x86: add tizen_qemu_x86_defconfig & tizen_qemu_x86_64_defconfig
[platform/kernel/linux-rpi.git] / mm / slab_common.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Slab allocator functions that are independent of the allocator strategy
4  *
5  * (C) 2012 Christoph Lameter <cl@linux.com>
6  */
7 #include <linux/slab.h>
8
9 #include <linux/mm.h>
10 #include <linux/poison.h>
11 #include <linux/interrupt.h>
12 #include <linux/memory.h>
13 #include <linux/cache.h>
14 #include <linux/compiler.h>
15 #include <linux/kfence.h>
16 #include <linux/module.h>
17 #include <linux/cpu.h>
18 #include <linux/uaccess.h>
19 #include <linux/seq_file.h>
20 #include <linux/proc_fs.h>
21 #include <linux/debugfs.h>
22 #include <linux/kasan.h>
23 #include <asm/cacheflush.h>
24 #include <asm/tlbflush.h>
25 #include <asm/page.h>
26 #include <linux/memcontrol.h>
27
28 #define CREATE_TRACE_POINTS
29 #include <trace/events/kmem.h>
30
31 #include "internal.h"
32
33 #include "slab.h"
34
35 enum slab_state slab_state;
36 LIST_HEAD(slab_caches);
37 DEFINE_MUTEX(slab_mutex);
38 struct kmem_cache *kmem_cache;
39
40 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
41 bool usercopy_fallback __ro_after_init =
42                 IS_ENABLED(CONFIG_HARDENED_USERCOPY_FALLBACK);
43 module_param(usercopy_fallback, bool, 0400);
44 MODULE_PARM_DESC(usercopy_fallback,
45                 "WARN instead of reject usercopy whitelist violations");
46 #endif
47
48 static LIST_HEAD(slab_caches_to_rcu_destroy);
49 static void slab_caches_to_rcu_destroy_workfn(struct work_struct *work);
50 static DECLARE_WORK(slab_caches_to_rcu_destroy_work,
51                     slab_caches_to_rcu_destroy_workfn);
52
53 /*
54  * Set of flags that will prevent slab merging
55  */
56 #define SLAB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
57                 SLAB_TRACE | SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
58                 SLAB_FAILSLAB | kasan_never_merge())
59
60 #define SLAB_MERGE_SAME (SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_CACHE_DMA | \
61                          SLAB_CACHE_DMA32 | SLAB_ACCOUNT)
62
63 /*
64  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
65  */
66 static bool slab_nomerge = !IS_ENABLED(CONFIG_SLAB_MERGE_DEFAULT);
67
68 static int __init setup_slab_nomerge(char *str)
69 {
70         slab_nomerge = true;
71         return 1;
72 }
73
74 static int __init setup_slab_merge(char *str)
75 {
76         slab_nomerge = false;
77         return 1;
78 }
79
80 #ifdef CONFIG_SLUB
81 __setup_param("slub_nomerge", slub_nomerge, setup_slab_nomerge, 0);
82 __setup_param("slub_merge", slub_merge, setup_slab_merge, 0);
83 #endif
84
85 __setup("slab_nomerge", setup_slab_nomerge);
86 __setup("slab_merge", setup_slab_merge);
87
88 /*
89  * Determine the size of a slab object
90  */
91 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
92 {
93         return s->object_size;
94 }
95 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
96
97 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
98 static int kmem_cache_sanity_check(const char *name, unsigned int size)
99 {
100         if (!name || in_interrupt() || size > KMALLOC_MAX_SIZE) {
101                 pr_err("kmem_cache_create(%s) integrity check failed\n", name);
102                 return -EINVAL;
103         }
104
105         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
106         return 0;
107 }
108 #else
109 static inline int kmem_cache_sanity_check(const char *name, unsigned int size)
110 {
111         return 0;
112 }
113 #endif
114
115 void __kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t nr, void **p)
116 {
117         size_t i;
118
119         for (i = 0; i < nr; i++) {
120                 if (s)
121                         kmem_cache_free(s, p[i]);
122                 else
123                         kfree(p[i]);
124         }
125 }
126
127 int __kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t nr,
128                                                                 void **p)
129 {
130         size_t i;
131
132         for (i = 0; i < nr; i++) {
133                 void *x = p[i] = kmem_cache_alloc(s, flags);
134                 if (!x) {
135                         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
136                         return 0;
137                 }
138         }
139         return i;
140 }
141
142 /*
143  * Figure out what the alignment of the objects will be given a set of
144  * flags, a user specified alignment and the size of the objects.
145  */
146 static unsigned int calculate_alignment(slab_flags_t flags,
147                 unsigned int align, unsigned int size)
148 {
149         /*
150          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
151          * suggestion if the object is sufficiently large.
152          *
153          * The hardware cache alignment cannot override the specified
154          * alignment though. If that is greater then use it.
155          */
156         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
157                 unsigned int ralign;
158
159                 ralign = cache_line_size();
160                 while (size <= ralign / 2)
161                         ralign /= 2;
162                 align = max(align, ralign);
163         }
164
165         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
166                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
167
168         return ALIGN(align, sizeof(void *));
169 }
170
171 /*
172  * Find a mergeable slab cache
173  */
174 int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
175 {
176         if (slab_nomerge || (s->flags & SLAB_NEVER_MERGE))
177                 return 1;
178
179         if (s->ctor)
180                 return 1;
181
182         if (s->usersize)
183                 return 1;
184
185         /*
186          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
187          */
188         if (s->refcount < 0)
189                 return 1;
190
191         return 0;
192 }
193
194 struct kmem_cache *find_mergeable(unsigned int size, unsigned int align,
195                 slab_flags_t flags, const char *name, void (*ctor)(void *))
196 {
197         struct kmem_cache *s;
198
199         if (slab_nomerge)
200                 return NULL;
201
202         if (ctor)
203                 return NULL;
204
205         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
206         align = calculate_alignment(flags, align, size);
207         size = ALIGN(size, align);
208         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name);
209
210         if (flags & SLAB_NEVER_MERGE)
211                 return NULL;
212
213         list_for_each_entry_reverse(s, &slab_caches, list) {
214                 if (slab_unmergeable(s))
215                         continue;
216
217                 if (size > s->size)
218                         continue;
219
220                 if ((flags & SLAB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLAB_MERGE_SAME))
221                         continue;
222                 /*
223                  * Check if alignment is compatible.
224                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
225                  */
226                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
227                         continue;
228
229                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
230                         continue;
231
232                 if (IS_ENABLED(CONFIG_SLAB) && align &&
233                         (align > s->align || s->align % align))
234                         continue;
235
236                 return s;
237         }
238         return NULL;
239 }
240
241 static struct kmem_cache *create_cache(const char *name,
242                 unsigned int object_size, unsigned int align,
243                 slab_flags_t flags, unsigned int useroffset,
244                 unsigned int usersize, void (*ctor)(void *),
245                 struct kmem_cache *root_cache)
246 {
247         struct kmem_cache *s;
248         int err;
249
250         if (WARN_ON(useroffset + usersize > object_size))
251                 useroffset = usersize = 0;
252
253         err = -ENOMEM;
254         s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_KERNEL);
255         if (!s)
256                 goto out;
257
258         s->name = name;
259         s->size = s->object_size = object_size;
260         s->align = align;
261         s->ctor = ctor;
262         s->useroffset = useroffset;
263         s->usersize = usersize;
264
265         err = __kmem_cache_create(s, flags);
266         if (err)
267                 goto out_free_cache;
268
269         s->refcount = 1;
270         list_add(&s->list, &slab_caches);
271 out:
272         if (err)
273                 return ERR_PTR(err);
274         return s;
275
276 out_free_cache:
277         kmem_cache_free(kmem_cache, s);
278         goto out;
279 }
280
281 /**
282  * kmem_cache_create_usercopy - Create a cache with a region suitable
283  * for copying to userspace
284  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
285  * @size: The size of objects to be created in this cache.
286  * @align: The required alignment for the objects.
287  * @flags: SLAB flags
288  * @useroffset: Usercopy region offset
289  * @usersize: Usercopy region size
290  * @ctor: A constructor for the objects.
291  *
292  * Cannot be called within a interrupt, but can be interrupted.
293  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
294  *
295  * The flags are
296  *
297  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
298  * to catch references to uninitialised memory.
299  *
300  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red` zones around the allocated memory to check
301  * for buffer overruns.
302  *
303  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
304  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
305  * as davem.
306  *
307  * Return: a pointer to the cache on success, NULL on failure.
308  */
309 struct kmem_cache *
310 kmem_cache_create_usercopy(const char *name,
311                   unsigned int size, unsigned int align,
312                   slab_flags_t flags,
313                   unsigned int useroffset, unsigned int usersize,
314                   void (*ctor)(void *))
315 {
316         struct kmem_cache *s = NULL;
317         const char *cache_name;
318         int err;
319
320 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
321         /*
322          * If no slub_debug was enabled globally, the static key is not yet
323          * enabled by setup_slub_debug(). Enable it if the cache is being
324          * created with any of the debugging flags passed explicitly.
325          */
326         if (flags & SLAB_DEBUG_FLAGS)
327                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
328 #endif
329
330         mutex_lock(&slab_mutex);
331
332         err = kmem_cache_sanity_check(name, size);
333         if (err) {
334                 goto out_unlock;
335         }
336
337         /* Refuse requests with allocator specific flags */
338         if (flags & ~SLAB_FLAGS_PERMITTED) {
339                 err = -EINVAL;
340                 goto out_unlock;
341         }
342
343         /*
344          * Some allocators will constraint the set of valid flags to a subset
345          * of all flags. We expect them to define CACHE_CREATE_MASK in this
346          * case, and we'll just provide them with a sanitized version of the
347          * passed flags.
348          */
349         flags &= CACHE_CREATE_MASK;
350
351         /* Fail closed on bad usersize of useroffset values. */
352         if (WARN_ON(!usersize && useroffset) ||
353             WARN_ON(size < usersize || size - usersize < useroffset))
354                 usersize = useroffset = 0;
355
356         if (!usersize)
357                 s = __kmem_cache_alias(name, size, align, flags, ctor);
358         if (s)
359                 goto out_unlock;
360
361         cache_name = kstrdup_const(name, GFP_KERNEL);
362         if (!cache_name) {
363                 err = -ENOMEM;
364                 goto out_unlock;
365         }
366
367         s = create_cache(cache_name, size,
368                          calculate_alignment(flags, align, size),
369                          flags, useroffset, usersize, ctor, NULL);
370         if (IS_ERR(s)) {
371                 err = PTR_ERR(s);
372                 kfree_const(cache_name);
373         }
374
375 out_unlock:
376         mutex_unlock(&slab_mutex);
377
378         if (err) {
379                 if (flags & SLAB_PANIC)
380                         panic("%s: Failed to create slab '%s'. Error %d\n",
381                                 __func__, name, err);
382                 else {
383                         pr_warn("%s(%s) failed with error %d\n",
384                                 __func__, name, err);
385                         dump_stack();
386                 }
387                 return NULL;
388         }
389         return s;
390 }
391 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create_usercopy);
392
393 /**
394  * kmem_cache_create - Create a cache.
395  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
396  * @size: The size of objects to be created in this cache.
397  * @align: The required alignment for the objects.
398  * @flags: SLAB flags
399  * @ctor: A constructor for the objects.
400  *
401  * Cannot be called within a interrupt, but can be interrupted.
402  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
403  *
404  * The flags are
405  *
406  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
407  * to catch references to uninitialised memory.
408  *
409  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red` zones around the allocated memory to check
410  * for buffer overruns.
411  *
412  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
413  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
414  * as davem.
415  *
416  * Return: a pointer to the cache on success, NULL on failure.
417  */
418 struct kmem_cache *
419 kmem_cache_create(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
420                 slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
421 {
422         return kmem_cache_create_usercopy(name, size, align, flags, 0, 0,
423                                           ctor);
424 }
425 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
426
427 static void slab_caches_to_rcu_destroy_workfn(struct work_struct *work)
428 {
429         LIST_HEAD(to_destroy);
430         struct kmem_cache *s, *s2;
431
432         /*
433          * On destruction, SLAB_TYPESAFE_BY_RCU kmem_caches are put on the
434          * @slab_caches_to_rcu_destroy list.  The slab pages are freed
435          * through RCU and the associated kmem_cache are dereferenced
436          * while freeing the pages, so the kmem_caches should be freed only
437          * after the pending RCU operations are finished.  As rcu_barrier()
438          * is a pretty slow operation, we batch all pending destructions
439          * asynchronously.
440          */
441         mutex_lock(&slab_mutex);
442         list_splice_init(&slab_caches_to_rcu_destroy, &to_destroy);
443         mutex_unlock(&slab_mutex);
444
445         if (list_empty(&to_destroy))
446                 return;
447
448         rcu_barrier();
449
450         list_for_each_entry_safe(s, s2, &to_destroy, list) {
451                 debugfs_slab_release(s);
452                 kfence_shutdown_cache(s);
453 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
454                 sysfs_slab_release(s);
455 #else
456                 slab_kmem_cache_release(s);
457 #endif
458         }
459 }
460
461 static int shutdown_cache(struct kmem_cache *s)
462 {
463         /* free asan quarantined objects */
464         kasan_cache_shutdown(s);
465
466         if (__kmem_cache_shutdown(s) != 0)
467                 return -EBUSY;
468
469         list_del(&s->list);
470
471         if (s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) {
472 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
473                 sysfs_slab_unlink(s);
474 #endif
475                 list_add_tail(&s->list, &slab_caches_to_rcu_destroy);
476                 schedule_work(&slab_caches_to_rcu_destroy_work);
477         } else {
478                 kfence_shutdown_cache(s);
479                 debugfs_slab_release(s);
480 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
481                 sysfs_slab_unlink(s);
482                 sysfs_slab_release(s);
483 #else
484                 slab_kmem_cache_release(s);
485 #endif
486         }
487
488         return 0;
489 }
490
491 void slab_kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
492 {
493         __kmem_cache_release(s);
494         kfree_const(s->name);
495         kmem_cache_free(kmem_cache, s);
496 }
497
498 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
499 {
500         int err;
501
502         if (unlikely(!s))
503                 return;
504
505         cpus_read_lock();
506         mutex_lock(&slab_mutex);
507
508         s->refcount--;
509         if (s->refcount)
510                 goto out_unlock;
511
512         err = shutdown_cache(s);
513         if (err) {
514                 pr_err("%s %s: Slab cache still has objects\n",
515                        __func__, s->name);
516                 dump_stack();
517         }
518 out_unlock:
519         mutex_unlock(&slab_mutex);
520         cpus_read_unlock();
521 }
522 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
523
524 /**
525  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
526  * @cachep: The cache to shrink.
527  *
528  * Releases as many slabs as possible for a cache.
529  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
530  *
531  * Return: %0 if all slabs were released, non-zero otherwise
532  */
533 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
534 {
535         int ret;
536
537
538         kasan_cache_shrink(cachep);
539         ret = __kmem_cache_shrink(cachep);
540
541         return ret;
542 }
543 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
544
545 bool slab_is_available(void)
546 {
547         return slab_state >= UP;
548 }
549
550 #ifdef CONFIG_PRINTK
551 /**
552  * kmem_valid_obj - does the pointer reference a valid slab object?
553  * @object: pointer to query.
554  *
555  * Return: %true if the pointer is to a not-yet-freed object from
556  * kmalloc() or kmem_cache_alloc(), either %true or %false if the pointer
557  * is to an already-freed object, and %false otherwise.
558  */
559 bool kmem_valid_obj(void *object)
560 {
561         struct page *page;
562
563         /* Some arches consider ZERO_SIZE_PTR to be a valid address. */
564         if (object < (void *)PAGE_SIZE || !virt_addr_valid(object))
565                 return false;
566         page = virt_to_head_page(object);
567         return PageSlab(page);
568 }
569 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_valid_obj);
570
571 static void kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct page *page)
572 {
573         if (__kfence_obj_info(kpp, object, page))
574                 return;
575         __kmem_obj_info(kpp, object, page);
576 }
577
578 /**
579  * kmem_dump_obj - Print available slab provenance information
580  * @object: slab object for which to find provenance information.
581  *
582  * This function uses pr_cont(), so that the caller is expected to have
583  * printed out whatever preamble is appropriate.  The provenance information
584  * depends on the type of object and on how much debugging is enabled.
585  * For a slab-cache object, the fact that it is a slab object is printed,
586  * and, if available, the slab name, return address, and stack trace from
587  * the allocation and last free path of that object.
588  *
589  * This function will splat if passed a pointer to a non-slab object.
590  * If you are not sure what type of object you have, you should instead
591  * use mem_dump_obj().
592  */
593 void kmem_dump_obj(void *object)
594 {
595         char *cp = IS_ENABLED(CONFIG_MMU) ? "" : "/vmalloc";
596         int i;
597         struct page *page;
598         unsigned long ptroffset;
599         struct kmem_obj_info kp = { };
600
601         if (WARN_ON_ONCE(!virt_addr_valid(object)))
602                 return;
603         page = virt_to_head_page(object);
604         if (WARN_ON_ONCE(!PageSlab(page))) {
605                 pr_cont(" non-slab memory.\n");
606                 return;
607         }
608         kmem_obj_info(&kp, object, page);
609         if (kp.kp_slab_cache)
610                 pr_cont(" slab%s %s", cp, kp.kp_slab_cache->name);
611         else
612                 pr_cont(" slab%s", cp);
613         if (is_kfence_address(object))
614                 pr_cont(" (kfence)");
615         if (kp.kp_objp)
616                 pr_cont(" start %px", kp.kp_objp);
617         if (kp.kp_data_offset)
618                 pr_cont(" data offset %lu", kp.kp_data_offset);
619         if (kp.kp_objp) {
620                 ptroffset = ((char *)object - (char *)kp.kp_objp) - kp.kp_data_offset;
621                 pr_cont(" pointer offset %lu", ptroffset);
622         }
623         if (kp.kp_slab_cache && kp.kp_slab_cache->usersize)
624                 pr_cont(" size %u", kp.kp_slab_cache->usersize);
625         if (kp.kp_ret)
626                 pr_cont(" allocated at %pS\n", kp.kp_ret);
627         else
628                 pr_cont("\n");
629         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(kp.kp_stack); i++) {
630                 if (!kp.kp_stack[i])
631                         break;
632                 pr_info("    %pS\n", kp.kp_stack[i]);
633         }
634
635         if (kp.kp_free_stack[0])
636                 pr_cont(" Free path:\n");
637
638         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(kp.kp_free_stack); i++) {
639                 if (!kp.kp_free_stack[i])
640                         break;
641                 pr_info("    %pS\n", kp.kp_free_stack[i]);
642         }
643
644 }
645 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_dump_obj);
646 #endif
647
648 #ifndef CONFIG_SLOB
649 /* Create a cache during boot when no slab services are available yet */
650 void __init create_boot_cache(struct kmem_cache *s, const char *name,
651                 unsigned int size, slab_flags_t flags,
652                 unsigned int useroffset, unsigned int usersize)
653 {
654         int err;
655         unsigned int align = ARCH_KMALLOC_MINALIGN;
656
657         s->name = name;
658         s->size = s->object_size = size;
659
660         /*
661          * For power of two sizes, guarantee natural alignment for kmalloc
662          * caches, regardless of SL*B debugging options.
663          */
664         if (is_power_of_2(size))
665                 align = max(align, size);
666         s->align = calculate_alignment(flags, align, size);
667
668         s->useroffset = useroffset;
669         s->usersize = usersize;
670
671         err = __kmem_cache_create(s, flags);
672
673         if (err)
674                 panic("Creation of kmalloc slab %s size=%u failed. Reason %d\n",
675                                         name, size, err);
676
677         s->refcount = -1;       /* Exempt from merging for now */
678 }
679
680 struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
681                 unsigned int size, slab_flags_t flags,
682                 unsigned int useroffset, unsigned int usersize)
683 {
684         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
685
686         if (!s)
687                 panic("Out of memory when creating slab %s\n", name);
688
689         create_boot_cache(s, name, size, flags, useroffset, usersize);
690         kasan_cache_create_kmalloc(s);
691         list_add(&s->list, &slab_caches);
692         s->refcount = 1;
693         return s;
694 }
695
696 struct kmem_cache *
697 kmalloc_caches[NR_KMALLOC_TYPES][KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1] __ro_after_init =
698 { /* initialization for https://bugs.llvm.org/show_bug.cgi?id=42570 */ };
699 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
700
701 /*
702  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
703  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
704  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
705  * fls.
706  */
707 static u8 size_index[24] __ro_after_init = {
708         3,      /* 8 */
709         4,      /* 16 */
710         5,      /* 24 */
711         5,      /* 32 */
712         6,      /* 40 */
713         6,      /* 48 */
714         6,      /* 56 */
715         6,      /* 64 */
716         1,      /* 72 */
717         1,      /* 80 */
718         1,      /* 88 */
719         1,      /* 96 */
720         7,      /* 104 */
721         7,      /* 112 */
722         7,      /* 120 */
723         7,      /* 128 */
724         2,      /* 136 */
725         2,      /* 144 */
726         2,      /* 152 */
727         2,      /* 160 */
728         2,      /* 168 */
729         2,      /* 176 */
730         2,      /* 184 */
731         2       /* 192 */
732 };
733
734 static inline unsigned int size_index_elem(unsigned int bytes)
735 {
736         return (bytes - 1) / 8;
737 }
738
739 /*
740  * Find the kmem_cache structure that serves a given size of
741  * allocation
742  */
743 struct kmem_cache *kmalloc_slab(size_t size, gfp_t flags)
744 {
745         unsigned int index;
746
747         if (size <= 192) {
748                 if (!size)
749                         return ZERO_SIZE_PTR;
750
751                 index = size_index[size_index_elem(size)];
752         } else {
753                 if (WARN_ON_ONCE(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
754                         return NULL;
755                 index = fls(size - 1);
756         }
757
758         return kmalloc_caches[kmalloc_type(flags)][index];
759 }
760
761 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
762 #define KMALLOC_DMA_NAME(sz)    .name[KMALLOC_DMA] = "dma-kmalloc-" #sz,
763 #else
764 #define KMALLOC_DMA_NAME(sz)
765 #endif
766
767 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
768 #define KMALLOC_CGROUP_NAME(sz) .name[KMALLOC_CGROUP] = "kmalloc-cg-" #sz,
769 #else
770 #define KMALLOC_CGROUP_NAME(sz)
771 #endif
772
773 #define INIT_KMALLOC_INFO(__size, __short_size)                 \
774 {                                                               \
775         .name[KMALLOC_NORMAL]  = "kmalloc-" #__short_size,      \
776         .name[KMALLOC_RECLAIM] = "kmalloc-rcl-" #__short_size,  \
777         KMALLOC_CGROUP_NAME(__short_size)                       \
778         KMALLOC_DMA_NAME(__short_size)                          \
779         .size = __size,                                         \
780 }
781
782 /*
783  * kmalloc_info[] is to make slub_debug=,kmalloc-xx option work at boot time.
784  * kmalloc_index() supports up to 2^25=32MB, so the final entry of the table is
785  * kmalloc-32M.
786  */
787 const struct kmalloc_info_struct kmalloc_info[] __initconst = {
788         INIT_KMALLOC_INFO(0, 0),
789         INIT_KMALLOC_INFO(96, 96),
790         INIT_KMALLOC_INFO(192, 192),
791         INIT_KMALLOC_INFO(8, 8),
792         INIT_KMALLOC_INFO(16, 16),
793         INIT_KMALLOC_INFO(32, 32),
794         INIT_KMALLOC_INFO(64, 64),
795         INIT_KMALLOC_INFO(128, 128),
796         INIT_KMALLOC_INFO(256, 256),
797         INIT_KMALLOC_INFO(512, 512),
798         INIT_KMALLOC_INFO(1024, 1k),
799         INIT_KMALLOC_INFO(2048, 2k),
800         INIT_KMALLOC_INFO(4096, 4k),
801         INIT_KMALLOC_INFO(8192, 8k),
802         INIT_KMALLOC_INFO(16384, 16k),
803         INIT_KMALLOC_INFO(32768, 32k),
804         INIT_KMALLOC_INFO(65536, 64k),
805         INIT_KMALLOC_INFO(131072, 128k),
806         INIT_KMALLOC_INFO(262144, 256k),
807         INIT_KMALLOC_INFO(524288, 512k),
808         INIT_KMALLOC_INFO(1048576, 1M),
809         INIT_KMALLOC_INFO(2097152, 2M),
810         INIT_KMALLOC_INFO(4194304, 4M),
811         INIT_KMALLOC_INFO(8388608, 8M),
812         INIT_KMALLOC_INFO(16777216, 16M),
813         INIT_KMALLOC_INFO(33554432, 32M)
814 };
815
816 /*
817  * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
818  * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
819  * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
820  *
821  * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
822  * handle the index determination for the smaller caches.
823  *
824  * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
825  * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
826  */
827 void __init setup_kmalloc_cache_index_table(void)
828 {
829         unsigned int i;
830
831         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
832                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
833
834         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
835                 unsigned int elem = size_index_elem(i);
836
837                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
838                         break;
839                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
840         }
841
842         if (KMALLOC_MIN_SIZE >= 64) {
843                 /*
844                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
845                  * is 64 byte.
846                  */
847                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
848                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
849
850         }
851
852         if (KMALLOC_MIN_SIZE >= 128) {
853                 /*
854                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
855                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
856                  * instead.
857                  */
858                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
859                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
860         }
861 }
862
863 static void __init
864 new_kmalloc_cache(int idx, enum kmalloc_cache_type type, slab_flags_t flags)
865 {
866         if (type == KMALLOC_RECLAIM) {
867                 flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
868         } else if (IS_ENABLED(CONFIG_MEMCG_KMEM) && (type == KMALLOC_CGROUP)) {
869                 if (cgroup_memory_nokmem) {
870                         kmalloc_caches[type][idx] = kmalloc_caches[KMALLOC_NORMAL][idx];
871                         return;
872                 }
873                 flags |= SLAB_ACCOUNT;
874         }
875
876         kmalloc_caches[type][idx] = create_kmalloc_cache(
877                                         kmalloc_info[idx].name[type],
878                                         kmalloc_info[idx].size, flags, 0,
879                                         kmalloc_info[idx].size);
880
881         /*
882          * If CONFIG_MEMCG_KMEM is enabled, disable cache merging for
883          * KMALLOC_NORMAL caches.
884          */
885         if (IS_ENABLED(CONFIG_MEMCG_KMEM) && (type == KMALLOC_NORMAL))
886                 kmalloc_caches[type][idx]->refcount = -1;
887 }
888
889 /*
890  * Create the kmalloc array. Some of the regular kmalloc arrays
891  * may already have been created because they were needed to
892  * enable allocations for slab creation.
893  */
894 void __init create_kmalloc_caches(slab_flags_t flags)
895 {
896         int i;
897         enum kmalloc_cache_type type;
898
899         /*
900          * Including KMALLOC_CGROUP if CONFIG_MEMCG_KMEM defined
901          */
902         for (type = KMALLOC_NORMAL; type <= KMALLOC_RECLAIM; type++) {
903                 for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++) {
904                         if (!kmalloc_caches[type][i])
905                                 new_kmalloc_cache(i, type, flags);
906
907                         /*
908                          * Caches that are not of the two-to-the-power-of size.
909                          * These have to be created immediately after the
910                          * earlier power of two caches
911                          */
912                         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32 && i == 6 &&
913                                         !kmalloc_caches[type][1])
914                                 new_kmalloc_cache(1, type, flags);
915                         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64 && i == 7 &&
916                                         !kmalloc_caches[type][2])
917                                 new_kmalloc_cache(2, type, flags);
918                 }
919         }
920
921         /* Kmalloc array is now usable */
922         slab_state = UP;
923
924 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
925         for (i = 0; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++) {
926                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[KMALLOC_NORMAL][i];
927
928                 if (s) {
929                         kmalloc_caches[KMALLOC_DMA][i] = create_kmalloc_cache(
930                                 kmalloc_info[i].name[KMALLOC_DMA],
931                                 kmalloc_info[i].size,
932                                 SLAB_CACHE_DMA | flags, 0,
933                                 kmalloc_info[i].size);
934                 }
935         }
936 #endif
937 }
938 #endif /* !CONFIG_SLOB */
939
940 gfp_t kmalloc_fix_flags(gfp_t flags)
941 {
942         gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
943
944         flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
945         pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
946                         invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
947         dump_stack();
948
949         return flags;
950 }
951
952 /*
953  * To avoid unnecessary overhead, we pass through large allocation requests
954  * directly to the page allocator. We use __GFP_COMP, because we will need to
955  * know the allocation order to free the pages properly in kfree.
956  */
957 void *kmalloc_order(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
958 {
959         void *ret = NULL;
960         struct page *page;
961
962         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
963                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
964
965         flags |= __GFP_COMP;
966         page = alloc_pages(flags, order);
967         if (likely(page)) {
968                 ret = page_address(page);
969                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
970                                       PAGE_SIZE << order);
971         }
972         ret = kasan_kmalloc_large(ret, size, flags);
973         /* As ret might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
974         kmemleak_alloc(ret, size, 1, flags);
975         return ret;
976 }
977 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order);
978
979 #ifdef CONFIG_TRACING
980 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
981 {
982         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
983         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
984         return ret;
985 }
986 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
987 #endif
988
989 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
990 /* Randomize a generic freelist */
991 static void freelist_randomize(struct rnd_state *state, unsigned int *list,
992                                unsigned int count)
993 {
994         unsigned int rand;
995         unsigned int i;
996
997         for (i = 0; i < count; i++)
998                 list[i] = i;
999
1000         /* Fisher-Yates shuffle */
1001         for (i = count - 1; i > 0; i--) {
1002                 rand = prandom_u32_state(state);
1003                 rand %= (i + 1);
1004                 swap(list[i], list[rand]);
1005         }
1006 }
1007
1008 /* Create a random sequence per cache */
1009 int cache_random_seq_create(struct kmem_cache *cachep, unsigned int count,
1010                                     gfp_t gfp)
1011 {
1012         struct rnd_state state;
1013
1014         if (count < 2 || cachep->random_seq)
1015                 return 0;
1016
1017         cachep->random_seq = kcalloc(count, sizeof(unsigned int), gfp);
1018         if (!cachep->random_seq)
1019                 return -ENOMEM;
1020
1021         /* Get best entropy at this stage of boot */
1022         prandom_seed_state(&state, get_random_long());
1023
1024         freelist_randomize(&state, cachep->random_seq, count);
1025         return 0;
1026 }
1027
1028 /* Destroy the per-cache random freelist sequence */
1029 void cache_random_seq_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1030 {
1031         kfree(cachep->random_seq);
1032         cachep->random_seq = NULL;
1033 }
1034 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1035
1036 #if defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
1037 #ifdef CONFIG_SLAB
1038 #define SLABINFO_RIGHTS (0600)
1039 #else
1040 #define SLABINFO_RIGHTS (0400)
1041 #endif
1042
1043 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
1044 {
1045         /*
1046          * Output format version, so at least we can change it
1047          * without _too_ many complaints.
1048          */
1049 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
1050         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
1051 #else
1052         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
1053 #endif
1054         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> <objperslab> <pagesperslab>");
1055         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
1056         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
1057 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
1058         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> <error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
1059         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
1060 #endif
1061         seq_putc(m, '\n');
1062 }
1063
1064 void *slab_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
1065 {
1066         mutex_lock(&slab_mutex);
1067         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
1068 }
1069
1070 void *slab_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
1071 {
1072         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
1073 }
1074
1075 void slab_stop(struct seq_file *m, void *p)
1076 {
1077         mutex_unlock(&slab_mutex);
1078 }
1079
1080 static void cache_show(struct kmem_cache *s, struct seq_file *m)
1081 {
1082         struct slabinfo sinfo;
1083
1084         memset(&sinfo, 0, sizeof(sinfo));
1085         get_slabinfo(s, &sinfo);
1086
1087         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
1088                    s->name, sinfo.active_objs, sinfo.num_objs, s->size,
1089                    sinfo.objects_per_slab, (1 << sinfo.cache_order));
1090
1091         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
1092                    sinfo.limit, sinfo.batchcount, sinfo.shared);
1093         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
1094                    sinfo.active_slabs, sinfo.num_slabs, sinfo.shared_avail);
1095         slabinfo_show_stats(m, s);
1096         seq_putc(m, '\n');
1097 }
1098
1099 static int slab_show(struct seq_file *m, void *p)
1100 {
1101         struct kmem_cache *s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
1102
1103         if (p == slab_caches.next)
1104                 print_slabinfo_header(m);
1105         cache_show(s, m);
1106         return 0;
1107 }
1108
1109 void dump_unreclaimable_slab(void)
1110 {
1111         struct kmem_cache *s;
1112         struct slabinfo sinfo;
1113
1114         /*
1115          * Here acquiring slab_mutex is risky since we don't prefer to get
1116          * sleep in oom path. But, without mutex hold, it may introduce a
1117          * risk of crash.
1118          * Use mutex_trylock to protect the list traverse, dump nothing
1119          * without acquiring the mutex.
1120          */
1121         if (!mutex_trylock(&slab_mutex)) {
1122                 pr_warn("excessive unreclaimable slab but cannot dump stats\n");
1123                 return;
1124         }
1125
1126         pr_info("Unreclaimable slab info:\n");
1127         pr_info("Name                      Used          Total\n");
1128
1129         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
1130                 if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1131                         continue;
1132
1133                 get_slabinfo(s, &sinfo);
1134
1135                 if (sinfo.num_objs > 0)
1136                         pr_info("%-17s %10luKB %10luKB\n", s->name,
1137                                 (sinfo.active_objs * s->size) / 1024,
1138                                 (sinfo.num_objs * s->size) / 1024);
1139         }
1140         mutex_unlock(&slab_mutex);
1141 }
1142
1143 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
1144 int memcg_slab_show(struct seq_file *m, void *p)
1145 {
1146         /*
1147          * Deprecated.
1148          * Please, take a look at tools/cgroup/slabinfo.py .
1149          */
1150         return 0;
1151 }
1152 #endif
1153
1154 /*
1155  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
1156  *
1157  * Output layout:
1158  * cache-name
1159  * num-active-objs
1160  * total-objs
1161  * object size
1162  * num-active-slabs
1163  * total-slabs
1164  * num-pages-per-slab
1165  * + further values on SMP and with statistics enabled
1166  */
1167 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
1168         .start = slab_start,
1169         .next = slab_next,
1170         .stop = slab_stop,
1171         .show = slab_show,
1172 };
1173
1174 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
1175 {
1176         return seq_open(file, &slabinfo_op);
1177 }
1178
1179 static const struct proc_ops slabinfo_proc_ops = {
1180         .proc_flags     = PROC_ENTRY_PERMANENT,
1181         .proc_open      = slabinfo_open,
1182         .proc_read      = seq_read,
1183         .proc_write     = slabinfo_write,
1184         .proc_lseek     = seq_lseek,
1185         .proc_release   = seq_release,
1186 };
1187
1188 static int __init slab_proc_init(void)
1189 {
1190         proc_create("slabinfo", SLABINFO_RIGHTS, NULL, &slabinfo_proc_ops);
1191         return 0;
1192 }
1193 module_init(slab_proc_init);
1194
1195 #endif /* CONFIG_SLAB || CONFIG_SLUB_DEBUG */
1196
1197 static __always_inline void *__do_krealloc(const void *p, size_t new_size,
1198                                            gfp_t flags)
1199 {
1200         void *ret;
1201         size_t ks;
1202
1203         /* Don't use instrumented ksize to allow precise KASAN poisoning. */
1204         if (likely(!ZERO_OR_NULL_PTR(p))) {
1205                 if (!kasan_check_byte(p))
1206                         return NULL;
1207                 ks = kfence_ksize(p) ?: __ksize(p);
1208         } else
1209                 ks = 0;
1210
1211         /* If the object still fits, repoison it precisely. */
1212         if (ks >= new_size) {
1213                 p = kasan_krealloc((void *)p, new_size, flags);
1214                 return (void *)p;
1215         }
1216
1217         ret = kmalloc_track_caller(new_size, flags);
1218         if (ret && p) {
1219                 /* Disable KASAN checks as the object's redzone is accessed. */
1220                 kasan_disable_current();
1221                 memcpy(ret, kasan_reset_tag(p), ks);
1222                 kasan_enable_current();
1223         }
1224
1225         return ret;
1226 }
1227
1228 /**
1229  * krealloc - reallocate memory. The contents will remain unchanged.
1230  * @p: object to reallocate memory for.
1231  * @new_size: how many bytes of memory are required.
1232  * @flags: the type of memory to allocate.
1233  *
1234  * The contents of the object pointed to are preserved up to the
1235  * lesser of the new and old sizes (__GFP_ZERO flag is effectively ignored).
1236  * If @p is %NULL, krealloc() behaves exactly like kmalloc().  If @new_size
1237  * is 0 and @p is not a %NULL pointer, the object pointed to is freed.
1238  *
1239  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL in case of error
1240  */
1241 void *krealloc(const void *p, size_t new_size, gfp_t flags)
1242 {
1243         void *ret;
1244
1245         if (unlikely(!new_size)) {
1246                 kfree(p);
1247                 return ZERO_SIZE_PTR;
1248         }
1249
1250         ret = __do_krealloc(p, new_size, flags);
1251         if (ret && kasan_reset_tag(p) != kasan_reset_tag(ret))
1252                 kfree(p);
1253
1254         return ret;
1255 }
1256 EXPORT_SYMBOL(krealloc);
1257
1258 /**
1259  * kfree_sensitive - Clear sensitive information in memory before freeing
1260  * @p: object to free memory of
1261  *
1262  * The memory of the object @p points to is zeroed before freed.
1263  * If @p is %NULL, kfree_sensitive() does nothing.
1264  *
1265  * Note: this function zeroes the whole allocated buffer which can be a good
1266  * deal bigger than the requested buffer size passed to kmalloc(). So be
1267  * careful when using this function in performance sensitive code.
1268  */
1269 void kfree_sensitive(const void *p)
1270 {
1271         size_t ks;
1272         void *mem = (void *)p;
1273
1274         ks = ksize(mem);
1275         if (ks)
1276                 memzero_explicit(mem, ks);
1277         kfree(mem);
1278 }
1279 EXPORT_SYMBOL(kfree_sensitive);
1280
1281 /**
1282  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
1283  * @objp: Pointer to the object
1284  *
1285  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
1286  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
1287  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
1288  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
1289  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
1290  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
1291  * must not be freed during the duration of the call.
1292  *
1293  * Return: size of the actual memory used by @objp in bytes
1294  */
1295 size_t ksize(const void *objp)
1296 {
1297         size_t size;
1298
1299         /*
1300          * We need to first check that the pointer to the object is valid, and
1301          * only then unpoison the memory. The report printed from ksize() is
1302          * more useful, then when it's printed later when the behaviour could
1303          * be undefined due to a potential use-after-free or double-free.
1304          *
1305          * We use kasan_check_byte(), which is supported for the hardware
1306          * tag-based KASAN mode, unlike kasan_check_read/write().
1307          *
1308          * If the pointed to memory is invalid, we return 0 to avoid users of
1309          * ksize() writing to and potentially corrupting the memory region.
1310          *
1311          * We want to perform the check before __ksize(), to avoid potentially
1312          * crashing in __ksize() due to accessing invalid metadata.
1313          */
1314         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)) || !kasan_check_byte(objp))
1315                 return 0;
1316
1317         size = kfence_ksize(objp) ?: __ksize(objp);
1318         /*
1319          * We assume that ksize callers could use whole allocated area,
1320          * so we need to unpoison this area.
1321          */
1322         kasan_unpoison_range(objp, size);
1323         return size;
1324 }
1325 EXPORT_SYMBOL(ksize);
1326
1327 /* Tracepoints definitions. */
1328 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL(kmalloc);
1329 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1330 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL(kmalloc_node);
1331 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1332 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL(kfree);
1333 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1334
1335 int should_failslab(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1336 {
1337         if (__should_failslab(s, gfpflags))
1338                 return -ENOMEM;
1339         return 0;
1340 }
1341 ALLOW_ERROR_INJECTION(should_failslab, ERRNO);