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 refcnt;
 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         refcnt = --s->refcount;
 494         if (refcnt)
 495                 goto out_unlock;
 496
 497         WARN(shutdown_cache(s),
 498              "%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 (!refcnt && !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         struct kmem_cache *c;
 749
 750         /* Short-circuit the 0 size case. */
 751         if (unlikely(size == 0))
 752                 return 0;
 753         /* Short-circuit saturated "too-large" case. */
 754         if (unlikely(size == SIZE_MAX))
 755                 return SIZE_MAX;
 756         /* Above the smaller buckets, size is a multiple of page size. */
 757         if (size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)
 758                 return PAGE_SIZE << get_order(size);
 759
 760         /*
 761          * The flags don't matter since size_index is common to all.
 762          * Neither does the caller for just getting ->object_size.
 763          */
 764         c = kmalloc_slab(size, GFP_KERNEL, 0);
 765         return c ? c->object_size : 0;
 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         if (IS_ENABLED(CONFIG_DMA_BOUNCE_UNALIGNED_KMALLOC) &&
 899             is_swiotlb_allocated())
 900                 return ARCH_KMALLOC_MINALIGN;
 901         return dma_get_cache_alignment();
 902 }
 903
 904 void __init
 905 new_kmalloc_cache(int idx, enum kmalloc_cache_type type, slab_flags_t flags)
 906 {
 907         unsigned int minalign = __kmalloc_minalign();
 908         unsigned int aligned_size = kmalloc_info[idx].size;
 909         int aligned_idx = idx;
 910
 911         if ((KMALLOC_RECLAIM != KMALLOC_NORMAL) && (type == KMALLOC_RECLAIM)) {
 912                 flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
 913         } else if (IS_ENABLED(CONFIG_MEMCG_KMEM) && (type == KMALLOC_CGROUP)) {
 914                 if (mem_cgroup_kmem_disabled()) {
 915                         kmalloc_caches[type][idx] = kmalloc_caches[KMALLOC_NORMAL][idx];
 916                         return;
 917                 }
 918                 flags |= SLAB_ACCOUNT;
 919         } else if (IS_ENABLED(CONFIG_ZONE_DMA) && (type == KMALLOC_DMA)) {
 920                 flags |= SLAB_CACHE_DMA;
 921         }
 922
 923 #ifdef CONFIG_RANDOM_KMALLOC_CACHES
 924         if (type >= KMALLOC_RANDOM_START && type <= KMALLOC_RANDOM_END)
 925                 flags |= SLAB_NO_MERGE;
 926 #endif
 927
 928         /*
 929          * If CONFIG_MEMCG_KMEM is enabled, disable cache merging for
 930          * KMALLOC_NORMAL caches.
 931          */
 932         if (IS_ENABLED(CONFIG_MEMCG_KMEM) && (type == KMALLOC_NORMAL))
 933                 flags |= SLAB_NO_MERGE;
 934
 935         if (minalign > ARCH_KMALLOC_MINALIGN) {
 936                 aligned_size = ALIGN(aligned_size, minalign);
 937                 aligned_idx = __kmalloc_index(aligned_size, false);
 938         }
 939
 940         if (!kmalloc_caches[type][aligned_idx])
 941                 kmalloc_caches[type][aligned_idx] = create_kmalloc_cache(
 942                                         kmalloc_info[aligned_idx].name[type],
 943                                         aligned_size, flags);
 944         if (idx != aligned_idx)
 945                 kmalloc_caches[type][idx] = kmalloc_caches[type][aligned_idx];
 946 }
 947
 948 /*
 949  * Create the kmalloc array. Some of the regular kmalloc arrays
 950  * may already have been created because they were needed to
 951  * enable allocations for slab creation.
 952  */
 953 void __init create_kmalloc_caches(slab_flags_t flags)
 954 {
 955         int i;
 956         enum kmalloc_cache_type type;
 957
 958         /*
 959          * Including KMALLOC_CGROUP if CONFIG_MEMCG_KMEM defined
 960          */
 961         for (type = KMALLOC_NORMAL; type < NR_KMALLOC_TYPES; type++) {
 962                 for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++) {
 963                         if (!kmalloc_caches[type][i])
 964                                 new_kmalloc_cache(i, type, flags);
 965
 966                         /*
 967                          * Caches that are not of the two-to-the-power-of size.
 968                          * These have to be created immediately after the
 969                          * earlier power of two caches
 970                          */
 971                         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32 && i == 6 &&
 972                                         !kmalloc_caches[type][1])
 973                                 new_kmalloc_cache(1, type, flags);
 974                         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64 && i == 7 &&
 975                                         !kmalloc_caches[type][2])
 976                                 new_kmalloc_cache(2, type, flags);
 977                 }
 978         }
 979 #ifdef CONFIG_RANDOM_KMALLOC_CACHES
 980         random_kmalloc_seed = get_random_u64();
 981 #endif
 982
 983         /* Kmalloc array is now usable */
 984         slab_state = UP;
 985 }
 986
 987 void free_large_kmalloc(struct folio *folio, void *object)
 988 {
 989         unsigned int order = folio_order(folio);
 990
 991         if (WARN_ON_ONCE(order == 0))
 992                 pr_warn_once("object pointer: 0x%p\n", object);
 993
 994         kmemleak_free(object);
 995         kasan_kfree_large(object);
 996         kmsan_kfree_large(object);
 997
 998         mod_lruvec_page_state(folio_page(folio, 0), NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
 999                               -(PAGE_SIZE << order));
1000         __free_pages(folio_page(folio, 0), order);
1001 }
1002
1003 static void *__kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node);
1004 static __always_inline
1005 void *__do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
1006 {
1007         struct kmem_cache *s;
1008         void *ret;
1009
1010         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
1011                 ret = __kmalloc_large_node(size, flags, node);
1012                 trace_kmalloc(caller, ret, size,
1013                               PAGE_SIZE << get_order(size), flags, node);
1014                 return ret;
1015         }
1016
1017         s = kmalloc_slab(size, flags, caller);
1018
1019         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
1020                 return s;
1021
1022         ret = __kmem_cache_alloc_node(s, flags, node, size, caller);
1023         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
1024         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, flags, node);
1025         return ret;
1026 }
1027
1028 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
1029 {
1030         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
1031 }
1032 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
1033
1034 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
1035 {
1036         return __do_kmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
1037 }
1038 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
1039
1040 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
1041                                   int node, unsigned long caller)
1042 {
1043         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
1044 }
1045 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
1046
1047 /**
1048  * kfree - free previously allocated memory
1049  * @object: pointer returned by kmalloc() or kmem_cache_alloc()
1050  *
1051  * If @object is NULL, no operation is performed.
1052  */
1053 void kfree(const void *object)
1054 {
1055         struct folio *folio;
1056         struct slab *slab;
1057         struct kmem_cache *s;
1058
1059         trace_kfree(_RET_IP_, object);
1060
1061         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(object)))
1062                 return;
1063
1064         folio = virt_to_folio(object);
1065         if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
1066                 free_large_kmalloc(folio, (void *)object);
1067                 return;
1068         }
1069
1070         slab = folio_slab(folio);
1071         s = slab->slab_cache;
1072         __kmem_cache_free(s, (void *)object, _RET_IP_);
1073 }
1074 EXPORT_SYMBOL(kfree);
1075
1076 /**
1077  * __ksize -- Report full size of underlying allocation
1078  * @object: pointer to the object
1079  *
1080  * This should only be used internally to query the true size of allocations.
1081  * It is not meant to be a way to discover the usable size of an allocation
1082  * after the fact. Instead, use kmalloc_size_roundup(). Using memory beyond
1083  * the originally requested allocation size may trigger KASAN, UBSAN_BOUNDS,
1084  * and/or FORTIFY_SOURCE.
1085  *
1086  * Return: size of the actual memory used by @object in bytes
1087  */
1088 size_t __ksize(const void *object)
1089 {
1090         struct folio *folio;
1091
1092         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
1093                 return 0;
1094
1095         folio = virt_to_folio(object);
1096
1097         if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
1098                 if (WARN_ON(folio_size(folio) <= KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
1099                         return 0;
1100                 if (WARN_ON(object != folio_address(folio)))
1101                         return 0;
1102                 return folio_size(folio);
1103         }
1104
1105 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1106         skip_orig_size_check(folio_slab(folio)->slab_cache, object);
1107 #endif
1108
1109         return slab_ksize(folio_slab(folio)->slab_cache);
1110 }
1111
1112 void *kmalloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
1113 {
1114         void *ret = __kmem_cache_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE,
1115                                             size, _RET_IP_);
1116
1117         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
1118
1119         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
1120         return ret;
1121 }
1122 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_trace);
1123
1124 void *kmalloc_node_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
1125                          int node, size_t size)
1126 {
1127         void *ret = __kmem_cache_alloc_node(s, gfpflags, node, size, _RET_IP_);
1128
1129         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags, node);
1130
1131         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
1132         return ret;
1133 }
1134 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node_trace);
1135
1136 gfp_t kmalloc_fix_flags(gfp_t flags)
1137 {
1138         gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
1139
1140         flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
1141         pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
1142                         invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
1143         dump_stack();
1144
1145         return flags;
1146 }
1147
1148 /*
1149  * To avoid unnecessary overhead, we pass through large allocation requests
1150  * directly to the page allocator. We use __GFP_COMP, because we will need to
1151  * know the allocation order to free the pages properly in kfree.
1152  */
1153
1154 static void *__kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
1155 {
1156         struct page *page;
1157         void *ptr = NULL;
1158         unsigned int order = get_order(size);
1159
1160         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
1161                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
1162
1163         flags |= __GFP_COMP;
1164         page = alloc_pages_node(node, flags, order);
1165         if (page) {
1166                 ptr = page_address(page);
1167                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
1168                                       PAGE_SIZE << order);
1169         }
1170
1171         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1172         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1173         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1174         kmsan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1175
1176         return ptr;
1177 }
1178
1179 void *kmalloc_large(size_t size, gfp_t flags)
1180 {
1181         void *ret = __kmalloc_large_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
1182
1183         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << get_order(size),
1184                       flags, NUMA_NO_NODE);
1185         return ret;
1186 }
1187 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_large);
1188
1189 void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
1190 {
1191         void *ret = __kmalloc_large_node(size, flags, node);
1192
1193         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << get_order(size),
1194                       flags, node);
1195         return ret;
1196 }
1197 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_large_node);
1198
1199 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1200 /* Randomize a generic freelist */
1201 static void freelist_randomize(unsigned int *list,
1202                                unsigned int count)
1203 {
1204         unsigned int rand;
1205         unsigned int i;
1206
1207         for (i = 0; i < count; i++)
1208                 list[i] = i;
1209
1210         /* Fisher-Yates shuffle */
1211         for (i = count - 1; i > 0; i--) {
1212                 rand = get_random_u32_below(i + 1);
1213                 swap(list[i], list[rand]);
1214         }
1215 }
1216
1217 /* Create a random sequence per cache */
1218 int cache_random_seq_create(struct kmem_cache *cachep, unsigned int count,
1219                                     gfp_t gfp)
1220 {
1221
1222         if (count < 2 || cachep->random_seq)
1223                 return 0;
1224
1225         cachep->random_seq = kcalloc(count, sizeof(unsigned int), gfp);
1226         if (!cachep->random_seq)
1227                 return -ENOMEM;
1228
1229         freelist_randomize(cachep->random_seq, count);
1230         return 0;
1231 }
1232
1233 /* Destroy the per-cache random freelist sequence */
1234 void cache_random_seq_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1235 {
1236         kfree(cachep->random_seq);
1237         cachep->random_seq = NULL;
1238 }
1239 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1240
1241 #if defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
1242 #ifdef CONFIG_SLAB
1243 #define SLABINFO_RIGHTS (0600)
1244 #else
1245 #define SLABINFO_RIGHTS (0400)
1246 #endif
1247
1248 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
1249 {
1250         /*
1251          * Output format version, so at least we can change it
1252          * without _too_ many complaints.
1253          */
1254 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
1255         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
1256 #else
1257         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
1258 #endif
1259         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> <objperslab> <pagesperslab>");
1260         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
1261         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
1262 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
1263         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> <error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
1264         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
1265 #endif
1266         seq_putc(m, '\n');
1267 }
1268
1269 static void *slab_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
1270 {
1271         mutex_lock(&slab_mutex);
1272         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
1273 }
1274
1275 static void *slab_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
1276 {
1277         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
1278 }
1279
1280 static void slab_stop(struct seq_file *m, void *p)
1281 {
1282         mutex_unlock(&slab_mutex);
1283 }
1284
1285 static void cache_show(struct kmem_cache *s, struct seq_file *m)
1286 {
1287         struct slabinfo sinfo;
1288
1289         memset(&sinfo, 0, sizeof(sinfo));
1290         get_slabinfo(s, &sinfo);
1291
1292         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
1293                    s->name, sinfo.active_objs, sinfo.num_objs, s->size,
1294                    sinfo.objects_per_slab, (1 << sinfo.cache_order));
1295
1296         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
1297                    sinfo.limit, sinfo.batchcount, sinfo.shared);
1298         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
1299                    sinfo.active_slabs, sinfo.num_slabs, sinfo.shared_avail);
1300         slabinfo_show_stats(m, s);
1301         seq_putc(m, '\n');
1302 }
1303
1304 static int slab_show(struct seq_file *m, void *p)
1305 {
1306         struct kmem_cache *s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
1307
1308         if (p == slab_caches.next)
1309                 print_slabinfo_header(m);
1310         cache_show(s, m);
1311         return 0;
1312 }
1313
1314 void dump_unreclaimable_slab(void)
1315 {
1316         struct kmem_cache *s;
1317         struct slabinfo sinfo;
1318
1319         /*
1320          * Here acquiring slab_mutex is risky since we don't prefer to get
1321          * sleep in oom path. But, without mutex hold, it may introduce a
1322          * risk of crash.
1323          * Use mutex_trylock to protect the list traverse, dump nothing
1324          * without acquiring the mutex.
1325          */
1326         if (!mutex_trylock(&slab_mutex)) {
1327                 pr_warn("excessive unreclaimable slab but cannot dump stats\n");
1328                 return;
1329         }
1330
1331         pr_info("Unreclaimable slab info:\n");
1332         pr_info("Name                      Used          Total\n");
1333
1334         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
1335                 if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1336                         continue;
1337
1338                 get_slabinfo(s, &sinfo);
1339
1340                 if (sinfo.num_objs > 0)
1341                         pr_info("%-17s %10luKB %10luKB\n", s->name,
1342                                 (sinfo.active_objs * s->size) / 1024,
1343                                 (sinfo.num_objs * s->size) / 1024);
1344         }
1345         mutex_unlock(&slab_mutex);
1346 }
1347
1348 /*
1349  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
1350  *
1351  * Output layout:
1352  * cache-name
1353  * num-active-objs
1354  * total-objs
1355  * object size
1356  * num-active-slabs
1357  * total-slabs
1358  * num-pages-per-slab
1359  * + further values on SMP and with statistics enabled
1360  */
1361 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
1362         .start = slab_start,
1363         .next = slab_next,
1364         .stop = slab_stop,
1365         .show = slab_show,
1366 };
1367
1368 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
1369 {
1370         return seq_open(file, &slabinfo_op);
1371 }
1372
1373 static const struct proc_ops slabinfo_proc_ops = {
1374         .proc_flags     = PROC_ENTRY_PERMANENT,
1375         .proc_open      = slabinfo_open,
1376         .proc_read      = seq_read,
1377         .proc_write     = slabinfo_write,
1378         .proc_lseek     = seq_lseek,
1379         .proc_release   = seq_release,
1380 };
1381
1382 static int __init slab_proc_init(void)
1383 {
1384         proc_create("slabinfo", SLABINFO_RIGHTS, NULL, &slabinfo_proc_ops);
1385         return 0;
1386 }
1387 module_init(slab_proc_init);
1388
1389 #endif /* CONFIG_SLAB || CONFIG_SLUB_DEBUG */
1390
1391 static __always_inline __realloc_size(2) void *
1392 __do_krealloc(const void *p, size_t new_size, gfp_t flags)
1393 {
1394         void *ret;
1395         size_t ks;
1396
1397         /* Check for double-free before calling ksize. */
1398         if (likely(!ZERO_OR_NULL_PTR(p))) {
1399                 if (!kasan_check_byte(p))
1400                         return NULL;
1401                 ks = ksize(p);
1402         } else
1403                 ks = 0;
1404
1405         /* If the object still fits, repoison it precisely. */
1406         if (ks >= new_size) {
1407                 p = kasan_krealloc((void *)p, new_size, flags);
1408                 return (void *)p;
1409         }
1410
1411         ret = kmalloc_track_caller(new_size, flags);
1412         if (ret && p) {
1413                 /* Disable KASAN checks as the object's redzone is accessed. */
1414                 kasan_disable_current();
1415                 memcpy(ret, kasan_reset_tag(p), ks);
1416                 kasan_enable_current();
1417         }
1418
1419         return ret;
1420 }
1421
1422 /**
1423  * krealloc - reallocate memory. The contents will remain unchanged.
1424  * @p: object to reallocate memory for.
1425  * @new_size: how many bytes of memory are required.
1426  * @flags: the type of memory to allocate.
1427  *
1428  * The contents of the object pointed to are preserved up to the
1429  * lesser of the new and old sizes (__GFP_ZERO flag is effectively ignored).
1430  * If @p is %NULL, krealloc() behaves exactly like kmalloc().  If @new_size
1431  * is 0 and @p is not a %NULL pointer, the object pointed to is freed.
1432  *
1433  * Return: pointer to the allocated memory or %NULL in case of error
1434  */
1435 void *krealloc(const void *p, size_t new_size, gfp_t flags)
1436 {
1437         void *ret;
1438
1439         if (unlikely(!new_size)) {
1440                 kfree(p);
1441                 return ZERO_SIZE_PTR;
1442         }
1443
1444         ret = __do_krealloc(p, new_size, flags);
1445         if (ret && kasan_reset_tag(p) != kasan_reset_tag(ret))
1446                 kfree(p);
1447
1448         return ret;
1449 }
1450 EXPORT_SYMBOL(krealloc);
1451
1452 /**
1453  * kfree_sensitive - Clear sensitive information in memory before freeing
1454  * @p: object to free memory of
1455  *
1456  * The memory of the object @p points to is zeroed before freed.
1457  * If @p is %NULL, kfree_sensitive() does nothing.
1458  *
1459  * Note: this function zeroes the whole allocated buffer which can be a good
1460  * deal bigger than the requested buffer size passed to kmalloc(). So be
1461  * careful when using this function in performance sensitive code.
1462  */
1463 void kfree_sensitive(const void *p)
1464 {
1465         size_t ks;
1466         void *mem = (void *)p;
1467
1468         ks = ksize(mem);
1469         if (ks) {
1470                 kasan_unpoison_range(mem, ks);
1471                 memzero_explicit(mem, ks);
1472         }
1473         kfree(mem);
1474 }
1475 EXPORT_SYMBOL(kfree_sensitive);
1476
1477 size_t ksize(const void *objp)
1478 {
1479         /*
1480          * We need to first check that the pointer to the object is valid.
1481          * The KASAN report printed from ksize() is more useful, then when
1482          * it's printed later when the behaviour could be undefined due to
1483          * a potential use-after-free or double-free.
1484          *
1485          * We use kasan_check_byte(), which is supported for the hardware
1486          * tag-based KASAN mode, unlike kasan_check_read/write().
1487          *
1488          * If the pointed to memory is invalid, we return 0 to avoid users of
1489          * ksize() writing to and potentially corrupting the memory region.
1490          *
1491          * We want to perform the check before __ksize(), to avoid potentially
1492          * crashing in __ksize() due to accessing invalid metadata.
1493          */
1494         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)) || !kasan_check_byte(objp))
1495                 return 0;
1496
1497         return kfence_ksize(objp) ?: __ksize(objp);
1498 }
1499 EXPORT_SYMBOL(ksize);
1500
1501 /* Tracepoints definitions. */
1502 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL(kmalloc);
1503 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1504 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL(kfree);
1505 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1506
1507 int should_failslab(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1508 {
1509         if (__should_failslab(s, gfpflags))
1510                 return -ENOMEM;
1511         return 0;
1512 }
1513 ALLOW_ERROR_INJECTION(should_failslab, ERRNO);