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/dma-mapping.h>
  21 #include <linux/swiotlb.h>
  22 #include <linux/proc_fs.h>
  23 #include <linux/debugfs.h>
  24 #include <linux/kasan.h>
  25 #include <asm/cacheflush.h>
  26 #include <asm/tlbflush.h>
  27 #include <asm/page.h>
  28 #include <linux/memcontrol.h>
  29 #include <linux/stackdepot.h>
  30
  31 #include "internal.h"
  32 #include "slab.h"
  33
  34 #define CREATE_TRACE_POINTS
  35 #include <trace/events/kmem.h>
  36
  37 enum slab_state slab_state;
  38 LIST_HEAD(slab_caches);
  39 DEFINE_MUTEX(slab_mutex);
  40 struct kmem_cache *kmem_cache;
  41
  42 static LIST_HEAD(slab_caches_to_rcu_destroy);
  43 static void slab_caches_to_rcu_destroy_workfn(struct work_struct *work);
  44 static DECLARE_WORK(slab_caches_to_rcu_destroy_work,
  45                     slab_caches_to_rcu_destroy_workfn);
  46
  47 /*
  48  * Set of flags that will prevent slab merging
  49  */
  50 #define SLAB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
  51                 SLAB_TRACE | SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
  52                 SLAB_FAILSLAB | SLAB_NO_MERGE | kasan_never_merge())
  53
  54 #define SLAB_MERGE_SAME (SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_CACHE_DMA | \
  55                          SLAB_CACHE_DMA32 | SLAB_ACCOUNT)
  56
  57 /*
  58  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
  59  */
  60 static bool slab_nomerge = !IS_ENABLED(CONFIG_SLAB_MERGE_DEFAULT);
  61
  62 static int __init setup_slab_nomerge(char *str)
  63 {
  64         slab_nomerge = true;
  65         return 1;
  66 }
  67
  68 static int __init setup_slab_merge(char *str)
  69 {
  70         slab_nomerge = false;
  71         return 1;
  72 }
  73
  74 #ifdef CONFIG_SLUB
  75 __setup_param("slub_nomerge", slub_nomerge, setup_slab_nomerge, 0);
  76 __setup_param("slub_merge", slub_merge, setup_slab_merge, 0);
  77 #endif
  78
  79 __setup("slab_nomerge", setup_slab_nomerge);
  80 __setup("slab_merge", setup_slab_merge);
  81
  82 /*
  83  * Determine the size of a slab object
  84  */
  85 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
  86 {
  87         return s->object_size;
  88 }
  89 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
  90
  91 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
  92 static int kmem_cache_sanity_check(const char *name, unsigned int size)
  93 {
  94         if (!name || in_interrupt() || size > KMALLOC_MAX_SIZE) {
  95                 pr_err("kmem_cache_create(%s) integrity check failed\n", name);
  96                 return -EINVAL;
  97         }
  98
  99         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
 100         return 0;
 101 }
 102 #else
 103 static inline int kmem_cache_sanity_check(const char *name, unsigned int size)
 104 {
 105         return 0;
 106 }
 107 #endif
 108
 109 /*
 110  * Figure out what the alignment of the objects will be given a set of
 111  * flags, a user specified alignment and the size of the objects.
 112  */
 113 static unsigned int calculate_alignment(slab_flags_t flags,
 114                 unsigned int align, unsigned int size)
 115 {
 116         /*
 117          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
 118          * suggestion if the object is sufficiently large.
 119          *
 120          * The hardware cache alignment cannot override the specified
 121          * alignment though. If that is greater then use it.
 122          */
 123         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
 124                 unsigned int ralign;
 125
 126                 ralign = cache_line_size();
 127                 while (size <= ralign / 2)
 128                         ralign /= 2;
 129                 align = max(align, ralign);
 130         }
 131
 132         align = max(align, arch_slab_minalign());
 133
 134         return ALIGN(align, sizeof(void *));
 135 }
 136
 137 /*
 138  * Find a mergeable slab cache
 139  */
 140 int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
 141 {
 142         if (slab_nomerge || (s->flags & SLAB_NEVER_MERGE))
 143                 return 1;
 144
 145         if (s->ctor)
 146                 return 1;
 147
 148 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
 149         if (s->usersize)
 150                 return 1;
 151 #endif
 152
 153         /*
 154          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
 155          */
 156         if (s->refcount < 0)
 157                 return 1;
 158
 159         return 0;
 160 }
 161
 162 struct kmem_cache *find_mergeable(unsigned int size, unsigned int align,
 163                 slab_flags_t flags, const char *name, void (*ctor)(void *))
 164 {
 165         struct kmem_cache *s;
 166
 167         if (slab_nomerge)
 168                 return NULL;
 169
 170         if (ctor)
 171                 return NULL;
 172
 173         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
 174         align = calculate_alignment(flags, align, size);
 175         size = ALIGN(size, align);
 176         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name);
 177
 178         if (flags & SLAB_NEVER_MERGE)
 179                 return NULL;
 180
 181         list_for_each_entry_reverse(s, &slab_caches, list) {
 182                 if (slab_unmergeable(s))
 183                         continue;
 184
 185                 if (size > s->size)
 186                         continue;
 187
 188                 if ((flags & SLAB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLAB_MERGE_SAME))
 189                         continue;
 190                 /*
 191                  * Check if alignment is compatible.
 192                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
 193                  */
 194                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
 195                         continue;
 196
 197                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
 198                         continue;
 199
 200                 if (IS_ENABLED(CONFIG_SLAB) && align &&
 201                         (align > s->align || s->align % align))
 202                         continue;
 203
 204                 return s;
 205         }
 206         return NULL;
 207 }
 208
 209 static struct kmem_cache *create_cache(const char *name,
 210                 unsigned int object_size, unsigned int align,
 211                 slab_flags_t flags, unsigned int useroffset,
 212                 unsigned int usersize, void (*ctor)(void *),
 213                 struct kmem_cache *root_cache)
 214 {
 215         struct kmem_cache *s;
 216         int err;
 217
 218         if (WARN_ON(useroffset + usersize > object_size))
 219                 useroffset = usersize = 0;
 220
 221         err = -ENOMEM;
 222         s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_KERNEL);
 223         if (!s)
 224                 goto out;
 225
 226         s->name = name;
 227         s->size = s->object_size = object_size;
 228         s->align = align;
 229         s->ctor = ctor;
 230 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
 231         s->useroffset = useroffset;
 232         s->usersize = usersize;
 233 #endif
 234
 235         err = __kmem_cache_create(s, flags);
 236         if (err)
 237                 goto out_free_cache;
 238
 239         s->refcount = 1;
 240         list_add(&s->list, &slab_caches);
 241         return s;
 242
 243 out_free_cache:
 244         kmem_cache_free(kmem_cache, s);
 245 out:
 246         return ERR_PTR(err);
 247 }
 248
 249 /**
 250  * kmem_cache_create_usercopy - Create a cache with a region suitable
 251  * for copying to userspace
 252  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
 253  * @size: The size of objects to be created in this cache.
 254  * @align: The required alignment for the objects.
 255  * @flags: SLAB flags
 256  * @useroffset: Usercopy region offset
 257  * @usersize: Usercopy region size
 258  * @ctor: A constructor for the objects.
 259  *
 260  * Cannot be called within a interrupt, but can be interrupted.
 261  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
 262  *
 263  * The flags are
 264  *
 265  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
 266  * to catch references to uninitialised memory.
 267  *
 268  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red` zones around the allocated memory to check
 269  * for buffer overruns.
 270  *
 271  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
 272  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
 273  * as davem.
 274  *
 275  * Return: a pointer to the cache on success, NULL on failure.
 276  */
 277 struct kmem_cache *
 278 kmem_cache_create_usercopy(const char *name,
 279                   unsigned int size, unsigned int align,
 280                   slab_flags_t flags,
 281                   unsigned int useroffset, unsigned int usersize,
 282                   void (*ctor)(void *))
 283 {
 284         struct kmem_cache *s = NULL;
 285         const char *cache_name;
 286         int err;
 287
 288 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
 289         /*
 290          * If no slub_debug was enabled globally, the static key is not yet
 291          * enabled by setup_slub_debug(). Enable it if the cache is being
 292          * created with any of the debugging flags passed explicitly.
 293          * It's also possible that this is the first cache created with
 294          * SLAB_STORE_USER and we should init stack_depot for it.
 295          */
 296         if (flags & SLAB_DEBUG_FLAGS)
 297                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
 298         if (flags & SLAB_STORE_USER)
 299                 stack_depot_init();
 300 #endif
 301
 302         mutex_lock(&slab_mutex);
 303
 304         err = kmem_cache_sanity_check(name, size);
 305         if (err) {
 306                 goto out_unlock;
 307         }
 308
 309         /* Refuse requests with allocator specific flags */
 310         if (flags & ~SLAB_FLAGS_PERMITTED) {
 311                 err = -EINVAL;
 312                 goto out_unlock;
 313         }
 314
 315         /*
 316          * Some allocators will constraint the set of valid flags to a subset
 317          * of all flags. We expect them to define CACHE_CREATE_MASK in this
 318          * case, and we'll just provide them with a sanitized version of the
 319          * passed flags.
 320          */
 321         flags &= CACHE_CREATE_MASK;
 322
 323         /* Fail closed on bad usersize of useroffset values. */
 324         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HARDENED_USERCOPY) ||
 325             WARN_ON(!usersize && useroffset) ||
 326             WARN_ON(size < usersize || size - usersize < useroffset))
 327                 usersize = useroffset = 0;
 328
 329         if (!usersize)
 330                 s = __kmem_cache_alias(name, size, align, flags, ctor);
 331         if (s)
 332                 goto out_unlock;
 333
 334         cache_name = kstrdup_const(name, GFP_KERNEL);
 335         if (!cache_name) {
 336                 err = -ENOMEM;
 337                 goto out_unlock;
 338         }
 339
 340         s = create_cache(cache_name, size,
 341                          calculate_alignment(flags, align, size),
 342                          flags, useroffset, usersize, ctor, NULL);
 343         if (IS_ERR(s)) {
 344                 err = PTR_ERR(s);
 345                 kfree_const(cache_name);
 346         }
 347
 348 out_unlock:
 349         mutex_unlock(&slab_mutex);
 350
 351         if (err) {
 352                 if (flags & SLAB_PANIC)
 353                         panic("%s: Failed to create slab '%s'. Error %d\n",
 354                                 __func__, name, err);
 355                 else {
 356                         pr_warn("%s(%s) failed with error %d\n",
 357                                 __func__, name, err);
 358                         dump_stack();
 359                 }
 360                 return NULL;
 361         }
 362         return s;
 363 }
 364 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create_usercopy);
 365
 366 /**
 367  * kmem_cache_create - Create a cache.
 368  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
 369  * @size: The size of objects to be created in this cache.
 370  * @align: The required alignment for the objects.
 371  * @flags: SLAB flags
 372  * @ctor: A constructor for the objects.
 373  *
 374  * Cannot be called within a interrupt, but can be interrupted.
 375  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
 376  *
 377  * The flags are
 378  *
 379  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
 380  * to catch references to uninitialised memory.
 381  *
 382  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red` zones around the allocated memory to check
 383  * for buffer overruns.
 384  *
 385  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
 386  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
 387  * as davem.
 388  *
 389  * Return: a pointer to the cache on success, NULL on failure.
 390  */
 391 struct kmem_cache *
 392 kmem_cache_create(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
 393                 slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
 394 {
 395         return kmem_cache_create_usercopy(name, size, align, flags, 0, 0,
 396                                           ctor);
 397 }
 398 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
 399
 400 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
 401 /*
 402  * For a given kmem_cache, kmem_cache_destroy() should only be called
 403  * once or there will be a use-after-free problem. The actual deletion
 404  * and release of the kobject does not need slab_mutex or cpu_hotplug_lock
 405  * protection. So they are now done without holding those locks.
 406  *
 407  * Note that there will be a slight delay in the deletion of sysfs files
 408  * if kmem_cache_release() is called indrectly from a work function.
 409  */
 410 static void kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
 411 {
 412         sysfs_slab_unlink(s);
 413         sysfs_slab_release(s);
 414 }
 415 #else
 416 static void kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
 417 {
 418         slab_kmem_cache_release(s);
 419 }
 420 #endif
 421
 422 static void slab_caches_to_rcu_destroy_workfn(struct work_struct *work)
 423 {
 424         LIST_HEAD(to_destroy);
 425         struct kmem_cache *s, *s2;
 426
 427         /*
 428          * On destruction, SLAB_TYPESAFE_BY_RCU kmem_caches are put on the
 429          * @slab_caches_to_rcu_destroy list.  The slab pages are freed
 430          * through RCU and the associated kmem_cache are dereferenced
 431          * while freeing the pages, so the kmem_caches should be freed only
 432          * after the pending RCU operations are finished.  As rcu_barrier()
 433          * is a pretty slow operation, we batch all pending destructions
 434          * asynchronously.
 435          */
 436         mutex_lock(&slab_mutex);
 437         list_splice_init(&slab_caches_to_rcu_destroy, &to_destroy);
 438         mutex_unlock(&slab_mutex);
 439
 440         if (list_empty(&to_destroy))
 441                 return;
 442
 443         rcu_barrier();
 444
 445         list_for_each_entry_safe(s, s2, &to_destroy, list) {
 446                 debugfs_slab_release(s);
 447                 kfence_shutdown_cache(s);
 448                 kmem_cache_release(s);
 449         }
 450 }
 451
 452 static int shutdown_cache(struct kmem_cache *s)
 453 {
 454         /* free asan quarantined objects */
 455         kasan_cache_shutdown(s);
 456
 457         if (__kmem_cache_shutdown(s) != 0)
 458                 return -EBUSY;
 459
 460         list_del(&s->list);
 461
 462         if (s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) {
 463                 list_add_tail(&s->list, &slab_caches_to_rcu_destroy);
 464                 schedule_work(&slab_caches_to_rcu_destroy_work);
 465         } else {
 466                 kfence_shutdown_cache(s);
 467                 debugfs_slab_release(s);
 468         }
 469
 470         return 0;
 471 }
 472
 473 void slab_kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
 474 {
 475         __kmem_cache_release(s);
 476         kfree_const(s->name);
 477         kmem_cache_free(kmem_cache, s);
 478 }
 479
 480 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
 481 {
 482         int err = -EBUSY;
 483         bool rcu_set;
 484
 485         if (unlikely(!s) || !kasan_check_byte(s))
 486                 return;
 487
 488         cpus_read_lock();
 489         mutex_lock(&slab_mutex);
 490
 491         rcu_set = s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU;
 492
 493         s->refcount--;
 494         if (s->refcount)
 495                 goto out_unlock;
 496
 497         err = shutdown_cache(s);
 498         WARN(err, "%s %s: Slab cache still has objects when called from %pS",
 499              __func__, s->name, (void *)_RET_IP_);
 500 out_unlock:
 501         mutex_unlock(&slab_mutex);
 502         cpus_read_unlock();
 503         if (!err && !rcu_set)
 504                 kmem_cache_release(s);
 505 }
 506 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
 507
 508 /**
 509  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
 510  * @cachep: The cache to shrink.
 511  *
 512  * Releases as many slabs as possible for a cache.
 513  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
 514  *
 515  * Return: %0 if all slabs were released, non-zero otherwise
 516  */
 517 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
 518 {
 519         kasan_cache_shrink(cachep);
 520
 521         return __kmem_cache_shrink(cachep);
 522 }
 523 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
 524
 525 bool slab_is_available(void)
 526 {
 527         return slab_state >= UP;
 528 }
 529
 530 #ifdef CONFIG_PRINTK
 531 /**
 532  * kmem_valid_obj - does the pointer reference a valid slab object?
 533  * @object: pointer to query.
 534  *
 535  * Return: %true if the pointer is to a not-yet-freed object from
 536  * kmalloc() or kmem_cache_alloc(), either %true or %false if the pointer
 537  * is to an already-freed object, and %false otherwise.
 538  */
 539 bool kmem_valid_obj(void *object)
 540 {
 541         struct folio *folio;
 542
 543         /* Some arches consider ZERO_SIZE_PTR to be a valid address. */
 544         if (object < (void *)PAGE_SIZE || !virt_addr_valid(object))
 545                 return false;
 546         folio = virt_to_folio(object);
 547         return folio_test_slab(folio);
 548 }
 549 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_valid_obj);
 550
 551 static void kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct slab *slab)
 552 {
 553         if (__kfence_obj_info(kpp, object, slab))
 554                 return;
 555         __kmem_obj_info(kpp, object, slab);
 556 }
 557
 558 /**
 559  * kmem_dump_obj - Print available slab provenance information
 560  * @object: slab object for which to find provenance information.
 561  *
 562  * This function uses pr_cont(), so that the caller is expected to have
 563  * printed out whatever preamble is appropriate.  The provenance information
 564  * depends on the type of object and on how much debugging is enabled.
 565  * For a slab-cache object, the fact that it is a slab object is printed,
 566  * and, if available, the slab name, return address, and stack trace from
 567  * the allocation and last free path of that object.
 568  *
 569  * This function will splat if passed a pointer to a non-slab object.
 570  * If you are not sure what type of object you have, you should instead
 571  * use mem_dump_obj().
 572  */
 573 void kmem_dump_obj(void *object)
 574 {
 575         char *cp = IS_ENABLED(CONFIG_MMU) ? "" : "/vmalloc";
 576         int i;
 577         struct slab *slab;
 578         unsigned long ptroffset;
 579         struct kmem_obj_info kp = { };
 580
 581         if (WARN_ON_ONCE(!virt_addr_valid(object)))
 582                 return;
 583         slab = virt_to_slab(object);
 584         if (WARN_ON_ONCE(!slab)) {
 585                 pr_cont(" non-slab memory.\n");
 586                 return;
 587         }
 588         kmem_obj_info(&kp, object, slab);
 589         if (kp.kp_slab_cache)
 590                 pr_cont(" slab%s %s", cp, kp.kp_slab_cache->name);
 591         else
 592                 pr_cont(" slab%s", cp);
 593         if (is_kfence_address(object))
 594                 pr_cont(" (kfence)");
 595         if (kp.kp_objp)
 596                 pr_cont(" start %px", kp.kp_objp);
 597         if (kp.kp_data_offset)
 598                 pr_cont(" data offset %lu", kp.kp_data_offset);
 599         if (kp.kp_objp) {
 600                 ptroffset = ((char *)object - (char *)kp.kp_objp) - kp.kp_data_offset;
 601                 pr_cont(" pointer offset %lu", ptroffset);
 602         }
 603         if (kp.kp_slab_cache && kp.kp_slab_cache->object_size)
 604                 pr_cont(" size %u", kp.kp_slab_cache->object_size);
 605         if (kp.kp_ret)
 606                 pr_cont(" allocated at %pS\n", kp.kp_ret);
 607         else
 608                 pr_cont("\n");
 609         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(kp.kp_stack); i++) {
 610                 if (!kp.kp_stack[i])
 611                         break;
 612                 pr_info("    %pS\n", kp.kp_stack[i]);
 613         }
 614
 615         if (kp.kp_free_stack[0])
 616                 pr_cont(" Free path:\n");
 617
 618         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(kp.kp_free_stack); i++) {
 619                 if (!kp.kp_free_stack[i])
 620                         break;
 621                 pr_info("    %pS\n", kp.kp_free_stack[i]);
 622         }
 623
 624 }
 625 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_dump_obj);
 626 #endif
 627
 628 /* Create a cache during boot when no slab services are available yet */
 629 void __init create_boot_cache(struct kmem_cache *s, const char *name,
 630                 unsigned int size, slab_flags_t flags,
 631                 unsigned int useroffset, unsigned int usersize)
 632 {
 633         int err;
 634         unsigned int align = ARCH_KMALLOC_MINALIGN;
 635
 636         s->name = name;
 637         s->size = s->object_size = size;
 638
 639         /*
 640          * For power of two sizes, guarantee natural alignment for kmalloc
 641          * caches, regardless of SL*B debugging options.
 642          */
 643         if (is_power_of_2(size))
 644                 align = max(align, size);
 645         s->align = calculate_alignment(flags, align, size);
 646
 647 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
 648         s->useroffset = useroffset;
 649         s->usersize = usersize;
 650 #endif
 651
 652         err = __kmem_cache_create(s, flags);
 653
 654         if (err)
 655                 panic("Creation of kmalloc slab %s size=%u failed. Reason %d\n",
 656                                         name, size, err);
 657
 658         s->refcount = -1;       /* Exempt from merging for now */
 659 }
 660
 661 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
 662                                                       unsigned int size,
 663                                                       slab_flags_t flags)
 664 {
 665         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
 666
 667         if (!s)
 668                 panic("Out of memory when creating slab %s\n", name);
 669
 670         create_boot_cache(s, name, size, flags | SLAB_KMALLOC, 0, size);
 671         list_add(&s->list, &slab_caches);
 672         s->refcount = 1;
 673         return s;
 674 }
 675
 676 struct kmem_cache *
 677 kmalloc_caches[NR_KMALLOC_TYPES][KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1] __ro_after_init =
 678 { /* initialization for https://bugs.llvm.org/show_bug.cgi?id=42570 */ };
 679 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
 680
 681 #ifdef CONFIG_RANDOM_KMALLOC_CACHES
 682 unsigned long random_kmalloc_seed __ro_after_init;
 683 EXPORT_SYMBOL(random_kmalloc_seed);
 684 #endif
 685
 686 /*
 687  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
 688  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
 689  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
 690  * fls.
 691  */
 692 static u8 size_index[24] __ro_after_init = {
 693         3,      /* 8 */
 694         4,      /* 16 */
 695         5,      /* 24 */
 696         5,      /* 32 */
 697         6,      /* 40 */
 698         6,      /* 48 */
 699         6,      /* 56 */
 700         6,      /* 64 */
 701         1,      /* 72 */
 702         1,      /* 80 */
 703         1,      /* 88 */
 704         1,      /* 96 */
 705         7,      /* 104 */
 706         7,      /* 112 */
 707         7,      /* 120 */
 708         7,      /* 128 */
 709         2,      /* 136 */
 710         2,      /* 144 */
 711         2,      /* 152 */
 712         2,      /* 160 */
 713         2,      /* 168 */
 714         2,      /* 176 */
 715         2,      /* 184 */
 716         2       /* 192 */
 717 };
 718
 719 static inline unsigned int size_index_elem(unsigned int bytes)
 720 {
 721         return (bytes - 1) / 8;
 722 }
 723
 724 /*
 725  * Find the kmem_cache structure that serves a given size of
 726  * allocation
 727  */
 728 struct kmem_cache *kmalloc_slab(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
 729 {
 730         unsigned int index;
 731
 732         if (size <= 192) {
 733                 if (!size)
 734                         return ZERO_SIZE_PTR;
 735
 736                 index = size_index[size_index_elem(size)];
 737         } else {
 738                 if (WARN_ON_ONCE(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
 739                         return NULL;
 740                 index = fls(size - 1);
 741         }
 742
 743         return kmalloc_caches[kmalloc_type(flags, caller)][index];
 744 }
 745
 746 size_t kmalloc_size_roundup(size_t size)
 747 {
 748         if (size && size <= KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE) {
 749                 /*
 750                  * The flags don't matter since size_index is common to all.
 751                  * Neither does the caller for just getting ->object_size.
 752                  */
 753                 return kmalloc_slab(size, GFP_KERNEL, 0)->object_size;
 754         }
 755
 756         /* Above the smaller buckets, size is a multiple of page size. */
 757         if (size && size <= KMALLOC_MAX_SIZE)
 758                 return PAGE_SIZE << get_order(size);
 759
 760         /*
 761          * Return 'size' for 0 - kmalloc() returns ZERO_SIZE_PTR
 762          * and very large size - kmalloc() may fail.
 763          */
 764         return size;
 765
 766 }
 767 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_size_roundup);
 768
 769 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
 770 #define KMALLOC_DMA_NAME(sz)    .name[KMALLOC_DMA] = "dma-kmalloc-" #sz,
 771 #else
 772 #define KMALLOC_DMA_NAME(sz)
 773 #endif
 774
 775 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
 776 #define KMALLOC_CGROUP_NAME(sz) .name[KMALLOC_CGROUP] = "kmalloc-cg-" #sz,
 777 #else
 778 #define KMALLOC_CGROUP_NAME(sz)
 779 #endif
 780
 781 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
 782 #define KMALLOC_RCL_NAME(sz)    .name[KMALLOC_RECLAIM] = "kmalloc-rcl-" #sz,
 783 #else
 784 #define KMALLOC_RCL_NAME(sz)
 785 #endif
 786
 787 #ifdef CONFIG_RANDOM_KMALLOC_CACHES
 788 #define __KMALLOC_RANDOM_CONCAT(a, b) a ## b
 789 #define KMALLOC_RANDOM_NAME(N, sz) __KMALLOC_RANDOM_CONCAT(KMA_RAND_, N)(sz)
 790 #define KMA_RAND_1(sz)                  .name[KMALLOC_RANDOM_START +  1] = "kmalloc-rnd-01-" #sz,
 791 #define KMA_RAND_2(sz)  KMA_RAND_1(sz)  .name[KMALLOC_RANDOM_START +  2] = "kmalloc-rnd-02-" #sz,
 792 #define KMA_RAND_3(sz)  KMA_RAND_2(sz)  .name[KMALLOC_RANDOM_START +  3] = "kmalloc-rnd-03-" #sz,
 793 #define KMA_RAND_4(sz)  KMA_RAND_3(sz)  .name[KMALLOC_RANDOM_START +  4] = "kmalloc-rnd-04-" #sz,
 794 #define KMA_RAND_5(sz)  KMA_RAND_4(sz)  .name[KMALLOC_RANDOM_START +  5] = "kmalloc-rnd-05-" #sz,
 795 #define KMA_RAND_6(sz)  KMA_RAND_5(sz)  .name[KMALLOC_RANDOM_START +  6] = "kmalloc-rnd-06-" #sz,
 796 #define KMA_RAND_7(sz)  KMA_RAND_6(sz)  .name[KMALLOC_RANDOM_START +  7] = "kmalloc-rnd-07-" #sz,
 797 #define KMA_RAND_8(sz)  KMA_RAND_7(sz)  .name[KMALLOC_RANDOM_START +  8] = "kmalloc-rnd-08-" #sz,
 798 #define KMA_RAND_9(sz)  KMA_RAND_8(sz)  .name[KMALLOC_RANDOM_START +  9] = "kmalloc-rnd-09-" #sz,
 799 #define KMA_RAND_10(sz) KMA_RAND_9(sz)  .name[KMALLOC_RANDOM_START + 10] = "kmalloc-rnd-10-" #sz,
 800 #define KMA_RAND_11(sz) KMA_RAND_10(sz) .name[KMALLOC_RANDOM_START + 11] = "kmalloc-rnd-11-" #sz,
 801 #define KMA_RAND_12(sz) KMA_RAND_11(sz) .name[KMALLOC_RANDOM_START + 12] = "kmalloc-rnd-12-" #sz,
 802 #define KMA_RAND_13(sz) KMA_RAND_12(sz) .name[KMALLOC_RANDOM_START + 13] = "kmalloc-rnd-13-" #sz,
 803 #define KMA_RAND_14(sz) KMA_RAND_13(sz) .name[KMALLOC_RANDOM_START + 14] = "kmalloc-rnd-14-" #sz,
 804 #define KMA_RAND_15(sz) KMA_RAND_14(sz) .name[KMALLOC_RANDOM_START + 15] = "kmalloc-rnd-15-" #sz,
 805 #else // CONFIG_RANDOM_KMALLOC_CACHES
 806 #define KMALLOC_RANDOM_NAME(N, sz)
 807 #endif
 808
 809 #define INIT_KMALLOC_INFO(__size, __short_size)                 \
 810 {                                                               \
 811         .name[KMALLOC_NORMAL]  = "kmalloc-" #__short_size,      \
 812         KMALLOC_RCL_NAME(__short_size)                          \
 813         KMALLOC_CGROUP_NAME(__short_size)                       \
 814         KMALLOC_DMA_NAME(__short_size)                          \
 815         KMALLOC_RANDOM_NAME(RANDOM_KMALLOC_CACHES_NR, __short_size)     \
 816         .size = __size,                                         \
 817 }
 818
 819 /*
 820  * kmalloc_info[] is to make slub_debug=,kmalloc-xx option work at boot time.
 821  * kmalloc_index() supports up to 2^21=2MB, so the final entry of the table is
 822  * kmalloc-2M.
 823  */
 824 const struct kmalloc_info_struct kmalloc_info[] __initconst = {
 825         INIT_KMALLOC_INFO(0, 0),
 826         INIT_KMALLOC_INFO(96, 96),
 827         INIT_KMALLOC_INFO(192, 192),
 828         INIT_KMALLOC_INFO(8, 8),
 829         INIT_KMALLOC_INFO(16, 16),
 830         INIT_KMALLOC_INFO(32, 32),
 831         INIT_KMALLOC_INFO(64, 64),
 832         INIT_KMALLOC_INFO(128, 128),
 833         INIT_KMALLOC_INFO(256, 256),
 834         INIT_KMALLOC_INFO(512, 512),
 835         INIT_KMALLOC_INFO(1024, 1k),
 836         INIT_KMALLOC_INFO(2048, 2k),
 837         INIT_KMALLOC_INFO(4096, 4k),
 838         INIT_KMALLOC_INFO(8192, 8k),
 839         INIT_KMALLOC_INFO(16384, 16k),
 840         INIT_KMALLOC_INFO(32768, 32k),
 841         INIT_KMALLOC_INFO(65536, 64k),
 842         INIT_KMALLOC_INFO(131072, 128k),
 843         INIT_KMALLOC_INFO(262144, 256k),
 844         INIT_KMALLOC_INFO(524288, 512k),
 845         INIT_KMALLOC_INFO(1048576, 1M),
 846         INIT_KMALLOC_INFO(2097152, 2M)
 847 };
 848
 849 /*
 850  * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
 851  * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
 852  * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
 853  *
 854  * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
 855  * handle the index determination for the smaller caches.
 856  *
 857  * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
 858  * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
 859  */
 860 void __init setup_kmalloc_cache_index_table(void)
 861 {
 862         unsigned int i;
 863
 864         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
 865                 !is_power_of_2(KMALLOC_MIN_SIZE));
 866
 867         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
 868                 unsigned int elem = size_index_elem(i);
 869
 870                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
 871                         break;
 872                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
 873         }
 874
 875         if (KMALLOC_MIN_SIZE >= 64) {
 876                 /*
 877                  * The 96 byte sized cache is not used if the alignment
 878                  * is 64 byte.
 879                  */
 880                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
 881                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
 882
 883         }
 884
 885         if (KMALLOC_MIN_SIZE >= 128) {
 886                 /*
 887                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
 888                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
 889                  * instead.
 890                  */
 891                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
 892                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
 893         }
 894 }
 895
 896 static unsigned int __kmalloc_minalign(void)
 897 {
 898         unsigned int minalign = dma_get_cache_alignment();
 899
 900         if (IS_ENABLED(CONFIG_DMA_BOUNCE_UNALIGNED_KMALLOC) &&
 901             is_swiotlb_allocated())
 902                 minalign = ARCH_KMALLOC_MINALIGN;
 903
 904         return max(minalign, arch_slab_minalign());
 905 }
 906
 907 void __init
 908 new_kmalloc_cache(int idx, enum kmalloc_cache_type type, slab_flags_t flags)
 909 {
 910         unsigned int minalign = __kmalloc_minalign();
 911         unsigned int aligned_size = kmalloc_info[idx].size;
 912         int aligned_idx = idx;
 913
 914         if ((KMALLOC_RECLAIM != KMALLOC_NORMAL) && (type == KMALLOC_RECLAIM)) {
 915                 flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
 916         } else if (IS_ENABLED(CONFIG_MEMCG_KMEM) && (type == KMALLOC_CGROUP)) {
 917                 if (mem_cgroup_kmem_disabled()) {
 918                         kmalloc_caches[type][idx] = kmalloc_caches[KMALLOC_NORMAL][idx];
 919                         return;
 920                 }
 921                 flags |= SLAB_ACCOUNT;
 922         } else if (IS_ENABLED(CONFIG_ZONE_DMA) && (type == KMALLOC_DMA)) {
 923                 flags |= SLAB_CACHE_DMA;
 924         }
 925
 926 #ifdef CONFIG_RANDOM_KMALLOC_CACHES
 927         if (type >= KMALLOC_RANDOM_START && type <= KMALLOC_RANDOM_END)
 928                 flags |= SLAB_NO_MERGE;
 929 #endif
 930
 931         /*
 932          * If CONFIG_MEMCG_KMEM is enabled, disable cache merging for
 933          * KMALLOC_NORMAL caches.
 934          */
 935         if (IS_ENABLED(CONFIG_MEMCG_KMEM) && (type == KMALLOC_NORMAL))
 936                 flags |= SLAB_NO_MERGE;
 937
 938         if (minalign > ARCH_KMALLOC_MINALIGN) {
 939                 aligned_size = ALIGN(aligned_size, minalign);
 940                 aligned_idx = __kmalloc_index(aligned_size, false);
 941         }
 942
 943         if (!kmalloc_caches[type][aligned_idx])
 944                 kmalloc_caches[type][aligned_idx] = create_kmalloc_cache(
 945                                         kmalloc_info[aligned_idx].name[type],
 946                                         aligned_size, flags);
 947         if (idx != aligned_idx)
 948                 kmalloc_caches[type][idx] = kmalloc_caches[type][aligned_idx];
 949 }
 950
 951 /*
 952  * Create the kmalloc array. Some of the regular kmalloc arrays
 953  * may already have been created because they were needed to
 954  * enable allocations for slab creation.
 955  */
 956 void __init create_kmalloc_caches(slab_flags_t flags)
 957 {
 958         int i;
 959         enum kmalloc_cache_type type;
 960
 961         /*
 962          * Including KMALLOC_CGROUP if CONFIG_MEMCG_KMEM defined
 963          */
 964         for (type = KMALLOC_NORMAL; type < NR_KMALLOC_TYPES; type++) {
 965                 for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++) {
 966                         if (!kmalloc_caches[type][i])
 967                                 new_kmalloc_cache(i, type, flags);
 968
 969                         /*
 970                          * Caches that are not of the two-to-the-power-of size.
 971                          * These have to be created immediately after the
 972                          * earlier power of two caches
 973                          */
 974                         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32 && i == 6 &&
 975                                         !kmalloc_caches[type][1])
 976                                 new_kmalloc_cache(1, type, flags);
 977                         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64 && i == 7 &&
 978                                         !kmalloc_caches[type][2])
 979                                 new_kmalloc_cache(2, type, flags);
 980                 }
 981         }
 982 #ifdef CONFIG_RANDOM_KMALLOC_CACHES
 983         random_kmalloc_seed = get_random_u64();
 984 #endif
 985
 986         /* Kmalloc array is now usable */
 987         slab_state = UP;
 988 }
 989
 990 void free_large_kmalloc(struct folio *folio, void *object)
 991 {
 992         unsigned int order = folio_order(folio);
 993
 994         if (WARN_ON_ONCE(order == 0))
 995                 pr_warn_once("object pointer: 0x%p\n", object);
 996
 997         kmemleak_free(object);
 998         kasan_kfree_large(object);
 999         kmsan_kfree_large(object);
1000
1001         mod_lruvec_page_state(folio_page(folio, 0), NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
1002                               -(PAGE_SIZE << order));
1003         __free_pages(folio_page(folio, 0), order);
1004 }
1005
1006 static void *__kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
1007 static __always_inline
1008 void *__do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
1009 {
1010         struct kmem_cache *s;
1011         void *ret;
1012
1013         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
1014                 ret = __kmalloc_large_node(size, flags, node);
1015                 trace_kmalloc(caller, ret, size,
1016                               PAGE_SIZE << get_order(size), flags, node);
1017                 return ret;
1018         }
1019
1020         s = kmalloc_slab(size, flags, caller);
1021
1022         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
1023                 return s;
1024
1025         ret = __kmem_cache_alloc_node(s, flags, node, size, caller);
1026         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
1027         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, flags, node);
1028         return ret;
1029 }
1030
1031 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
1032 {
1033         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
1034 }
1035 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
1036
1037 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
1038 {
1039         return __do_kmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
1040 }
1041 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
1042
1043 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
1044                                   int node, unsigned long caller)
1045 {
1046         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
1047 }
1048 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
1049
1050 /**
1051  * kfree - free previously allocated memory
1052  * @object: pointer returned by kmalloc() or kmem_cache_alloc()
1053  *
1054  * If @object is NULL, no operation is performed.
1055  */
1056 void kfree(const void *object)
1057 {
1058         struct folio *folio;
1059         struct slab *slab;
1060         struct kmem_cache *s;
1061
1062         trace_kfree(_RET_IP_, object);
1063
1064         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(object)))
1065                 return;
1066
1067         folio = virt_to_folio(object);
1068         if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
1069                 free_large_kmalloc(folio, (void *)object);
1070                 return;
1071         }
1072
1073         slab = folio_slab(folio);
1074         s = slab->slab_cache;
1075         __kmem_cache_free(s, (void *)object, _RET_IP_);
1076 }
1077 EXPORT_SYMBOL(kfree);
1078
1079 /**
1080  * __ksize -- Report full size of underlying allocation
1081  * @object: pointer to the object
1082  *
1083  * This should only be used internally to query the true size of allocations.
1084  * It is not meant to be a way to discover the usable size of an allocation
1085  * after the fact. Instead, use kmalloc_size_roundup(). Using memory beyond
1086  * the originally requested allocation size may trigger KASAN, UBSAN_BOUNDS,
1087  * and/or FORTIFY_SOURCE.
1088  *
1089  * Return: size of the actual memory used by @object in bytes
1090  */
1091 size_t __ksize(const void *object)
1092 {
1093         struct folio *folio;
1094
1095         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
1096                 return 0;
1097
1098         folio = virt_to_folio(object);
1099
1100         if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
1101                 if (WARN_ON(folio_size(folio) <= KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
1102                         return 0;
1103                 if (WARN_ON(object != folio_address(folio)))
1104                         return 0;
1105                 return folio_size(folio);
1106         }
1107
1108 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1109         skip_orig_size_check(folio_slab(folio)->slab_cache, object);
1110 #endif
1111
1112         return slab_ksize(folio_slab(folio)->slab_cache);
1113 }
1114
1115 void *kmalloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
1116 {
1117         void *ret = __kmem_cache_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE,
1118                                             size, _RET_IP_);
1119
1120         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
1121
1122         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
1123         return ret;
1124 }
1125 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_trace);
1126
1127 void *kmalloc_node_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
1128                          int node, size_t size)
1129 {
1130         void *ret = __kmem_cache_alloc_node(s, gfpflags, node, size, _RET_IP_);
1131
1132         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags, node);
1133
1134         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
1135         return ret;
1136 }
1137 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node_trace);
1138
1139 gfp_t kmalloc_fix_flags(gfp_t flags)
1140 {
1141         gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
1142
1143         flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
1144         pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
1145                         invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
1146         dump_stack();
1147
1148         return flags;
1149 }
1150
1151 /*
1152  * To avoid unnecessary overhead, we pass through large allocation requests
1153  * directly to the page allocator. We use __GFP_COMP, because we will need to
1154  * know the allocation order to free the pages properly in kfree.
1155  */
1156
1157 static void *__kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
1158 {
1159         struct page *page;
1160         void *ptr = NULL;
1161         unsigned int order = get_order(size);
1162
1163         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
1164                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
1165
1166         flags |= __GFP_COMP;
1167         page = alloc_pages_node(node, flags, order);
1168         if (page) {
1169                 ptr = page_address(page);
1170                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
1171                                       PAGE_SIZE << order);
1172         }
1173
1174         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1175         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1176         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1177         kmsan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1178
1179         return ptr;
1180 }
1181
1182 void *kmalloc_large(size_t size, gfp_t flags)
1183 {
1184         void *ret = __kmalloc_large_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
1185
1186         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << get_order(size),
1187                       flags, NUMA_NO_NODE);
1188         return ret;
1189 }
1190 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_large);
1191
1192 void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
1193 {
1194         void *ret = __kmalloc_large_node(size, flags, node);
1195
1196         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << get_order(size),
1197                       flags, node);
1198         return ret;
1199 }
1200 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_large_node);
1201
1202 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1203 /* Randomize a generic freelist */
1204 static void freelist_randomize(unsigned int *list,
1205                                unsigned int count)
1206 {
1207         unsigned int rand;
1208         unsigned int i;
1209
1210         for (i = 0; i < count; i++)
1211                 list[i] = i;
1212
1213         /* Fisher-Yates shuffle */
1214         for (i = count - 1; i > 0; i--) {
1215                 rand = get_random_u32_below(i + 1);
1216                 swap(list[i], list[rand]);
1217         }
1218 }
1219
1220 /* Create a random sequence per cache */
1221 int cache_random_seq_create(struct kmem_cache *cachep, unsigned int count,
1222                                     gfp_t gfp)
1223 {
1224
1225         if (count < 2 || cachep->random_seq)
1226                 return 0;
1227
1228         cachep->random_seq = kcalloc(count, sizeof(unsigned int), gfp);
1229         if (!cachep->random_seq)
1230                 return -ENOMEM;
1231
1232         freelist_randomize(cachep->random_seq, count);
1233         return 0;
1234 }
1235
1236 /* Destroy the per-cache random freelist sequence */
1237 void cache_random_seq_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1238 {
1239         kfree(cachep->random_seq);
1240         cachep->random_seq = NULL;
1241 }
1242 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1243
1244 #if defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
1245 #ifdef CONFIG_SLAB
1246 #define SLABINFO_RIGHTS (0600)
1247 #else
1248 #define SLABINFO_RIGHTS (0400)
1249 #endif
1250
1251 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
1252 {
1253         /*
1254          * Output format version, so at least we can change it
1255          * without _too_ many complaints.
1256          */
1257 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
1258         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
1259 #else
1260         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
1261 #endif
1262         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> <objperslab> <pagesperslab>");
1263         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
1264         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
1265 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
1266         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> <error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
1267         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
1268 #endif
1269         seq_putc(m, '\n');
1270 }
1271
1272 static void *slab_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
1273 {
1274         mutex_lock(&slab_mutex);
1275         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
1276 }
1277
1278 static void *slab_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
1279 {
1280         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
1281 }
1282
1283 static void slab_stop(struct seq_file *m, void *p)
1284 {
1285         mutex_unlock(&slab_mutex);
1286 }
1287
1288 static void cache_show(struct kmem_cache *s, struct seq_file *m)
1289 {
1290         struct slabinfo sinfo;
1291
1292         memset(&sinfo, 0, sizeof(sinfo));
1293         get_slabinfo(s, &sinfo);
1294
1295         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
1296                    s->name, sinfo.active_objs, sinfo.num_objs, s->size,
1297                    sinfo.objects_per_slab, (1 << sinfo.cache_order));
1298
1299         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
1300                    sinfo.limit, sinfo.batchcount, sinfo.shared);
1301         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
1302                    sinfo.active_slabs, sinfo.num_slabs, sinfo.shared_avail);
1303         slabinfo_show_stats(m, s);
1304         seq_putc(m, '\n');
1305 }
1306
1307 static int slab_show(struct seq_file *m, void *p)
1308 {
1309         struct kmem_cache *s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
1310
1311         if (p == slab_caches.next)
1312                 print_slabinfo_header(m);
1313         cache_show(s, m);
1314         return 0;
1315 }
1316
1317 void dump_unreclaimable_slab(void)
1318 {
1319         struct kmem_cache *s;
1320         struct slabinfo sinfo;
1321
1322         /*
1323          * Here acquiring slab_mutex is risky since we don't prefer to get
1324          * sleep in oom path. But, without mutex hold, it may introduce a
1325          * risk of crash.
1326          * Use mutex_trylock to protect the list traverse, dump nothing
1327          * without acquiring the mutex.
1328          */
1329         if (!mutex_trylock(&slab_mutex)) {
1330                 pr_warn("excessive unreclaimable slab but cannot dump stats\n");
1331                 return;
1332         }
1333
1334         pr_info("Unreclaimable slab info:\n");
1335         pr_info("Name                      Used          Total\n");
1336
1337         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
1338                 if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1339                         continue;
1340
1341                 get_slabinfo(s, &sinfo);
1342
1343                 if (sinfo.num_objs > 0)
1344                         pr_info("%-17s %10luKB %10luKB\n", s->name,
1345                                 (sinfo.active_objs * s->size) / 1024,
1346                                 (sinfo.num_objs * s->size) / 1024);
1347         }
1348         mutex_unlock(&slab_mutex);
1349 }
1350
1351 /*
1352  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
1353  *
1354  * Output layout:
1355  * cache-name
1356  * num-active-objs
1357  * total-objs
1358  * object size
1359  * num-active-slabs
1360  * total-slabs
1361  * num-pages-per-slab
1362  * + further values on SMP and with statistics enabled
1363  */
1364 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
1365         .start = slab_start,
1366         .next = slab_next,
1367         .stop = slab_stop,
1368         .show = slab_show,
1369 };
1370
1371 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
1372 {
1373         return seq_open(file, &slabinfo_op);
1374 }
1375
1376 static const struct proc_ops slabinfo_proc_ops = {
1377         .proc_flags     = PROC_ENTRY_PERMANENT,
1378         .proc_open      = slabinfo_open,
1379         .proc_read      = seq_read,
1380         .proc_write     = slabinfo_write,
1381         .proc_lseek     = seq_lseek,
1382         .proc_release   = seq_release,
1383 };
1384
1385 static int __init slab_proc_init(void)
1386 {
1387         proc_create("slabinfo", SLABINFO_RIGHTS, NULL, &slabinfo_proc_ops);
1388         return 0;
1389 }
1390 module_init(slab_proc_init);
1391
1392 #endif /* CONFIG_SLAB || CONFIG_SLUB_DEBUG */
1393
1394 static __always_inline __realloc_size(2) void *
1395 __do_krealloc(const void *p, size_t new_size, gfp_t flags)
1396 {
1397         void *ret;
1398         size_t ks;
1399
1400         /* Check for double-free before calling ksize. */
1401         if (likely(!ZERO_OR_NULL_PTR(p))) {
1402                 if (!kasan_check_byte(p))
1403                         return NULL;
1404                 ks = ksize(p);
1405         } else
1406                 ks = 0;
1407
1408         /* If the object still fits, repoison it precisely. */
1409         if (ks >= new_size) {
1410                 p = kasan_krealloc((void *)p, new_size, flags);
1411                 return (void *)p;
1412         }
1413
1414         ret = kmalloc_track_caller(new_size, flags);
1415         if (ret && p) {
1416                 /* Disable KASAN checks as the object's redzone is accessed. */
1417                 kasan_disable_current();
1418                 memcpy(ret, kasan_reset_tag(p), ks);
1419                 kasan_enable_current();
1420         }
1421
1422         return ret;
1423 }
1424
1425 /**
1426  * krealloc - reallocate memory. The contents will remain unchanged.
1427  * @p: object to reallocate memory for.
1428  * @new_size: how many bytes of memory are required.
1429  * @flags: the type of memory to allocate.
1430  *
1431  * The contents of the object pointed to are preserved up to the
1432  * lesser of the new and old sizes (__GFP_ZERO flag is effectively ignored).
1433  * If @p is %NULL, krealloc() behaves exactly like kmalloc().  If @new_size
1434  * is 0 and @p is not a %NULL pointer, the object pointed to is freed.
1435  *
1436  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL in case of error
1437  */
1438 void *krealloc(const void *p, size_t new_size, gfp_t flags)
1439 {
1440         void *ret;
1441
1442         if (unlikely(!new_size)) {
1443                 kfree(p);
1444                 return ZERO_SIZE_PTR;
1445         }
1446
1447         ret = __do_krealloc(p, new_size, flags);
1448         if (ret && kasan_reset_tag(p) != kasan_reset_tag(ret))
1449                 kfree(p);
1450
1451         return ret;
1452 }
1453 EXPORT_SYMBOL(krealloc);
1454
1455 /**
1456  * kfree_sensitive - Clear sensitive information in memory before freeing
1457  * @p: object to free memory of
1458  *
1459  * The memory of the object @p points to is zeroed before freed.
1460  * If @p is %NULL, kfree_sensitive() does nothing.
1461  *
1462  * Note: this function zeroes the whole allocated buffer which can be a good
1463  * deal bigger than the requested buffer size passed to kmalloc(). So be
1464  * careful when using this function in performance sensitive code.
1465  */
1466 void kfree_sensitive(const void *p)
1467 {
1468         size_t ks;
1469         void *mem = (void *)p;
1470
1471         ks = ksize(mem);
1472         if (ks) {
1473                 kasan_unpoison_range(mem, ks);
1474                 memzero_explicit(mem, ks);
1475         }
1476         kfree(mem);
1477 }
1478 EXPORT_SYMBOL(kfree_sensitive);
1479
1480 size_t ksize(const void *objp)
1481 {
1482         /*
1483          * We need to first check that the pointer to the object is valid.
1484          * The KASAN report printed from ksize() is more useful, then when
1485          * it's printed later when the behaviour could be undefined due to
1486          * a potential use-after-free or double-free.
1487          *
1488          * We use kasan_check_byte(), which is supported for the hardware
1489          * tag-based KASAN mode, unlike kasan_check_read/write().
1490          *
1491          * If the pointed to memory is invalid, we return 0 to avoid users of
1492          * ksize() writing to and potentially corrupting the memory region.
1493          *
1494          * We want to perform the check before __ksize(), to avoid potentially
1495          * crashing in __ksize() due to accessing invalid metadata.
1496          */
1497         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)) || !kasan_check_byte(objp))
1498                 return 0;
1499
1500         return kfence_ksize(objp) ?: __ksize(objp);
1501 }
1502 EXPORT_SYMBOL(ksize);
1503
1504 /* Tracepoints definitions. */
1505 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL(kmalloc);
1506 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1507 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL(kfree);
1508 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1509
1510 int should_failslab(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1511 {
1512         if (__should_failslab(s, gfpflags))
1513                 return -ENOMEM;
1514         return 0;
1515 }
1516 ALLOW_ERROR_INJECTION(should_failslab, ERRNO);