
5385                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5386 }
5387
5388 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5389 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5390 {                                                               \
5391         return show_stat(s, buf, si);                           \
5392 }                                                               \
5393 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5394                                 const char *buf, size_t length) \
5395 {                                                               \
5396         if (buf[0] != '0')                                      \
5397                 return -EINVAL;                                 \
5398         clear_stat(s, si);                                      \
5399         return length;                                          \
5400 }                                                               \
5401 SLAB_ATTR(text);                                                \
5402
5403 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5404 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5405 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5406 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5407 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5408 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5409 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5410 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5411 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5412 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5413 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5414 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5415 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5416 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5417 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5418 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5419 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5420 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5421 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5422 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5423 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5424 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5425 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5426 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5427 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5428 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5429 #endif
5430
5431 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5432         &slab_size_attr.attr,
5433         &object_size_attr.attr,
5434         &objs_per_slab_attr.attr,
5435         &order_attr.attr,
5436         &min_partial_attr.attr,
5437         &cpu_partial_attr.attr,
5438         &objects_attr.attr,
5439         &objects_partial_attr.attr,
5440         &partial_attr.attr,
5441         &cpu_slabs_attr.attr,
5442         &ctor_attr.attr,
5443         &aliases_attr.attr,
5444         &align_attr.attr,
5445         &hwcache_align_attr.attr,
5446         &reclaim_account_attr.attr,
5447         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5448         &shrink_attr.attr,
5449         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5450 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5451         &total_objects_attr.attr,
5452         &slabs_attr.attr,
5453         &sanity_checks_attr.attr,
5454         &trace_attr.attr,
5455         &red_zone_attr.attr,
5456         &poison_attr.attr,
5457         &store_user_attr.attr,
5458         &validate_attr.attr,
5459         &alloc_calls_attr.attr,
5460         &free_calls_attr.attr,
5461 #endif
5462 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5463         &cache_dma_attr.attr,
5464 #endif
5465 #ifdef CONFIG_NUMA
5466         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5467 #endif
5468 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5469         &alloc_fastpath_attr.attr,
5470         &alloc_slowpath_attr.attr,
5471         &free_fastpath_attr.attr,
5472         &free_slowpath_attr.attr,
5473         &free_frozen_attr.attr,
5474         &free_add_partial_attr.attr,
5475         &free_remove_partial_attr.attr,
5476         &alloc_from_partial_attr.attr,
5477         &alloc_slab_attr.attr,
5478         &alloc_refill_attr.attr,
5479         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5480         &free_slab_attr.attr,
5481         &cpuslab_flush_attr.attr,
5482         &deactivate_full_attr.attr,
5483         &deactivate_empty_attr.attr,
5484         &deactivate_to_head_attr.attr,
5485         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5486         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5487         &deactivate_bypass_attr.attr,
5488         &order_fallback_attr.attr,
5489         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5490         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5491         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5492         &cpu_partial_free_attr.attr,
5493         &cpu_partial_node_attr.attr,
5494         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5495 #endif
5496 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5497         &failslab_attr.attr,
5498 #endif
5499         &usersize_attr.attr,
5500
5501         NULL
5502 };
5503
5504 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5505         .attrs = slab_attrs,
5506 };
5507
5508 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5509                                 struct attribute *attr,
5510                                 char *buf)
5511 {
5512         struct slab_attribute *attribute;
5513         struct kmem_cache *s;
5514         int err;
5515
5516         attribute = to_slab_attr(attr);
5517         s = to_slab(kobj);
5518
5519         if (!attribute->show)
5520                 return -EIO;
5521
5522         err = attribute->show(s, buf);
5523
5524         return err;
5525 }
5526
5527 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5528                                 struct attribute *attr,
5529                                 const char *buf, size_t len)
5530 {
5531         struct slab_attribute *attribute;
5532         struct kmem_cache *s;
5533         int err;
5534
5535         attribute = to_slab_attr(attr);
5536         s = to_slab(kobj);
5537
5538         if (!attribute->store)
5539                 return -EIO;
5540
5541         err = attribute->store(s, buf, len);
5542 #ifdef CONFIG_MEMCG
5543         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5544                 struct kmem_cache *c;
5545
5546                 mutex_lock(&slab_mutex);
5547                 if (s->max_attr_size < len)
5548                         s->max_attr_size = len;
5549
5550                 /*
5551                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5552                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5553                  * basically because not all attributes will have a well
5554                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5555                  * have permanent effects.
5556                  *
5557                  * Returning the error value of any of the children that fail
5558                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5559                  * error code won't be able to know anything about the state of
5560                  * the cache.
5561                  *
5562                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5563                  * has well defined semantics. The cache being written to
5564                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5565                  * through the descendants with best-effort propagation.
5566                  */
5567                 for_each_memcg_cache(c, s)
5568                         attribute->store(c, buf, len);
5569                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5570         }
5571 #endif
5572         return err;
5573 }
5574
5575 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5576 {
5577 #ifdef CONFIG_MEMCG
5578         int i;
5579         char *buffer = NULL;
5580         struct kmem_cache *root_cache;
5581
5582         if (is_root_cache(s))
5583                 return;
5584
5585         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5586
5587         /*
5588          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5589          * in copying default values around
5590          */
5591         if (!root_cache->max_attr_size)
5592                 return;
5593
5594         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5595                 char mbuf[64];
5596                 char *buf;
5597                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5598                 ssize_t len;
5599
5600                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5601                         continue;
5602
5603                 /*
5604                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5605                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5606                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5607                  *
5608                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5609                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5610                  * theoretically happen.
5611                  */
5612                 if (buffer)
5613                         buf = buffer;
5614                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf) &&
5615                          !IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_STATS))
5616                         buf = mbuf;
5617                 else {
5618                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5619                         if (WARN_ON(!buffer))
5620                                 continue;
5621                         buf = buffer;
5622                 }
5623
5624                 len = attr->show(root_cache, buf);
5625                 if (len > 0)
5626                         attr->store(s, buf, len);
5627         }
5628
5629         if (buffer)
5630                 free_page((unsigned long)buffer);
5631 #endif
5632 }
5633
5634 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5635 {
5636         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5637 }
5638
5639 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5640         .show = slab_attr_show,
5641         .store = slab_attr_store,
5642 };
5643
5644 static struct kobj_type slab_ktype = {
5645         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5646         .release = kmem_cache_release,
5647 };
5648
5649 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5650 {
5651         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5652
5653         if (ktype == &slab_ktype)
5654                 return 1;
5655         return 0;
5656 }
5657
5658 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5659         .filter = uevent_filter,
5660 };
5661
5662 static struct kset *slab_kset;
5663
5664 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5665 {
5666 #ifdef CONFIG_MEMCG
5667         if (!is_root_cache(s))
5668                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5669 #endif
5670         return slab_kset;
5671 }
5672
5673 #define ID_STR_LENGTH 64
5674
5675 /* Create a unique string id for a slab cache:
5676  *
5677  * Format       :[flags-]size
5678  */
5679 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5680 {
5681         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5682         char *p = name;
5683
5684         BUG_ON(!name);
5685
5686         *p++ = ':';
5687         /*
5688          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5689          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5690          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5691          * are matched during merging to guarantee that the id is
5692          * unique.
5693          */
5694         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5695                 *p++ = 'd';
5696         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5697                 *p++ = 'D';
5698         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5699                 *p++ = 'a';
5700         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5701                 *p++ = 'F';
5702         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5703                 *p++ = 'A';
5704         if (p != name + 1)
5705                 *p++ = '-';
5706         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5707
5708         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5709         return name;
5710 }
5711
5712 static void sysfs_slab_remove_workfn(struct work_struct *work)
5713 {
5714         struct kmem_cache *s =
5715                 container_of(work, struct kmem_cache, kobj_remove_work);
5716
5717         if (!s->kobj.state_in_sysfs)
5718                 /*
5719                  * For a memcg cache, this may be called during
5720                  * deactivation and again on shutdown.  Remove only once.
5721                  * A cache is never shut down before deactivation is
5722                  * complete, so no need to worry about synchronization.
5723                  */
5724                 goto out;
5725
5726 #ifdef CONFIG_MEMCG
5727         kset_unregister(s->memcg_kset);
5728 #endif
5729         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5730 out:
5731         kobject_put(&s->kobj);
5732 }
5733
5734 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5735 {
5736         int err;
5737         const char *name;
5738         struct kset *kset = cache_kset(s);
5739         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5740
5741         INIT_WORK(&s->kobj_remove_work, sysfs_slab_remove_workfn);
5742
5743         if (!kset) {
5744                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5745                 return 0;
5746         }
5747
5748         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5749                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5750                 unmergeable = 1;
5751
5752         if (unmergeable) {
5753                 /*
5754                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5755                  * This is typically the case for debug situations. In that
5756                  * case we can catch duplicate names easily.
5757                  */
5758                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5759                 name = s->name;
5760         } else {
5761                 /*
5762                  * Create a unique name for the slab as a target
5763                  * for the symlinks.
5764                  */
5765                 name = create_unique_id(s);
5766         }
5767
5768         s->kobj.kset = kset;
5769         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5770         if (err)
5771                 goto out;
5772
5773         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5774         if (err)
5775                 goto out_del_kobj;
5776
5777 #ifdef CONFIG_MEMCG
5778         if (is_root_cache(s) && memcg_sysfs_enabled) {
5779                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5780                 if (!s->memcg_kset) {
5781                         err = -ENOMEM;
5782                         goto out_del_kobj;
5783                 }
5784         }
5785 #endif
5786
5787         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5788         if (!unmergeable) {
5789                 /* Setup first alias */
5790                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5791         }
5792 out:
5793         if (!unmergeable)
5794                 kfree(name);
5795         return err;
5796 out_del_kobj:
5797         kobject_del(&s->kobj);
5798         goto out;
5799 }
5800
5801 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5802 {
5803         if (slab_state < FULL)
5804                 /*
5805                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5806                  * cache from sysfs.
5807                  */
5808                 return;
5809
5810         kobject_get(&s->kobj);
5811         schedule_work(&s->kobj_remove_work);
5812 }
5813
5814 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5815 {
5816         if (slab_state >= FULL)
5817                 kobject_del(&s->kobj);
5818 }
5819
5820 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5821 {
5822         if (slab_state >= FULL)
5823                 kobject_put(&s->kobj);
5824 }
5825
5826 /*
5827  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5828  * available lest we lose that information.
5829  */
5830 struct saved_alias {
5831         struct kmem_cache *s;
5832         const char *name;
5833         struct saved_alias *next;
5834 };
5835
5836 static struct saved_alias *alias_list;
5837
5838 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5839 {
5840         struct saved_alias *al;
5841
5842         if (slab_state == FULL) {
5843                 /*
5844                  * If we have a leftover link then remove it.
5845                  */
5846                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5847                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5848         }
5849
5850         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5851         if (!al)
5852                 return -ENOMEM;
5853
5854         al->s = s;
5855         al->name = name;
5856         al->next = alias_list;
5857         alias_list = al;
5858         return 0;
5859 }
5860
5861 static int __init slab_sysfs_init(void)
5862 {
5863         struct kmem_cache *s;
5864         int err;
5865
5866         mutex_lock(&slab_mutex);
5867
5868         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5869         if (!slab_kset) {
5870                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5871                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5872                 return -ENOSYS;
5873         }
5874
5875         slab_state = FULL;
5876
5877         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5878                 err = sysfs_slab_add(s);
5879                 if (err)
5880                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5881                                s->name);
5882         }
5883
5884         while (alias_list) {
5885                 struct saved_alias *al = alias_list;
5886
5887                 alias_list = alias_list->next;
5888                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5889                 if (err)
5890                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5891                                al->name);
5892                 kfree(al);
5893         }
5894
5895         mutex_unlock(&slab_mutex);
5896         resiliency_test();
5897         return 0;
5898 }
5899
5900 __initcall(slab_sysfs_init);
5901 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5902
5903 /*
5904  * The /proc/slabinfo ABI
5905  */
5906 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5907 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5908 {
5909         unsigned long nr_slabs = 0;
5910         unsigned long nr_objs = 0;
5911         unsigned long nr_free = 0;
5912         int node;
5913         struct kmem_cache_node *n;
5914
5915         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5916                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5917                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5918                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5919         }
5920
5921         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5922         sinfo->num_objs = nr_objs;
5923         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5924         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5925         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5926         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5927 }
5928
5929 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5930 {
5931 }
5932
5933 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5934                        size_t count, loff_t *ppos)
5935 {
5936         return -EIO;
5937 }
5938 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */