Linux 4.14.66
[platform/kernel/linux-rpi.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/bitops.h>
19 #include <linux/slab.h>
20 #include "slab.h"
21 #include <linux/proc_fs.h>
22 #include <linux/notifier.h>
23 #include <linux/seq_file.h>
24 #include <linux/kasan.h>
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/cpuset.h>
27 #include <linux/mempolicy.h>
28 #include <linux/ctype.h>
29 #include <linux/debugobjects.h>
30 #include <linux/kallsyms.h>
31 #include <linux/memory.h>
32 #include <linux/math64.h>
33 #include <linux/fault-inject.h>
34 #include <linux/stacktrace.h>
35 #include <linux/prefetch.h>
36 #include <linux/memcontrol.h>
37 #include <linux/random.h>
38
39 #include <trace/events/kmem.h>
40
41 #include "internal.h"
42
43 /*
44  * Lock order:
45  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
46  *   2. node->list_lock
47  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
48  *
49  *   slab_mutex
50  *
51  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
52  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
53  *
54  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
55  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
56  *   double word in the page struct. Meaning
57  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
58  *      B. page->counters       -> Counters of objects
59  *      C. page->frozen         -> frozen state
60  *
61  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
62  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
63  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
64  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
65  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
66  *
67  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
68  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
69  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
70  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
71  *   modified without taking the list lock).
72  *
73  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
74  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
75  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
76  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
77  *   the list lock.
78  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
79  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
80  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
81  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
82  *
83  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
84  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
85  *
86  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
87  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
88  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
89  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
90  * cannot scan all objects.
91  *
92  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
93  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
94  * fast frees and allocs.
95  *
96  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
97  *
98  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
99  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
100  *                      such as satisfying allocations for a specific
101  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
102  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
103  *                      list operations. It is up to the processor holding
104  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
105  *                      when the slab is no longer needed.
106  *
107  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
108  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
109  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
110  *                      freelist that allows lockless access to
111  *                      free objects in addition to the regular freelist
112  *                      that requires the slab lock.
113  *
114  * PageError            Slab requires special handling due to debug
115  *                      options set. This moves slab handling out of
116  *                      the fast path and disables lockless freelists.
117  */
118
119 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
120 {
121 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
122         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
123 #else
124         return 0;
125 #endif
126 }
127
128 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
129 {
130         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE)
131                 p += s->red_left_pad;
132
133         return p;
134 }
135
136 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
137 {
138 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
139         return !kmem_cache_debug(s);
140 #else
141         return false;
142 #endif
143 }
144
145 /*
146  * Issues still to be resolved:
147  *
148  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
149  *
150  * - Variable sizing of the per node arrays
151  */
152
153 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
154 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
155
156 /* Enable to log cmpxchg failures */
157 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
158
159 /*
160  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
161  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
162  */
163 #define MIN_PARTIAL 5
164
165 /*
166  * Maximum number of desirable partial slabs.
167  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
168  * sort the partial list by the number of objects in use.
169  */
170 #define MAX_PARTIAL 10
171
172 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
173                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
174
175 /*
176  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
177  * issues when checking or reading debug information
178  */
179 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
180                                 SLAB_TRACE)
181
182
183 /*
184  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
185  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
186  * metadata.
187  */
188 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
189
190 #define OO_SHIFT        16
191 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
192 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
193
194 /* Internal SLUB flags */
195 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
196 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
197
198 /*
199  * Tracking user of a slab.
200  */
201 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
202 struct track {
203         unsigned long addr;     /* Called from address */
204 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
205         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
206 #endif
207         int cpu;                /* Was running on cpu */
208         int pid;                /* Pid context */
209         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
210 };
211
212 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
213
214 #ifdef CONFIG_SYSFS
215 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
216 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
217 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
218 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s);
219 #else
220 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
221 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
222                                                         { return 0; }
223 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
224 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
225 #endif
226
227 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
228 {
229 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
230         /*
231          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
232          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
233          */
234         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
235 #endif
236 }
237
238 /********************************************************************
239  *                      Core slab cache functions
240  *******************************************************************/
241
242 /*
243  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
244  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
245  * random number.
246  */
247 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
248                                  unsigned long ptr_addr)
249 {
250 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
251         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^ ptr_addr);
252 #else
253         return ptr;
254 #endif
255 }
256
257 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
258 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
259                                          void *ptr_addr)
260 {
261         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
262                             (unsigned long)ptr_addr);
263 }
264
265 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
266 {
267         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
268 }
269
270 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
271 {
272         if (object)
273                 prefetch(freelist_dereference(s, object + s->offset));
274 }
275
276 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
277 {
278         unsigned long freepointer_addr;
279         void *p;
280
281         if (!debug_pagealloc_enabled())
282                 return get_freepointer(s, object);
283
284         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
285         probe_kernel_read(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
286         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
287 }
288
289 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
290 {
291         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
292
293 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
294         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
295 #endif
296
297         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
298 }
299
300 /* Loop over all objects in a slab */
301 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
302         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
303                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
304                 __p += (__s)->size)
305
306 #define for_each_object_idx(__p, __idx, __s, __addr, __objects) \
307         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr), __idx = 1; \
308                 __idx <= __objects; \
309                 __p += (__s)->size, __idx++)
310
311 /* Determine object index from a given position */
312 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
313 {
314         return (p - addr) / s->size;
315 }
316
317 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
318 {
319         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
320 }
321
322 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
323                 unsigned long size, int reserved)
324 {
325         struct kmem_cache_order_objects x = {
326                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
327         };
328
329         return x;
330 }
331
332 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
333 {
334         return x.x >> OO_SHIFT;
335 }
336
337 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
338 {
339         return x.x & OO_MASK;
340 }
341
342 /*
343  * Per slab locking using the pagelock
344  */
345 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
346 {
347         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
348         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
349 }
350
351 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
352 {
353         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
354         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
355 }
356
357 static inline void set_page_slub_counters(struct page *page, unsigned long counters_new)
358 {
359         struct page tmp;
360         tmp.counters = counters_new;
361         /*
362          * page->counters can cover frozen/inuse/objects as well
363          * as page->_refcount.  If we assign to ->counters directly
364          * we run the risk of losing updates to page->_refcount, so
365          * be careful and only assign to the fields we need.
366          */
367         page->frozen  = tmp.frozen;
368         page->inuse   = tmp.inuse;
369         page->objects = tmp.objects;
370 }
371
372 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
373 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
374                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
375                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
376                 const char *n)
377 {
378         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
379 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
380     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
381         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
382                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
383                                    freelist_old, counters_old,
384                                    freelist_new, counters_new))
385                         return true;
386         } else
387 #endif
388         {
389                 slab_lock(page);
390                 if (page->freelist == freelist_old &&
391                                         page->counters == counters_old) {
392                         page->freelist = freelist_new;
393                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
394                         slab_unlock(page);
395                         return true;
396                 }
397                 slab_unlock(page);
398         }
399
400         cpu_relax();
401         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
402
403 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
404         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
405 #endif
406
407         return false;
408 }
409
410 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
411                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
412                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
413                 const char *n)
414 {
415 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
416     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
417         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
418                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
419                                    freelist_old, counters_old,
420                                    freelist_new, counters_new))
421                         return true;
422         } else
423 #endif
424         {
425                 unsigned long flags;
426
427                 local_irq_save(flags);
428                 slab_lock(page);
429                 if (page->freelist == freelist_old &&
430                                         page->counters == counters_old) {
431                         page->freelist = freelist_new;
432                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
433                         slab_unlock(page);
434                         local_irq_restore(flags);
435                         return true;
436                 }
437                 slab_unlock(page);
438                 local_irq_restore(flags);
439         }
440
441         cpu_relax();
442         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
443
444 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
445         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
446 #endif
447
448         return false;
449 }
450
451 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
452 /*
453  * Determine a map of object in use on a page.
454  *
455  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
456  * not vanish from under us.
457  */
458 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
459 {
460         void *p;
461         void *addr = page_address(page);
462
463         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
464                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
465 }
466
467 static inline int size_from_object(struct kmem_cache *s)
468 {
469         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
470                 return s->size - s->red_left_pad;
471
472         return s->size;
473 }
474
475 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
476 {
477         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
478                 p -= s->red_left_pad;
479
480         return p;
481 }
482
483 /*
484  * Debug settings:
485  */
486 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
487 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
488 #else
489 static int slub_debug;
490 #endif
491
492 static char *slub_debug_slabs;
493 static int disable_higher_order_debug;
494
495 /*
496  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
497  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
498  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
499  * to tell kasan that these accesses are OK.
500  */
501 static inline void metadata_access_enable(void)
502 {
503         kasan_disable_current();
504 }
505
506 static inline void metadata_access_disable(void)
507 {
508         kasan_enable_current();
509 }
510
511 /*
512  * Object debugging
513  */
514
515 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
516 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
517                                 struct page *page, void *object)
518 {
519         void *base;
520
521         if (!object)
522                 return 1;
523
524         base = page_address(page);
525         object = restore_red_left(s, object);
526         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
527                 (object - base) % s->size) {
528                 return 0;
529         }
530
531         return 1;
532 }
533
534 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
535                           unsigned int length)
536 {
537         metadata_access_enable();
538         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
539                         length, 1);
540         metadata_access_disable();
541 }
542
543 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
544         enum track_item alloc)
545 {
546         struct track *p;
547
548         if (s->offset)
549                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
550         else
551                 p = object + s->inuse;
552
553         return p + alloc;
554 }
555
556 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
557                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
558 {
559         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
560
561         if (addr) {
562 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
563                 struct stack_trace trace;
564                 int i;
565
566                 trace.nr_entries = 0;
567                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
568                 trace.entries = p->addrs;
569                 trace.skip = 3;
570                 metadata_access_enable();
571                 save_stack_trace(&trace);
572                 metadata_access_disable();
573
574                 /* See rant in lockdep.c */
575                 if (trace.nr_entries != 0 &&
576                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
577                         trace.nr_entries--;
578
579                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
580                         p->addrs[i] = 0;
581 #endif
582                 p->addr = addr;
583                 p->cpu = smp_processor_id();
584                 p->pid = current->pid;
585                 p->when = jiffies;
586         } else
587                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
588 }
589
590 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
591 {
592         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
593                 return;
594
595         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
596         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
597 }
598
599 static void print_track(const char *s, struct track *t)
600 {
601         if (!t->addr)
602                 return;
603
604         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
605                s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
606 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
607         {
608                 int i;
609                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
610                         if (t->addrs[i])
611                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
612                         else
613                                 break;
614         }
615 #endif
616 }
617
618 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
619 {
620         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
621                 return;
622
623         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
624         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
625 }
626
627 static void print_page_info(struct page *page)
628 {
629         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
630                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
631
632 }
633
634 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
635 {
636         struct va_format vaf;
637         va_list args;
638
639         va_start(args, fmt);
640         vaf.fmt = fmt;
641         vaf.va = &args;
642         pr_err("=============================================================================\n");
643         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
644         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
645
646         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
647         va_end(args);
648 }
649
650 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
651 {
652         struct va_format vaf;
653         va_list args;
654
655         va_start(args, fmt);
656         vaf.fmt = fmt;
657         vaf.va = &args;
658         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
659         va_end(args);
660 }
661
662 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
663 {
664         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
665         u8 *addr = page_address(page);
666
667         print_tracking(s, p);
668
669         print_page_info(page);
670
671         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
672                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
673
674         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
675                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p - s->red_left_pad,
676                               s->red_left_pad);
677         else if (p > addr + 16)
678                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
679
680         print_section(KERN_ERR, "Object ", p,
681                       min_t(unsigned long, s->object_size, PAGE_SIZE));
682         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
683                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p + s->object_size,
684                         s->inuse - s->object_size);
685
686         if (s->offset)
687                 off = s->offset + sizeof(void *);
688         else
689                 off = s->inuse;
690
691         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
692                 off += 2 * sizeof(struct track);
693
694         off += kasan_metadata_size(s);
695
696         if (off != size_from_object(s))
697                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
698                 print_section(KERN_ERR, "Padding ", p + off,
699                               size_from_object(s) - off);
700
701         dump_stack();
702 }
703
704 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
705                         u8 *object, char *reason)
706 {
707         slab_bug(s, "%s", reason);
708         print_trailer(s, page, object);
709 }
710
711 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
712                         const char *fmt, ...)
713 {
714         va_list args;
715         char buf[100];
716
717         va_start(args, fmt);
718         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
719         va_end(args);
720         slab_bug(s, "%s", buf);
721         print_page_info(page);
722         dump_stack();
723 }
724
725 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
726 {
727         u8 *p = object;
728
729         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
730                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
731
732         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
733                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
734                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
735         }
736
737         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
738                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
739 }
740
741 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
742                                                 void *from, void *to)
743 {
744         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
745         memset(from, data, to - from);
746 }
747
748 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
749                         u8 *object, char *what,
750                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
751 {
752         u8 *fault;
753         u8 *end;
754
755         metadata_access_enable();
756         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
757         metadata_access_disable();
758         if (!fault)
759                 return 1;
760
761         end = start + bytes;
762         while (end > fault && end[-1] == value)
763                 end--;
764
765         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
766         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
767                                         fault, end - 1, fault[0], value);
768         print_trailer(s, page, object);
769
770         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
771         return 0;
772 }
773
774 /*
775  * Object layout:
776  *
777  * object address
778  *      Bytes of the object to be managed.
779  *      If the freepointer may overlay the object then the free
780  *      pointer is the first word of the object.
781  *
782  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
783  *      0xa5 (POISON_END)
784  *
785  * object + s->object_size
786  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
787  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
788  *      object_size == inuse.
789  *
790  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
791  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
792  *
793  * object + s->inuse
794  *      Meta data starts here.
795  *
796  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
797  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
798  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
799  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
800  *              before the word boundary.
801  *
802  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
803  *
804  * object + s->size
805  *      Nothing is used beyond s->size.
806  *
807  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
808  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
809  * may be used with merged slabcaches.
810  */
811
812 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
813 {
814         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
815
816         if (s->offset)
817                 /* Freepointer is placed after the object. */
818                 off += sizeof(void *);
819
820         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
821                 /* We also have user information there */
822                 off += 2 * sizeof(struct track);
823
824         off += kasan_metadata_size(s);
825
826         if (size_from_object(s) == off)
827                 return 1;
828
829         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
830                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
831 }
832
833 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
834 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
835 {
836         u8 *start;
837         u8 *fault;
838         u8 *end;
839         int length;
840         int remainder;
841
842         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
843                 return 1;
844
845         start = page_address(page);
846         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
847         end = start + length;
848         remainder = length % s->size;
849         if (!remainder)
850                 return 1;
851
852         metadata_access_enable();
853         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
854         metadata_access_disable();
855         if (!fault)
856                 return 1;
857         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
858                 end--;
859
860         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
861         print_section(KERN_ERR, "Padding ", end - remainder, remainder);
862
863         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
864         return 0;
865 }
866
867 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
868                                         void *object, u8 val)
869 {
870         u8 *p = object;
871         u8 *endobject = object + s->object_size;
872
873         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
874                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
875                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
876                         return 0;
877
878                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
879                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
880                         return 0;
881         } else {
882                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
883                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
884                                 endobject, POISON_INUSE,
885                                 s->inuse - s->object_size);
886                 }
887         }
888
889         if (s->flags & SLAB_POISON) {
890                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
891                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
892                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
893                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
894                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
895                         return 0;
896                 /*
897                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
898                  */
899                 check_pad_bytes(s, page, p);
900         }
901
902         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
903                 /*
904                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
905                  * freepointer while object is allocated.
906                  */
907                 return 1;
908
909         /* Check free pointer validity */
910         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
911                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
912                 /*
913                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
914                  * of the free objects in this slab. May cause
915                  * another error because the object count is now wrong.
916                  */
917                 set_freepointer(s, p, NULL);
918                 return 0;
919         }
920         return 1;
921 }
922
923 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
924 {
925         int maxobj;
926
927         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
928
929         if (!PageSlab(page)) {
930                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
931                 return 0;
932         }
933
934         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
935         if (page->objects > maxobj) {
936                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
937                         page->objects, maxobj);
938                 return 0;
939         }
940         if (page->inuse > page->objects) {
941                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
942                         page->inuse, page->objects);
943                 return 0;
944         }
945         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
946         slab_pad_check(s, page);
947         return 1;
948 }
949
950 /*
951  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
952  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
953  */
954 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
955 {
956         int nr = 0;
957         void *fp;
958         void *object = NULL;
959         int max_objects;
960
961         fp = page->freelist;
962         while (fp && nr <= page->objects) {
963                 if (fp == search)
964                         return 1;
965                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
966                         if (object) {
967                                 object_err(s, page, object,
968                                         "Freechain corrupt");
969                                 set_freepointer(s, object, NULL);
970                         } else {
971                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
972                                 page->freelist = NULL;
973                                 page->inuse = page->objects;
974                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
975                                 return 0;
976                         }
977                         break;
978                 }
979                 object = fp;
980                 fp = get_freepointer(s, object);
981                 nr++;
982         }
983
984         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
985         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
986                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
987
988         if (page->objects != max_objects) {
989                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
990                          page->objects, max_objects);
991                 page->objects = max_objects;
992                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
993         }
994         if (page->inuse != page->objects - nr) {
995                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
996                          page->inuse, page->objects - nr);
997                 page->inuse = page->objects - nr;
998                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
999         }
1000         return search == NULL;
1001 }
1002
1003 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1004                                                                 int alloc)
1005 {
1006         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1007                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1008                         s->name,
1009                         alloc ? "alloc" : "free",
1010                         object, page->inuse,
1011                         page->freelist);
1012
1013                 if (!alloc)
1014                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1015                                         s->object_size);
1016
1017                 dump_stack();
1018         }
1019 }
1020
1021 /*
1022  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1023  */
1024 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1025         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1026 {
1027         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1028                 return;
1029
1030         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1031         list_add(&page->lru, &n->full);
1032 }
1033
1034 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1035 {
1036         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1037                 return;
1038
1039         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1040         list_del(&page->lru);
1041 }
1042
1043 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1044 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1045 {
1046         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1047
1048         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1049 }
1050
1051 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1052 {
1053         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1054 }
1055
1056 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1057 {
1058         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1059
1060         /*
1061          * May be called early in order to allocate a slab for the
1062          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1063          * dilemma by deferring the increment of the count during
1064          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1065          */
1066         if (likely(n)) {
1067                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1068                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1069         }
1070 }
1071 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1072 {
1073         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1074
1075         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1076         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1077 }
1078
1079 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1080 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1081                                                                 void *object)
1082 {
1083         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1084                 return;
1085
1086         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1087         init_tracking(s, object);
1088 }
1089
1090 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1091                                         struct page *page,
1092                                         void *object, unsigned long addr)
1093 {
1094         if (!check_slab(s, page))
1095                 return 0;
1096
1097         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1098                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1099                 return 0;
1100         }
1101
1102         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1103                 return 0;
1104
1105         return 1;
1106 }
1107
1108 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1109                                         struct page *page,
1110                                         void *object, unsigned long addr)
1111 {
1112         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1113                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object, addr))
1114                         goto bad;
1115         }
1116
1117         /* Success perform special debug activities for allocs */
1118         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1119                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1120         trace(s, page, object, 1);
1121         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1122         return 1;
1123
1124 bad:
1125         if (PageSlab(page)) {
1126                 /*
1127                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1128                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1129                  * as used avoids touching the remaining objects.
1130                  */
1131                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1132                 page->inuse = page->objects;
1133                 page->freelist = NULL;
1134         }
1135         return 0;
1136 }
1137
1138 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1139                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1140 {
1141         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1142                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1143                 return 0;
1144         }
1145
1146         if (on_freelist(s, page, object)) {
1147                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1148                 return 0;
1149         }
1150
1151         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1152                 return 0;
1153
1154         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1155                 if (!PageSlab(page)) {
1156                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1157                                  object);
1158                 } else if (!page->slab_cache) {
1159                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1160                                object);
1161                         dump_stack();
1162                 } else
1163                         object_err(s, page, object,
1164                                         "page slab pointer corrupt.");
1165                 return 0;
1166         }
1167         return 1;
1168 }
1169
1170 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1171 static noinline int free_debug_processing(
1172         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1173         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1174         unsigned long addr)
1175 {
1176         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1177         void *object = head;
1178         int cnt = 0;
1179         unsigned long uninitialized_var(flags);
1180         int ret = 0;
1181
1182         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1183         slab_lock(page);
1184
1185         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1186                 if (!check_slab(s, page))
1187                         goto out;
1188         }
1189
1190 next_object:
1191         cnt++;
1192
1193         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1194                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1195                         goto out;
1196         }
1197
1198         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1199                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1200         trace(s, page, object, 0);
1201         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1202         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1203
1204         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1205         if (object != tail) {
1206                 object = get_freepointer(s, object);
1207                 goto next_object;
1208         }
1209         ret = 1;
1210
1211 out:
1212         if (cnt != bulk_cnt)
1213                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1214                          bulk_cnt, cnt);
1215
1216         slab_unlock(page);
1217         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1218         if (!ret)
1219                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1220         return ret;
1221 }
1222
1223 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1224 {
1225         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1226         if (*str++ != '=' || !*str)
1227                 /*
1228                  * No options specified. Switch on full debugging.
1229                  */
1230                 goto out;
1231
1232         if (*str == ',')
1233                 /*
1234                  * No options but restriction on slabs. This means full
1235                  * debugging for slabs matching a pattern.
1236                  */
1237                 goto check_slabs;
1238
1239         slub_debug = 0;
1240         if (*str == '-')
1241                 /*
1242                  * Switch off all debugging measures.
1243                  */
1244                 goto out;
1245
1246         /*
1247          * Determine which debug features should be switched on
1248          */
1249         for (; *str && *str != ','; str++) {
1250                 switch (tolower(*str)) {
1251                 case 'f':
1252                         slub_debug |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1253                         break;
1254                 case 'z':
1255                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1256                         break;
1257                 case 'p':
1258                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1259                         break;
1260                 case 'u':
1261                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1262                         break;
1263                 case 't':
1264                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1265                         break;
1266                 case 'a':
1267                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1268                         break;
1269                 case 'o':
1270                         /*
1271                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1272                          * order would increase as a result.
1273                          */
1274                         disable_higher_order_debug = 1;
1275                         break;
1276                 default:
1277                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1278                                *str);
1279                 }
1280         }
1281
1282 check_slabs:
1283         if (*str == ',')
1284                 slub_debug_slabs = str + 1;
1285 out:
1286         return 1;
1287 }
1288
1289 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1290
1291 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1292         unsigned long flags, const char *name,
1293         void (*ctor)(void *))
1294 {
1295         /*
1296          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1297          */
1298         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1299                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1300                 flags |= slub_debug;
1301
1302         return flags;
1303 }
1304 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1305 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1306                         struct page *page, void *object) {}
1307
1308 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1309         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1310
1311 static inline int free_debug_processing(
1312         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1313         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1314         unsigned long addr) { return 0; }
1315
1316 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1317                         { return 1; }
1318 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1319                         void *object, u8 val) { return 1; }
1320 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1321                                         struct page *page) {}
1322 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1323                                         struct page *page) {}
1324 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1325         unsigned long flags, const char *name,
1326         void (*ctor)(void *))
1327 {
1328         return flags;
1329 }
1330 #define slub_debug 0
1331
1332 #define disable_higher_order_debug 0
1333
1334 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1335                                                         { return 0; }
1336 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1337                                                         { return 0; }
1338 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1339                                                         int objects) {}
1340 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1341                                                         int objects) {}
1342
1343 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1344
1345 /*
1346  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1347  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1348  */
1349 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1350 {
1351         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1352         kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1353 }
1354
1355 static inline void kfree_hook(const void *x)
1356 {
1357         kmemleak_free(x);
1358         kasan_kfree_large(x);
1359 }
1360
1361 static inline void *slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1362 {
1363         void *freeptr;
1364
1365         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1366
1367         /*
1368          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1369          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1370          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1371          */
1372 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1373         {
1374                 unsigned long flags;
1375
1376                 local_irq_save(flags);
1377                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1378                 local_irq_restore(flags);
1379         }
1380 #endif
1381         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1382                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1383
1384         freeptr = get_freepointer(s, x);
1385         /*
1386          * kasan_slab_free() may put x into memory quarantine, delaying its
1387          * reuse. In this case the object's freelist pointer is changed.
1388          */
1389         kasan_slab_free(s, x);
1390         return freeptr;
1391 }
1392
1393 static inline void slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1394                                            void *head, void *tail)
1395 {
1396 /*
1397  * Compiler cannot detect this function can be removed if slab_free_hook()
1398  * evaluates to nothing.  Thus, catch all relevant config debug options here.
1399  */
1400 #if defined(CONFIG_LOCKDEP)     ||              \
1401         defined(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK) ||       \
1402         defined(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_FREE) ||   \
1403         defined(CONFIG_KASAN)
1404
1405         void *object = head;
1406         void *tail_obj = tail ? : head;
1407         void *freeptr;
1408
1409         do {
1410                 freeptr = slab_free_hook(s, object);
1411         } while ((object != tail_obj) && (object = freeptr));
1412 #endif
1413 }
1414
1415 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1416                                 void *object)
1417 {
1418         setup_object_debug(s, page, object);
1419         kasan_init_slab_obj(s, object);
1420         if (unlikely(s->ctor)) {
1421                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1422                 s->ctor(object);
1423                 kasan_poison_object_data(s, object);
1424         }
1425 }
1426
1427 /*
1428  * Slab allocation and freeing
1429  */
1430 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1431                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1432 {
1433         struct page *page;
1434         int order = oo_order(oo);
1435
1436         if (node == NUMA_NO_NODE)
1437                 page = alloc_pages(flags, order);
1438         else
1439                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1440
1441         if (page && memcg_charge_slab(page, flags, order, s)) {
1442                 __free_pages(page, order);
1443                 page = NULL;
1444         }
1445
1446         return page;
1447 }
1448
1449 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1450 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1451 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1452 {
1453         int err;
1454         unsigned long i, count = oo_objects(s->oo);
1455
1456         /* Bailout if already initialised */
1457         if (s->random_seq)
1458                 return 0;
1459
1460         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1461         if (err) {
1462                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1463                         s->name);
1464                 return err;
1465         }
1466
1467         /* Transform to an offset on the set of pages */
1468         if (s->random_seq) {
1469                 for (i = 0; i < count; i++)
1470                         s->random_seq[i] *= s->size;
1471         }
1472         return 0;
1473 }
1474
1475 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1476 static void __init init_freelist_randomization(void)
1477 {
1478         struct kmem_cache *s;
1479
1480         mutex_lock(&slab_mutex);
1481
1482         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1483                 init_cache_random_seq(s);
1484
1485         mutex_unlock(&slab_mutex);
1486 }
1487
1488 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1489 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1490                                 unsigned long *pos, void *start,
1491                                 unsigned long page_limit,
1492                                 unsigned long freelist_count)
1493 {
1494         unsigned int idx;
1495
1496         /*
1497          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1498          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1499          */
1500         do {
1501                 idx = s->random_seq[*pos];
1502                 *pos += 1;
1503                 if (*pos >= freelist_count)
1504                         *pos = 0;
1505         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1506
1507         return (char *)start + idx;
1508 }
1509
1510 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1511 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1512 {
1513         void *start;
1514         void *cur;
1515         void *next;
1516         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1517
1518         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1519                 return false;
1520
1521         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1522         pos = get_random_int() % freelist_count;
1523
1524         page_limit = page->objects * s->size;
1525         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1526
1527         /* First entry is used as the base of the freelist */
1528         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1529                                 freelist_count);
1530         page->freelist = cur;
1531
1532         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1533                 setup_object(s, page, cur);
1534                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1535                         freelist_count);
1536                 set_freepointer(s, cur, next);
1537                 cur = next;
1538         }
1539         setup_object(s, page, cur);
1540         set_freepointer(s, cur, NULL);
1541
1542         return true;
1543 }
1544 #else
1545 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1546 {
1547         return 0;
1548 }
1549 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1550 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1551 {
1552         return false;
1553 }
1554 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1555
1556 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1557 {
1558         struct page *page;
1559         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1560         gfp_t alloc_gfp;
1561         void *start, *p;
1562         int idx, order;
1563         bool shuffle;
1564
1565         flags &= gfp_allowed_mask;
1566
1567         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1568                 local_irq_enable();
1569
1570         flags |= s->allocflags;
1571
1572         /*
1573          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1574          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1575          */
1576         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1577         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1578                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1579
1580         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1581         if (unlikely(!page)) {
1582                 oo = s->min;
1583                 alloc_gfp = flags;
1584                 /*
1585                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1586                  * Try a lower order alloc if possible
1587                  */
1588                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1589                 if (unlikely(!page))
1590                         goto out;
1591                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1592         }
1593
1594         page->objects = oo_objects(oo);
1595
1596         order = compound_order(page);
1597         page->slab_cache = s;
1598         __SetPageSlab(page);
1599         if (page_is_pfmemalloc(page))
1600                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1601
1602         start = page_address(page);
1603
1604         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1605                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1606
1607         kasan_poison_slab(page);
1608
1609         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1610
1611         if (!shuffle) {
1612                 for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1613                         setup_object(s, page, p);
1614                         if (likely(idx < page->objects))
1615                                 set_freepointer(s, p, p + s->size);
1616                         else
1617                                 set_freepointer(s, p, NULL);
1618                 }
1619                 page->freelist = fixup_red_left(s, start);
1620         }
1621
1622         page->inuse = page->objects;
1623         page->frozen = 1;
1624
1625 out:
1626         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1627                 local_irq_disable();
1628         if (!page)
1629                 return NULL;
1630
1631         mod_lruvec_page_state(page,
1632                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1633                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1634                 1 << oo_order(oo));
1635
1636         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1637
1638         return page;
1639 }
1640
1641 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1642 {
1643         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1644                 gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
1645                 flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
1646                 pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
1647                                 invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
1648                 dump_stack();
1649         }
1650
1651         return allocate_slab(s,
1652                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1653 }
1654
1655 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1656 {
1657         int order = compound_order(page);
1658         int pages = 1 << order;
1659
1660         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1661                 void *p;
1662
1663                 slab_pad_check(s, page);
1664                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1665                                                 page->objects)
1666                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1667         }
1668
1669         mod_lruvec_page_state(page,
1670                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1671                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1672                 -pages);
1673
1674         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1675         __ClearPageSlab(page);
1676
1677         page_mapcount_reset(page);
1678         if (current->reclaim_state)
1679                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1680         memcg_uncharge_slab(page, order, s);
1681         __free_pages(page, order);
1682 }
1683
1684 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1685         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1686
1687 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1688 {
1689         struct page *page;
1690
1691         if (need_reserve_slab_rcu)
1692                 page = virt_to_head_page(h);
1693         else
1694                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1695
1696         __free_slab(page->slab_cache, page);
1697 }
1698
1699 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1700 {
1701         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1702                 struct rcu_head *head;
1703
1704                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1705                         int order = compound_order(page);
1706                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1707
1708                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1709                         head = page_address(page) + offset;
1710                 } else {
1711                         head = &page->rcu_head;
1712                 }
1713
1714                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1715         } else
1716                 __free_slab(s, page);
1717 }
1718
1719 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1720 {
1721         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1722         free_slab(s, page);
1723 }
1724
1725 /*
1726  * Management of partially allocated slabs.
1727  */
1728 static inline void
1729 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1730 {
1731         n->nr_partial++;
1732         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1733                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1734         else
1735                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1736 }
1737
1738 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1739                                 struct page *page, int tail)
1740 {
1741         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1742         __add_partial(n, page, tail);
1743 }
1744
1745 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1746                                         struct page *page)
1747 {
1748         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1749         list_del(&page->lru);
1750         n->nr_partial--;
1751 }
1752
1753 /*
1754  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1755  * return the pointer to the freelist.
1756  *
1757  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1758  */
1759 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1760                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1761                 int mode, int *objects)
1762 {
1763         void *freelist;
1764         unsigned long counters;
1765         struct page new;
1766
1767         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1768
1769         /*
1770          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1771          * The old freelist is the list of objects for the
1772          * per cpu allocation list.
1773          */
1774         freelist = page->freelist;
1775         counters = page->counters;
1776         new.counters = counters;
1777         *objects = new.objects - new.inuse;
1778         if (mode) {
1779                 new.inuse = page->objects;
1780                 new.freelist = NULL;
1781         } else {
1782                 new.freelist = freelist;
1783         }
1784
1785         VM_BUG_ON(new.frozen);
1786         new.frozen = 1;
1787
1788         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1789                         freelist, counters,
1790                         new.freelist, new.counters,
1791                         "acquire_slab"))
1792                 return NULL;
1793
1794         remove_partial(n, page);
1795         WARN_ON(!freelist);
1796         return freelist;
1797 }
1798
1799 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1800 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1801
1802 /*
1803  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1804  */
1805 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1806                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1807 {
1808         struct page *page, *page2;
1809         void *object = NULL;
1810         int available = 0;
1811         int objects;
1812
1813         /*
1814          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1815          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1816          * partial slab and there is none available then get_partials()
1817          * will return NULL.
1818          */
1819         if (!n || !n->nr_partial)
1820                 return NULL;
1821
1822         spin_lock(&n->list_lock);
1823         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1824                 void *t;
1825
1826                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1827                         continue;
1828
1829                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1830                 if (!t)
1831                         break;
1832
1833                 available += objects;
1834                 if (!object) {
1835                         c->page = page;
1836                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1837                         object = t;
1838                 } else {
1839                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1840                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1841                 }
1842                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1843                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
1844                         break;
1845
1846         }
1847         spin_unlock(&n->list_lock);
1848         return object;
1849 }
1850
1851 /*
1852  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1853  */
1854 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1855                 struct kmem_cache_cpu *c)
1856 {
1857 #ifdef CONFIG_NUMA
1858         struct zonelist *zonelist;
1859         struct zoneref *z;
1860         struct zone *zone;
1861         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1862         void *object;
1863         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1864
1865         /*
1866          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1867          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1868          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1869          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1870          *
1871          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1872          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1873          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1874          * from other nodes and filled up.
1875          *
1876          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
1877          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
1878          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
1879          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
1880          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1881          * with available objects.
1882          */
1883         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1884                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1885                 return NULL;
1886
1887         do {
1888                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1889                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1890                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1891                         struct kmem_cache_node *n;
1892
1893                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1894
1895                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1896                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1897                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1898                                 if (object) {
1899                                         /*
1900                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1901                                          * here - if mems_allowed was updated in
1902                                          * parallel, that was a harmless race
1903                                          * between allocation and the cpuset
1904                                          * update
1905                                          */
1906                                         return object;
1907                                 }
1908                         }
1909                 }
1910         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1911 #endif
1912         return NULL;
1913 }
1914
1915 /*
1916  * Get a partial page, lock it and return it.
1917  */
1918 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1919                 struct kmem_cache_cpu *c)
1920 {
1921         void *object;
1922         int searchnode = node;
1923
1924         if (node == NUMA_NO_NODE)
1925                 searchnode = numa_mem_id();
1926         else if (!node_present_pages(node))
1927                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1928
1929         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1930         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1931                 return object;
1932
1933         return get_any_partial(s, flags, c);
1934 }
1935
1936 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1937 /*
1938  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1939  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1940  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1941  */
1942 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1943 #else
1944 /*
1945  * No preemption supported therefore also no need to check for
1946  * different cpus.
1947  */
1948 #define TID_STEP 1
1949 #endif
1950
1951 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1952 {
1953         return tid + TID_STEP;
1954 }
1955
1956 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1957 {
1958         return tid % TID_STEP;
1959 }
1960
1961 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1962 {
1963         return tid / TID_STEP;
1964 }
1965
1966 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1967 {
1968         return cpu;
1969 }
1970
1971 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1972                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1973 {
1974 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1975         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1976
1977         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1978
1979 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1980         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1981                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1982                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1983         else
1984 #endif
1985         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1986                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1987                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1988         else
1989                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1990                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1991 #endif
1992         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1993 }
1994
1995 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1996 {
1997         int cpu;
1998
1999         for_each_possible_cpu(cpu)
2000                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2001 }
2002
2003 /*
2004  * Remove the cpu slab
2005  */
2006 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2007                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2008 {
2009         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2010         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2011         int lock = 0;
2012         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2013         void *nextfree;
2014         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2015         struct page new;
2016         struct page old;
2017
2018         if (page->freelist) {
2019                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2020                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2021         }
2022
2023         /*
2024          * Stage one: Free all available per cpu objects back
2025          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
2026          * last one.
2027          *
2028          * There is no need to take the list->lock because the page
2029          * is still frozen.
2030          */
2031         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
2032                 void *prior;
2033                 unsigned long counters;
2034
2035                 do {
2036                         prior = page->freelist;
2037                         counters = page->counters;
2038                         set_freepointer(s, freelist, prior);
2039                         new.counters = counters;
2040                         new.inuse--;
2041                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
2042
2043                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2044                         prior, counters,
2045                         freelist, new.counters,
2046                         "drain percpu freelist"));
2047
2048                 freelist = nextfree;
2049         }
2050
2051         /*
2052          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
2053          * list presence reflects the actual number of objects
2054          * during unfreeze.
2055          *
2056          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2057          * with the count. If there is a mismatch then the page
2058          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2059          *
2060          * Then we restart the process which may have to remove
2061          * the page from the list that we just put it on again
2062          * because the number of objects in the slab may have
2063          * changed.
2064          */
2065 redo:
2066
2067         old.freelist = page->freelist;
2068         old.counters = page->counters;
2069         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2070
2071         /* Determine target state of the slab */
2072         new.counters = old.counters;
2073         if (freelist) {
2074                 new.inuse--;
2075                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
2076                 new.freelist = freelist;
2077         } else
2078                 new.freelist = old.freelist;
2079
2080         new.frozen = 0;
2081
2082         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2083                 m = M_FREE;
2084         else if (new.freelist) {
2085                 m = M_PARTIAL;
2086                 if (!lock) {
2087                         lock = 1;
2088                         /*
2089                          * Taking the spinlock removes the possiblity
2090                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2091                          * is frozen
2092                          */
2093                         spin_lock(&n->list_lock);
2094                 }
2095         } else {
2096                 m = M_FULL;
2097                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
2098                         lock = 1;
2099                         /*
2100                          * This also ensures that the scanning of full
2101                          * slabs from diagnostic functions will not see
2102                          * any frozen slabs.
2103                          */
2104                         spin_lock(&n->list_lock);
2105                 }
2106         }
2107
2108         if (l != m) {
2109
2110                 if (l == M_PARTIAL)
2111
2112                         remove_partial(n, page);
2113
2114                 else if (l == M_FULL)
2115
2116                         remove_full(s, n, page);
2117
2118                 if (m == M_PARTIAL) {
2119
2120                         add_partial(n, page, tail);
2121                         stat(s, tail);
2122
2123                 } else if (m == M_FULL) {
2124
2125                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2126                         add_full(s, n, page);
2127
2128                 }
2129         }
2130
2131         l = m;
2132         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2133                                 old.freelist, old.counters,
2134                                 new.freelist, new.counters,
2135                                 "unfreezing slab"))
2136                 goto redo;
2137
2138         if (lock)
2139                 spin_unlock(&n->list_lock);
2140
2141         if (m == M_FREE) {
2142                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2143                 discard_slab(s, page);
2144                 stat(s, FREE_SLAB);
2145         }
2146
2147         c->page = NULL;
2148         c->freelist = NULL;
2149 }
2150
2151 /*
2152  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2153  *
2154  * This function must be called with interrupts disabled
2155  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2156  * to guarantee no concurrent accesses).
2157  */
2158 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2159                 struct kmem_cache_cpu *c)
2160 {
2161 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2162         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2163         struct page *page, *discard_page = NULL;
2164
2165         while ((page = c->partial)) {
2166                 struct page new;
2167                 struct page old;
2168
2169                 c->partial = page->next;
2170
2171                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2172                 if (n != n2) {
2173                         if (n)
2174                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2175
2176                         n = n2;
2177                         spin_lock(&n->list_lock);
2178                 }
2179
2180                 do {
2181
2182                         old.freelist = page->freelist;
2183                         old.counters = page->counters;
2184                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2185
2186                         new.counters = old.counters;
2187                         new.freelist = old.freelist;
2188
2189                         new.frozen = 0;
2190
2191                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2192                                 old.freelist, old.counters,
2193                                 new.freelist, new.counters,
2194                                 "unfreezing slab"));
2195
2196                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2197                         page->next = discard_page;
2198                         discard_page = page;
2199                 } else {
2200                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2201                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2202                 }
2203         }
2204
2205         if (n)
2206                 spin_unlock(&n->list_lock);
2207
2208         while (discard_page) {
2209                 page = discard_page;
2210                 discard_page = discard_page->next;
2211
2212                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2213                 discard_slab(s, page);
2214                 stat(s, FREE_SLAB);
2215         }
2216 #endif
2217 }
2218
2219 /*
2220  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2221  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2222  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2223  * onto a random cpus partial slot.
2224  *
2225  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2226  * per node partial list.
2227  */
2228 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2229 {
2230 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2231         struct page *oldpage;
2232         int pages;
2233         int pobjects;
2234
2235         preempt_disable();
2236         do {
2237                 pages = 0;
2238                 pobjects = 0;
2239                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2240
2241                 if (oldpage) {
2242                         pobjects = oldpage->pobjects;
2243                         pages = oldpage->pages;
2244                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2245                                 unsigned long flags;
2246                                 /*
2247                                  * partial array is full. Move the existing
2248                                  * set to the per node partial list.
2249                                  */
2250                                 local_irq_save(flags);
2251                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2252                                 local_irq_restore(flags);
2253                                 oldpage = NULL;
2254                                 pobjects = 0;
2255                                 pages = 0;
2256                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2257                         }
2258                 }
2259
2260                 pages++;
2261                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2262
2263                 page->pages = pages;
2264                 page->pobjects = pobjects;
2265                 page->next = oldpage;
2266
2267         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2268                                                                 != oldpage);
2269         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2270                 unsigned long flags;
2271
2272                 local_irq_save(flags);
2273                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2274                 local_irq_restore(flags);
2275         }
2276         preempt_enable();
2277 #endif
2278 }
2279
2280 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2281 {
2282         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2283         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2284
2285         c->tid = next_tid(c->tid);
2286 }
2287
2288 /*
2289  * Flush cpu slab.
2290  *
2291  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2292  */
2293 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2294 {
2295         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2296
2297         if (likely(c)) {
2298                 if (c->page)
2299                         flush_slab(s, c);
2300
2301                 unfreeze_partials(s, c);
2302         }
2303 }
2304
2305 static void flush_cpu_slab(void *d)
2306 {
2307         struct kmem_cache *s = d;
2308
2309         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2310 }
2311
2312 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2313 {
2314         struct kmem_cache *s = info;
2315         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2316
2317         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2318 }
2319
2320 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2321 {
2322         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2323 }
2324
2325 /*
2326  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2327  * necessary.
2328  */
2329 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2330 {
2331         struct kmem_cache *s;
2332         unsigned long flags;
2333
2334         mutex_lock(&slab_mutex);
2335         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2336                 local_irq_save(flags);
2337                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2338                 local_irq_restore(flags);
2339         }
2340         mutex_unlock(&slab_mutex);
2341         return 0;
2342 }
2343
2344 /*
2345  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2346  * locality expectations.
2347  */
2348 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2349 {
2350 #ifdef CONFIG_NUMA
2351         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2352                 return 0;
2353 #endif
2354         return 1;
2355 }
2356
2357 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2358 static int count_free(struct page *page)
2359 {
2360         return page->objects - page->inuse;
2361 }
2362
2363 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2364 {
2365         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2366 }
2367 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2368
2369 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2370 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2371                                         int (*get_count)(struct page *))
2372 {
2373         unsigned long flags;
2374         unsigned long x = 0;
2375         struct page *page;
2376
2377         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2378         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2379                 x += get_count(page);
2380         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2381         return x;
2382 }
2383 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2384
2385 static noinline void
2386 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2387 {
2388 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2389         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2390                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2391         int node;
2392         struct kmem_cache_node *n;
2393
2394         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2395                 return;
2396
2397         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2398                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2399         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, default order: %d, min order: %d\n",
2400                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2401                 oo_order(s->min));
2402
2403         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2404                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2405                         s->name);
2406
2407         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2408                 unsigned long nr_slabs;
2409                 unsigned long nr_objs;
2410                 unsigned long nr_free;
2411
2412                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2413                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2414                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2415
2416                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2417                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2418         }
2419 #endif
2420 }
2421
2422 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2423                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2424 {
2425         void *freelist;
2426         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2427         struct page *page;
2428
2429         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2430
2431         if (freelist)
2432                 return freelist;
2433
2434         page = new_slab(s, flags, node);
2435         if (page) {
2436                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2437                 if (c->page)
2438                         flush_slab(s, c);
2439
2440                 /*
2441                  * No other reference to the page yet so we can
2442                  * muck around with it freely without cmpxchg
2443                  */
2444                 freelist = page->freelist;
2445                 page->freelist = NULL;
2446
2447                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2448                 c->page = page;
2449                 *pc = c;
2450         } else
2451                 freelist = NULL;
2452
2453         return freelist;
2454 }
2455
2456 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2457 {
2458         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2459                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2460
2461         return true;
2462 }
2463
2464 /*
2465  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2466  * per cpu freelist or deactivate the page.
2467  *
2468  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2469  *
2470  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2471  *
2472  * This function must be called with interrupt disabled.
2473  */
2474 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2475 {
2476         struct page new;
2477         unsigned long counters;
2478         void *freelist;
2479
2480         do {
2481                 freelist = page->freelist;
2482                 counters = page->counters;
2483
2484                 new.counters = counters;
2485                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2486
2487                 new.inuse = page->objects;
2488                 new.frozen = freelist != NULL;
2489
2490         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2491                 freelist, counters,
2492                 NULL, new.counters,
2493                 "get_freelist"));
2494
2495         return freelist;
2496 }
2497
2498 /*
2499  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2500  * debugging duties.
2501  *
2502  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2503  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2504  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2505  *
2506  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2507  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2508  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2509  *
2510  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2511  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2512  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2513  *
2514  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2515  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2516  */
2517 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2518                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2519 {
2520         void *freelist;
2521         struct page *page;
2522
2523         page = c->page;
2524         if (!page)
2525                 goto new_slab;
2526 redo:
2527
2528         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2529                 int searchnode = node;
2530
2531                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2532                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2533
2534                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2535                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2536                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2537                         goto new_slab;
2538                 }
2539         }
2540
2541         /*
2542          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2543          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2544          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2545          */
2546         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2547                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2548                 goto new_slab;
2549         }
2550
2551         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2552         freelist = c->freelist;
2553         if (freelist)
2554                 goto load_freelist;
2555
2556         freelist = get_freelist(s, page);
2557
2558         if (!freelist) {
2559                 c->page = NULL;
2560                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2561                 goto new_slab;
2562         }
2563
2564         stat(s, ALLOC_REFILL);
2565
2566 load_freelist:
2567         /*
2568          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2569          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2570          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2571          */
2572         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2573         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2574         c->tid = next_tid(c->tid);
2575         return freelist;
2576
2577 new_slab:
2578
2579         if (slub_percpu_partial(c)) {
2580                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2581                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2582                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2583                 goto redo;
2584         }
2585
2586         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2587
2588         if (unlikely(!freelist)) {
2589                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2590                 return NULL;
2591         }
2592
2593         page = c->page;
2594         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2595                 goto load_freelist;
2596
2597         /* Only entered in the debug case */
2598         if (kmem_cache_debug(s) &&
2599                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2600                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2601
2602         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2603         return freelist;
2604 }
2605
2606 /*
2607  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2608  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2609  */
2610 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2611                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2612 {
2613         void *p;
2614         unsigned long flags;
2615
2616         local_irq_save(flags);
2617 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2618         /*
2619          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2620          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2621          * pointer.
2622          */
2623         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2624 #endif
2625
2626         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2627         local_irq_restore(flags);
2628         return p;
2629 }
2630
2631 /*
2632  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2633  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2634  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2635  *
2636  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2637  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2638  *
2639  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2640  */
2641 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2642                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2643 {
2644         void *object;
2645         struct kmem_cache_cpu *c;
2646         struct page *page;
2647         unsigned long tid;
2648
2649         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2650         if (!s)
2651                 return NULL;
2652 redo:
2653         /*
2654          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2655          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2656          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2657          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2658          *
2659          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2660          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2661          * to check if it is matched or not.
2662          */
2663         do {
2664                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2665                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2666         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2667                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2668
2669         /*
2670          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2671          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2672          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2673          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2674          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2675          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2676          */
2677         barrier();
2678
2679         /*
2680          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2681          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2682          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2683          * linked list in between.
2684          */
2685
2686         object = c->freelist;
2687         page = c->page;
2688         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2689                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2690                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2691         } else {
2692                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2693
2694                 /*
2695                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2696                  * operation and if we are on the right processor.
2697                  *
2698                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2699                  * semantics!)
2700                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2701                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2702                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2703                  *
2704                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2705                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2706                  * other cpus.
2707                  */
2708                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2709                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2710                                 object, tid,
2711                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2712
2713                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2714                         goto redo;
2715                 }
2716                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2717                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2718         }
2719
2720         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2721                 memset(object, 0, s->object_size);
2722
2723         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2724
2725         return object;
2726 }
2727
2728 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2729                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2730 {
2731         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2732 }
2733
2734 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2735 {
2736         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2737
2738         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2739                                 s->size, gfpflags);
2740
2741         return ret;
2742 }
2743 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2744
2745 #ifdef CONFIG_TRACING
2746 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2747 {
2748         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2749         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2750         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2751         return ret;
2752 }
2753 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2754 #endif
2755
2756 #ifdef CONFIG_NUMA
2757 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2758 {
2759         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2760
2761         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2762                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2763
2764         return ret;
2765 }
2766 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2767
2768 #ifdef CONFIG_TRACING
2769 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2770                                     gfp_t gfpflags,
2771                                     int node, size_t size)
2772 {
2773         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2774
2775         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2776                            size, s->size, gfpflags, node);
2777
2778         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2779         return ret;
2780 }
2781 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2782 #endif
2783 #endif
2784
2785 /*
2786  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2787  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2788  *
2789  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2790  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2791  * handling required then we can return immediately.
2792  */
2793 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2794                         void *head, void *tail, int cnt,
2795                         unsigned long addr)
2796
2797 {
2798         void *prior;
2799         int was_frozen;
2800         struct page new;
2801         unsigned long counters;
2802         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2803         unsigned long uninitialized_var(flags);
2804
2805         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2806
2807         if (kmem_cache_debug(s) &&
2808             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2809                 return;
2810
2811         do {
2812                 if (unlikely(n)) {
2813                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2814                         n = NULL;
2815                 }
2816                 prior = page->freelist;
2817                 counters = page->counters;
2818                 set_freepointer(s, tail, prior);
2819                 new.counters = counters;
2820                 was_frozen = new.frozen;
2821                 new.inuse -= cnt;
2822                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2823
2824                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2825
2826                                 /*
2827                                  * Slab was on no list before and will be
2828                                  * partially empty
2829                                  * We can defer the list move and instead
2830                                  * freeze it.
2831                                  */
2832                                 new.frozen = 1;
2833
2834                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2835
2836                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2837                                 /*
2838                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2839                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2840                                  * drop the list_lock without any processing.
2841                                  *
2842                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2843                                  * other processors updating the list of slabs.
2844                                  */
2845                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2846
2847                         }
2848                 }
2849
2850         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2851                 prior, counters,
2852                 head, new.counters,
2853                 "__slab_free"));
2854
2855         if (likely(!n)) {
2856
2857                 /*
2858                  * If we just froze the page then put it onto the
2859                  * per cpu partial list.
2860                  */
2861                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2862                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2863                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2864                 }
2865                 /*
2866                  * The list lock was not taken therefore no list
2867                  * activity can be necessary.
2868                  */
2869                 if (was_frozen)
2870                         stat(s, FREE_FROZEN);
2871                 return;
2872         }
2873
2874         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2875                 goto slab_empty;
2876
2877         /*
2878          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2879          * then add it.
2880          */
2881         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2882                 if (kmem_cache_debug(s))
2883                         remove_full(s, n, page);
2884                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2885                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2886         }
2887         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2888         return;
2889
2890 slab_empty:
2891         if (prior) {
2892                 /*
2893                  * Slab on the partial list.
2894                  */
2895                 remove_partial(n, page);
2896                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2897         } else {
2898                 /* Slab must be on the full list */
2899                 remove_full(s, n, page);
2900         }
2901
2902         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2903         stat(s, FREE_SLAB);
2904         discard_slab(s, page);
2905 }
2906
2907 /*
2908  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2909  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2910  *
2911  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2912  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2913  * the item before.
2914  *
2915  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2916  * with all sorts of special processing.
2917  *
2918  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2919  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2920  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2921  */
2922 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
2923                                 struct page *page, void *head, void *tail,
2924                                 int cnt, unsigned long addr)
2925 {
2926         void *tail_obj = tail ? : head;
2927         struct kmem_cache_cpu *c;
2928         unsigned long tid;
2929 redo:
2930         /*
2931          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2932          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2933          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2934          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2935          */
2936         do {
2937                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2938                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2939         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2940                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2941
2942         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2943         barrier();
2944
2945         if (likely(page == c->page)) {
2946                 set_freepointer(s, tail_obj, c->freelist);
2947
2948                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2949                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2950                                 c->freelist, tid,
2951                                 head, next_tid(tid)))) {
2952
2953                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2954                         goto redo;
2955                 }
2956                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2957         } else
2958                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
2959
2960 }
2961
2962 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2963                                       void *head, void *tail, int cnt,
2964                                       unsigned long addr)
2965 {
2966         slab_free_freelist_hook(s, head, tail);
2967         /*
2968          * slab_free_freelist_hook() could have put the items into quarantine.
2969          * If so, no need to free them.
2970          */
2971         if (s->flags & SLAB_KASAN && !(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
2972                 return;
2973         do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
2974 }
2975
2976 #ifdef CONFIG_KASAN
2977 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
2978 {
2979         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
2980 }
2981 #endif
2982
2983 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2984 {
2985         s = cache_from_obj(s, x);
2986         if (!s)
2987                 return;
2988         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
2989         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2990 }
2991 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2992
2993 struct detached_freelist {
2994         struct page *page;
2995         void *tail;
2996         void *freelist;
2997         int cnt;
2998         struct kmem_cache *s;
2999 };
3000
3001 /*
3002  * This function progressively scans the array with free objects (with
3003  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3004  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3005  * page/objects.  This can happen without any need for
3006  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3007  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3008  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3009  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3010  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3011  * to performance reasons.
3012  */
3013 static inline
3014 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3015                             void **p, struct detached_freelist *df)
3016 {
3017         size_t first_skipped_index = 0;
3018         int lookahead = 3;
3019         void *object;
3020         struct page *page;
3021
3022         /* Always re-init detached_freelist */
3023         df->page = NULL;
3024
3025         do {
3026                 object = p[--size];
3027                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3028         } while (!object && size);
3029
3030         if (!object)
3031                 return 0;
3032
3033         page = virt_to_head_page(object);
3034         if (!s) {
3035                 /* Handle kalloc'ed objects */
3036                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3037                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3038                         kfree_hook(object);
3039                         __free_pages(page, compound_order(page));
3040                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3041                         return size;
3042                 }
3043                 /* Derive kmem_cache from object */
3044                 df->s = page->slab_cache;
3045         } else {
3046                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3047         }
3048
3049         /* Start new detached freelist */
3050         df->page = page;
3051         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3052         df->tail = object;
3053         df->freelist = object;
3054         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3055         df->cnt = 1;
3056
3057         while (size) {
3058                 object = p[--size];
3059                 if (!object)
3060                         continue; /* Skip processed objects */
3061
3062                 /* df->page is always set at this point */
3063                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3064                         /* Opportunity build freelist */
3065                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3066                         df->freelist = object;
3067                         df->cnt++;
3068                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3069
3070                         continue;
3071                 }
3072
3073                 /* Limit look ahead search */
3074                 if (!--lookahead)
3075                         break;
3076
3077                 if (!first_skipped_index)
3078                         first_skipped_index = size + 1;
3079         }
3080
3081         return first_skipped_index;
3082 }
3083
3084 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3085 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3086 {
3087         if (WARN_ON(!size))
3088                 return;
3089
3090         do {
3091                 struct detached_freelist df;
3092
3093                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3094                 if (!df.page)
3095                         continue;
3096
3097                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
3098         } while (likely(size));
3099 }
3100 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3101
3102 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3103 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3104                           void **p)
3105 {
3106         struct kmem_cache_cpu *c;
3107         int i;
3108
3109         /* memcg and kmem_cache debug support */
3110         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3111         if (unlikely(!s))
3112                 return false;
3113         /*
3114          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3115          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3116          * handlers invoking normal fastpath.
3117          */
3118         local_irq_disable();
3119         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3120
3121         for (i = 0; i < size; i++) {
3122                 void *object = c->freelist;
3123
3124                 if (unlikely(!object)) {
3125                         /*
3126                          * Invoking slow path likely have side-effect
3127                          * of re-populating per CPU c->freelist
3128                          */
3129                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3130                                             _RET_IP_, c);
3131                         if (unlikely(!p[i]))
3132                                 goto error;
3133
3134                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3135                         continue; /* goto for-loop */
3136                 }
3137                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3138                 p[i] = object;
3139         }
3140         c->tid = next_tid(c->tid);
3141         local_irq_enable();
3142
3143         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3144         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO)) {
3145                 int j;
3146
3147                 for (j = 0; j < i; j++)
3148                         memset(p[j], 0, s->object_size);
3149         }
3150
3151         /* memcg and kmem_cache debug support */
3152         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3153         return i;
3154 error:
3155         local_irq_enable();
3156         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3157         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3158         return 0;
3159 }
3160 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3161
3162
3163 /*
3164  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3165  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3166  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3167  * another.
3168  *
3169  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3170  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3171  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3172  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3173  * locking overhead.
3174  */
3175
3176 /*
3177  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3178  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3179  * and increases the number of allocations possible without having to
3180  * take the list_lock.
3181  */
3182 static int slub_min_order;
3183 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3184 static int slub_min_objects;
3185
3186 /*
3187  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3188  *
3189  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3190  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3191  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3192  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3193  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3194  * would be wasted.
3195  *
3196  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3197  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3198  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3199  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3200  *
3201  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3202  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3203  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3204  * of space in favor of a small page order.
3205  *
3206  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3207  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3208  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3209  * the smallest order which will fit the object.
3210  */
3211 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
3212                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
3213 {
3214         int order;
3215         int rem;
3216         int min_order = slub_min_order;
3217
3218         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3219                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3220
3221         for (order = max(min_order, get_order(min_objects * size + reserved));
3222                         order <= max_order; order++) {
3223
3224                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
3225
3226                 rem = (slab_size - reserved) % size;
3227
3228                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3229                         break;
3230         }
3231
3232         return order;
3233 }
3234
3235 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
3236 {
3237         int order;
3238         int min_objects;
3239         int fraction;
3240         int max_objects;
3241
3242         /*
3243          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3244          * works by first attempting to generate a layout with
3245          * the best configuration and backing off gradually.
3246          *
3247          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3248          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3249          */
3250         min_objects = slub_min_objects;
3251         if (!min_objects)
3252                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3253         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
3254         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3255
3256         while (min_objects > 1) {
3257                 fraction = 16;
3258                 while (fraction >= 4) {
3259                         order = slab_order(size, min_objects,
3260                                         slub_max_order, fraction, reserved);
3261                         if (order <= slub_max_order)
3262                                 return order;
3263                         fraction /= 2;
3264                 }
3265                 min_objects--;
3266         }
3267
3268         /*
3269          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3270          * lets see if we can place a single object there.
3271          */
3272         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
3273         if (order <= slub_max_order)
3274                 return order;
3275
3276         /*
3277          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3278          */
3279         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
3280         if (order < MAX_ORDER)
3281                 return order;
3282         return -ENOSYS;
3283 }
3284
3285 static void
3286 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3287 {
3288         n->nr_partial = 0;
3289         spin_lock_init(&n->list_lock);
3290         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3291 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3292         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3293         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3294         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3295 #endif
3296 }
3297
3298 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3299 {
3300         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3301                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3302
3303         /*
3304          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3305          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3306          */
3307         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3308                                      2 * sizeof(void *));
3309
3310         if (!s->cpu_slab)
3311                 return 0;
3312
3313         init_kmem_cache_cpus(s);
3314
3315         return 1;
3316 }
3317
3318 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3319
3320 /*
3321  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3322  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3323  * possible.
3324  *
3325  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3326  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3327  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3328  */
3329 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3330 {
3331         struct page *page;
3332         struct kmem_cache_node *n;
3333
3334         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3335
3336         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3337
3338         BUG_ON(!page);
3339         if (page_to_nid(page) != node) {
3340                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3341                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3342         }
3343
3344         n = page->freelist;
3345         BUG_ON(!n);
3346         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3347         page->inuse = 1;
3348         page->frozen = 0;
3349         kmem_cache_node->node[node] = n;
3350 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3351         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3352         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3353 #endif
3354         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node),
3355                       GFP_KERNEL);
3356         init_kmem_cache_node(n);
3357         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3358
3359         /*
3360          * No locks need to be taken here as it has just been
3361          * initialized and there is no concurrent access.
3362          */
3363         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3364 }
3365
3366 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3367 {
3368         int node;
3369         struct kmem_cache_node *n;
3370
3371         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3372                 s->node[node] = NULL;
3373                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3374         }
3375 }
3376
3377 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3378 {
3379         cache_random_seq_destroy(s);
3380         free_percpu(s->cpu_slab);
3381         free_kmem_cache_nodes(s);
3382 }
3383
3384 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3385 {
3386         int node;
3387
3388         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3389                 struct kmem_cache_node *n;
3390
3391                 if (slab_state == DOWN) {
3392                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3393                         continue;
3394                 }
3395                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3396                                                 GFP_KERNEL, node);
3397
3398                 if (!n) {
3399                         free_kmem_cache_nodes(s);
3400                         return 0;
3401                 }
3402
3403                 init_kmem_cache_node(n);
3404                 s->node[node] = n;
3405         }
3406         return 1;
3407 }
3408
3409 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3410 {
3411         if (min < MIN_PARTIAL)
3412                 min = MIN_PARTIAL;
3413         else if (min > MAX_PARTIAL)
3414                 min = MAX_PARTIAL;
3415         s->min_partial = min;
3416 }
3417
3418 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3419 {
3420 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3421         /*
3422          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3423          * per cpu partial lists of a processor.
3424          *
3425          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3426          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3427          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3428          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3429          *
3430          * This setting also determines
3431          *
3432          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3433          *    per node list when we reach the limit.
3434          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3435          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3436          *    50% to keep some capacity around for frees.
3437          */
3438         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3439                 s->cpu_partial = 0;
3440         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3441                 s->cpu_partial = 2;
3442         else if (s->size >= 1024)
3443                 s->cpu_partial = 6;
3444         else if (s->size >= 256)
3445                 s->cpu_partial = 13;
3446         else
3447                 s->cpu_partial = 30;
3448 #endif
3449 }
3450
3451 /*
3452  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3453  * a slab object.
3454  */
3455 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3456 {
3457         unsigned long flags = s->flags;
3458         size_t size = s->object_size;
3459         int order;
3460
3461         /*
3462          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3463          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3464          * the possible location of the free pointer.
3465          */
3466         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3467
3468 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3469         /*
3470          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3471          * the slab may touch the object after free or before allocation
3472          * then we should never poison the object itself.
3473          */
3474         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3475                         !s->ctor)
3476                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3477         else
3478                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3479
3480
3481         /*
3482          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3483          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3484          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3485          */
3486         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3487                 size += sizeof(void *);
3488 #endif
3489
3490         /*
3491          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3492          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3493          */
3494         s->inuse = size;
3495
3496         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3497                 s->ctor)) {
3498                 /*
3499                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3500                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3501                  * kmem_cache_free.
3502                  *
3503                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3504                  * destructor or are poisoning the objects.
3505                  */
3506                 s->offset = size;
3507                 size += sizeof(void *);
3508         }
3509
3510 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3511         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3512                 /*
3513                  * Need to store information about allocs and frees after
3514                  * the object.
3515                  */
3516                 size += 2 * sizeof(struct track);
3517 #endif
3518
3519         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3520 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3521         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3522                 /*
3523                  * Add some empty padding so that we can catch
3524                  * overwrites from earlier objects rather than let
3525                  * tracking information or the free pointer be
3526                  * corrupted if a user writes before the start
3527                  * of the object.
3528                  */
3529                 size += sizeof(void *);
3530
3531                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3532                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3533                 size += s->red_left_pad;
3534         }
3535 #endif
3536
3537         /*
3538          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3539          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3540          * each object to conform to the alignment.
3541          */
3542         size = ALIGN(size, s->align);
3543         s->size = size;
3544         if (forced_order >= 0)
3545                 order = forced_order;
3546         else
3547                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3548
3549         if (order < 0)
3550                 return 0;
3551
3552         s->allocflags = 0;
3553         if (order)
3554                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3555
3556         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3557                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3558
3559         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3560                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3561
3562         /*
3563          * Determine the number of objects per slab
3564          */
3565         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3566         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3567         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3568                 s->max = s->oo;
3569
3570         return !!oo_objects(s->oo);
3571 }
3572
3573 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3574 {
3575         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3576         s->reserved = 0;
3577 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3578         s->random = get_random_long();
3579 #endif
3580
3581         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
3582                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3583
3584         if (!calculate_sizes(s, -1))
3585                 goto error;
3586         if (disable_higher_order_debug) {
3587                 /*
3588                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3589                  * order increased.
3590                  */
3591                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3592                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3593                         s->offset = 0;
3594                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3595                                 goto error;
3596                 }
3597         }
3598
3599 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3600     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3601         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3602                 /* Enable fast mode */
3603                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3604 #endif
3605
3606         /*
3607          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3608          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3609          */
3610         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3611
3612         set_cpu_partial(s);
3613
3614 #ifdef CONFIG_NUMA
3615         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3616 #endif
3617
3618         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3619         if (slab_state >= UP) {
3620                 if (init_cache_random_seq(s))
3621                         goto error;
3622         }
3623
3624         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3625                 goto error;
3626
3627         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3628                 return 0;
3629
3630         free_kmem_cache_nodes(s);
3631 error:
3632         if (flags & SLAB_PANIC)
3633                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3634                       s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3635                       oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3636         return -EINVAL;
3637 }
3638
3639 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3640                                                         const char *text)
3641 {
3642 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3643         void *addr = page_address(page);
3644         void *p;
3645         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3646                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3647         if (!map)
3648                 return;
3649         slab_err(s, page, text, s->name);
3650         slab_lock(page);
3651
3652         get_map(s, page, map);
3653         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3654
3655                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3656                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3657                         print_tracking(s, p);
3658                 }
3659         }
3660         slab_unlock(page);
3661         kfree(map);
3662 #endif
3663 }
3664
3665 /*
3666  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3667  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3668  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3669  */
3670 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3671 {
3672         LIST_HEAD(discard);
3673         struct page *page, *h;
3674
3675         BUG_ON(irqs_disabled());
3676         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3677         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3678                 if (!page->inuse) {
3679                         remove_partial(n, page);
3680                         list_add(&page->lru, &discard);
3681                 } else {
3682                         list_slab_objects(s, page,
3683                         "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3684                 }
3685         }
3686         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3687
3688         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, lru)
3689                 discard_slab(s, page);
3690 }
3691
3692 /*
3693  * Release all resources used by a slab cache.
3694  */
3695 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3696 {
3697         int node;
3698         struct kmem_cache_node *n;
3699
3700         flush_all(s);
3701         /* Attempt to free all objects */
3702         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3703                 free_partial(s, n);
3704                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3705                         return 1;
3706         }
3707         sysfs_slab_remove(s);
3708         return 0;
3709 }
3710
3711 /********************************************************************
3712  *              Kmalloc subsystem
3713  *******************************************************************/
3714
3715 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3716 {
3717         get_option(&str, &slub_min_order);
3718
3719         return 1;
3720 }
3721
3722 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3723
3724 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3725 {
3726         get_option(&str, &slub_max_order);
3727         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3728
3729         return 1;
3730 }
3731
3732 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3733
3734 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3735 {
3736         get_option(&str, &slub_min_objects);
3737
3738         return 1;
3739 }
3740
3741 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3742
3743 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3744 {
3745         struct kmem_cache *s;
3746         void *ret;
3747
3748         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3749                 return kmalloc_large(size, flags);
3750
3751         s = kmalloc_slab(size, flags);
3752
3753         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3754                 return s;
3755
3756         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3757
3758         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3759
3760         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3761
3762         return ret;
3763 }
3764 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3765
3766 #ifdef CONFIG_NUMA
3767 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3768 {
3769         struct page *page;
3770         void *ptr = NULL;
3771
3772         flags |= __GFP_COMP;
3773         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3774         if (page)
3775                 ptr = page_address(page);
3776
3777         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3778         return ptr;
3779 }
3780
3781 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3782 {
3783         struct kmem_cache *s;
3784         void *ret;
3785
3786         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3787                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3788
3789                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3790                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3791                                    flags, node);
3792
3793                 return ret;
3794         }
3795
3796         s = kmalloc_slab(size, flags);
3797
3798         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3799                 return s;
3800
3801         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3802
3803         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3804
3805         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3806
3807         return ret;
3808 }
3809 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3810 #endif
3811
3812 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
3813 /*
3814  * Rejects objects that are incorrectly sized.
3815  *
3816  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
3817  * to indicate an error.
3818  */
3819 const char *__check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n,
3820                                 struct page *page)
3821 {
3822         struct kmem_cache *s;
3823         unsigned long offset;
3824         size_t object_size;
3825
3826         /* Find object and usable object size. */
3827         s = page->slab_cache;
3828         object_size = slab_ksize(s);
3829
3830         /* Reject impossible pointers. */
3831         if (ptr < page_address(page))
3832                 return s->name;
3833
3834         /* Find offset within object. */
3835         offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
3836
3837         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
3838         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3839                 if (offset < s->red_left_pad)
3840                         return s->name;
3841                 offset -= s->red_left_pad;
3842         }
3843
3844         /* Allow address range falling entirely within object size. */
3845         if (offset <= object_size && n <= object_size - offset)
3846                 return NULL;
3847
3848         return s->name;
3849 }
3850 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
3851
3852 static size_t __ksize(const void *object)
3853 {
3854         struct page *page;
3855
3856         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3857                 return 0;
3858
3859         page = virt_to_head_page(object);
3860
3861         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3862                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3863                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3864         }
3865
3866         return slab_ksize(page->slab_cache);
3867 }
3868
3869 size_t ksize(const void *object)
3870 {
3871         size_t size = __ksize(object);
3872         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3873          * so we need to unpoison this area.
3874          */
3875         kasan_unpoison_shadow(object, size);
3876         return size;
3877 }
3878 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3879
3880 void kfree(const void *x)
3881 {
3882         struct page *page;
3883         void *object = (void *)x;
3884
3885         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3886
3887         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3888                 return;
3889
3890         page = virt_to_head_page(x);
3891         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3892                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3893                 kfree_hook(x);
3894                 __free_pages(page, compound_order(page));
3895                 return;
3896         }
3897         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3898 }
3899 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3900
3901 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3902
3903 /*
3904  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3905  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3906  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3907  *
3908  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3909  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3910  * are freed in them.
3911  */
3912 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3913 {
3914         int node;
3915         int i;
3916         struct kmem_cache_node *n;
3917         struct page *page;
3918         struct page *t;
3919         struct list_head discard;
3920         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3921         unsigned long flags;
3922         int ret = 0;
3923
3924         flush_all(s);
3925         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3926                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3927                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3928                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3929
3930                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3931
3932                 /*
3933                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3934                  *
3935                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3936                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3937                  */
3938                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3939                         int free = page->objects - page->inuse;
3940
3941                         /* Do not reread page->inuse */
3942                         barrier();
3943
3944                         /* We do not keep full slabs on the list */
3945                         BUG_ON(free <= 0);
3946
3947                         if (free == page->objects) {
3948                                 list_move(&page->lru, &discard);
3949                                 n->nr_partial--;
3950                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
3951                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
3952                 }
3953
3954                 /*
3955                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
3956                  * partial list.
3957                  */
3958                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
3959                         list_splice(promote + i, &n->partial);
3960
3961                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3962
3963                 /* Release empty slabs */
3964                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
3965                         discard_slab(s, page);
3966
3967                 if (slabs_node(s, node))
3968                         ret = 1;
3969         }
3970
3971         return ret;
3972 }
3973
3974 #ifdef CONFIG_MEMCG
3975 static void kmemcg_cache_deact_after_rcu(struct kmem_cache *s)
3976 {
3977         /*
3978          * Called with all the locks held after a sched RCU grace period.
3979          * Even if @s becomes empty after shrinking, we can't know that @s
3980          * doesn't have allocations already in-flight and thus can't
3981          * destroy @s until the associated memcg is released.
3982          *
3983          * However, let's remove the sysfs files for empty caches here.
3984          * Each cache has a lot of interface files which aren't
3985          * particularly useful for empty draining caches; otherwise, we can
3986          * easily end up with millions of unnecessary sysfs files on
3987          * systems which have a lot of memory and transient cgroups.
3988          */
3989         if (!__kmem_cache_shrink(s))
3990                 sysfs_slab_remove(s);
3991 }
3992
3993 void __kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *s)
3994 {
3995         /*
3996          * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
3997          * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
3998          */
3999         slub_set_cpu_partial(s, 0);
4000         s->min_partial = 0;
4001
4002         /*
4003          * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial), so
4004          * we have to make sure the change is visible before shrinking.
4005          */
4006         slab_deactivate_memcg_cache_rcu_sched(s, kmemcg_cache_deact_after_rcu);
4007 }
4008 #endif
4009
4010 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4011 {
4012         struct kmem_cache *s;
4013
4014         mutex_lock(&slab_mutex);
4015         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4016                 __kmem_cache_shrink(s);
4017         mutex_unlock(&slab_mutex);
4018
4019         return 0;
4020 }
4021
4022 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4023 {
4024         struct kmem_cache_node *n;
4025         struct kmem_cache *s;
4026         struct memory_notify *marg = arg;
4027         int offline_node;
4028
4029         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4030
4031         /*
4032          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4033          * for it yet.
4034          */
4035         if (offline_node < 0)
4036                 return;
4037
4038         mutex_lock(&slab_mutex);
4039         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4040                 n = get_node(s, offline_node);
4041                 if (n) {
4042                         /*
4043                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
4044                          * that is going down. We were unable to free them,
4045                          * and offline_pages() function shouldn't call this
4046                          * callback. So, we must fail.
4047                          */
4048                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
4049
4050                         s->node[offline_node] = NULL;
4051                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4052                 }
4053         }
4054         mutex_unlock(&slab_mutex);
4055 }
4056
4057 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4058 {
4059         struct kmem_cache_node *n;
4060         struct kmem_cache *s;
4061         struct memory_notify *marg = arg;
4062         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4063         int ret = 0;
4064
4065         /*
4066          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4067          * already created. Nothing to do.
4068          */
4069         if (nid < 0)
4070                 return 0;
4071
4072         /*
4073          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4074          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4075          * online.
4076          */
4077         mutex_lock(&slab_mutex);
4078         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4079                 /*
4080                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4081                  *      since memory is not yet available from the node that
4082                  *      is brought up.
4083                  */
4084                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4085                 if (!n) {
4086                         ret = -ENOMEM;
4087                         goto out;
4088                 }
4089                 init_kmem_cache_node(n);
4090                 s->node[nid] = n;
4091         }
4092 out:
4093         mutex_unlock(&slab_mutex);
4094         return ret;
4095 }
4096
4097 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4098                                 unsigned long action, void *arg)
4099 {
4100         int ret = 0;
4101
4102         switch (action) {
4103         case MEM_GOING_ONLINE:
4104                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4105                 break;
4106         case MEM_GOING_OFFLINE:
4107                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4108                 break;
4109         case MEM_OFFLINE:
4110         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4111                 slab_mem_offline_callback(arg);
4112                 break;
4113         case MEM_ONLINE:
4114         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4115                 break;
4116         }
4117         if (ret)
4118                 ret = notifier_from_errno(ret);
4119         else
4120                 ret = NOTIFY_OK;
4121         return ret;
4122 }
4123
4124 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4125         .notifier_call = slab_memory_callback,
4126         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4127 };
4128
4129 /********************************************************************
4130  *                      Basic setup of slabs
4131  *******************************************************************/
4132
4133 /*
4134  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4135  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4136  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4137  */
4138
4139 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4140 {
4141         int node;
4142         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4143         struct kmem_cache_node *n;
4144
4145         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4146
4147         /*
4148          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4149          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4150          * IPIs around.
4151          */
4152         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4153         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4154                 struct page *p;
4155
4156                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
4157                         p->slab_cache = s;
4158
4159 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4160                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
4161                         p->slab_cache = s;
4162 #endif
4163         }
4164         slab_init_memcg_params(s);
4165         list_add(&s->list, &slab_caches);
4166         memcg_link_cache(s);
4167         return s;
4168 }
4169
4170 void __init kmem_cache_init(void)
4171 {
4172         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4173                 boot_kmem_cache_node;
4174
4175         if (debug_guardpage_minorder())
4176                 slub_max_order = 0;
4177
4178         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4179         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4180
4181         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4182                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
4183
4184         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4185
4186         /* Able to allocate the per node structures */
4187         slab_state = PARTIAL;
4188
4189         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4190                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4191                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4192                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
4193
4194         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4195
4196         /*
4197          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
4198          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
4199          * update any list pointers.
4200          */
4201         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4202
4203         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4204         setup_kmalloc_cache_index_table();
4205         create_kmalloc_caches(0);
4206
4207         /* Setup random freelists for each cache */
4208         init_freelist_randomization();
4209
4210         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4211                                   slub_cpu_dead);
4212
4213         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d, CPUs=%u, Nodes=%d\n",
4214                 cache_line_size(),
4215                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4216                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4217 }
4218
4219 void __init kmem_cache_init_late(void)
4220 {
4221 }
4222
4223 struct kmem_cache *
4224 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
4225                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
4226 {
4227         struct kmem_cache *s, *c;
4228
4229         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4230         if (s) {
4231                 s->refcount++;
4232
4233                 /*
4234                  * Adjust the object sizes so that we clear
4235                  * the complete object on kzalloc.
4236                  */
4237                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
4238                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4239
4240                 for_each_memcg_cache(c, s) {
4241                         c->object_size = s->object_size;
4242                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
4243                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
4244                 }
4245
4246                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4247                         s->refcount--;
4248                         s = NULL;
4249                 }
4250         }
4251
4252         return s;
4253 }
4254
4255 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
4256 {
4257         int err;
4258
4259         err = kmem_cache_open(s, flags);
4260         if (err)
4261                 return err;
4262
4263         /* Mutex is not taken during early boot */
4264         if (slab_state <= UP)
4265                 return 0;
4266
4267         memcg_propagate_slab_attrs(s);
4268         err = sysfs_slab_add(s);
4269         if (err)
4270                 __kmem_cache_release(s);
4271
4272         return err;
4273 }
4274
4275 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4276 {
4277         struct kmem_cache *s;
4278         void *ret;
4279
4280         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4281                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4282
4283         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4284
4285         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4286                 return s;
4287
4288         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4289
4290         /* Honor the call site pointer we received. */
4291         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4292
4293         return ret;
4294 }
4295
4296 #ifdef CONFIG_NUMA
4297 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4298                                         int node, unsigned long caller)
4299 {
4300         struct kmem_cache *s;
4301         void *ret;
4302
4303         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4304                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4305
4306                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4307                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4308                                    gfpflags, node);
4309
4310                 return ret;
4311         }
4312
4313         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4314
4315         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4316                 return s;
4317
4318         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4319
4320         /* Honor the call site pointer we received. */
4321         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4322
4323         return ret;
4324 }
4325 #endif
4326
4327 #ifdef CONFIG_SYSFS
4328 static int count_inuse(struct page *page)
4329 {
4330         return page->inuse;
4331 }
4332
4333 static int count_total(struct page *page)
4334 {
4335         return page->objects;
4336 }
4337 #endif
4338
4339 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4340 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4341                                                 unsigned long *map)
4342 {
4343         void *p;
4344         void *addr = page_address(page);
4345
4346         if (!check_slab(s, page) ||
4347                         !on_freelist(s, page, NULL))
4348                 return 0;
4349
4350         /* Now we know that a valid freelist exists */
4351         bitmap_zero(map, page->objects);
4352
4353         get_map(s, page, map);
4354         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4355                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4356                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4357                                 return 0;
4358         }
4359
4360         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4361                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4362                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4363                                 return 0;
4364         return 1;
4365 }
4366
4367 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4368                                                 unsigned long *map)
4369 {
4370         slab_lock(page);
4371         validate_slab(s, page, map);
4372         slab_unlock(page);
4373 }
4374
4375 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4376                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4377 {
4378         unsigned long count = 0;
4379         struct page *page;
4380         unsigned long flags;
4381
4382         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4383
4384         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4385                 validate_slab_slab(s, page, map);
4386                 count++;
4387         }
4388         if (count != n->nr_partial)
4389                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4390                        s->name, count, n->nr_partial);
4391
4392         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4393                 goto out;
4394
4395         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4396                 validate_slab_slab(s, page, map);
4397                 count++;
4398         }
4399         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4400                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4401                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4402
4403 out:
4404         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4405         return count;
4406 }
4407
4408 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4409 {
4410         int node;
4411         unsigned long count = 0;
4412         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4413                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4414         struct kmem_cache_node *n;
4415
4416         if (!map)
4417                 return -ENOMEM;
4418
4419         flush_all(s);
4420         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4421                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4422         kfree(map);
4423         return count;
4424 }
4425 /*
4426  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4427  * and freed.
4428  */
4429
4430 struct location {
4431         unsigned long count;
4432         unsigned long addr;
4433         long long sum_time;
4434         long min_time;
4435         long max_time;
4436         long min_pid;
4437         long max_pid;
4438         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4439         nodemask_t nodes;
4440 };
4441
4442 struct loc_track {
4443         unsigned long max;
4444         unsigned long count;
4445         struct location *loc;
4446 };
4447
4448 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4449 {
4450         if (t->max)
4451                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4452                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4453 }
4454
4455 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4456 {
4457         struct location *l;
4458         int order;
4459
4460         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4461
4462         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4463         if (!l)
4464                 return 0;
4465
4466         if (t->count) {
4467                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4468                 free_loc_track(t);
4469         }
4470         t->max = max;
4471         t->loc = l;
4472         return 1;
4473 }
4474
4475 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4476                                 const struct track *track)
4477 {
4478         long start, end, pos;
4479         struct location *l;
4480         unsigned long caddr;
4481         unsigned long age = jiffies - track->when;
4482
4483         start = -1;
4484         end = t->count;
4485
4486         for ( ; ; ) {
4487                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4488
4489                 /*
4490                  * There is nothing at "end". If we end up there
4491                  * we need to add something to before end.
4492                  */
4493                 if (pos == end)
4494                         break;
4495
4496                 caddr = t->loc[pos].addr;
4497                 if (track->addr == caddr) {
4498
4499                         l = &t->loc[pos];
4500                         l->count++;
4501                         if (track->when) {
4502                                 l->sum_time += age;
4503                                 if (age < l->min_time)
4504                                         l->min_time = age;
4505                                 if (age > l->max_time)
4506                                         l->max_time = age;
4507
4508                                 if (track->pid < l->min_pid)
4509                                         l->min_pid = track->pid;
4510                                 if (track->pid > l->max_pid)
4511                                         l->max_pid = track->pid;
4512
4513                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4514                                                 to_cpumask(l->cpus));
4515                         }
4516                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4517                         return 1;
4518                 }
4519
4520                 if (track->addr < caddr)
4521                         end = pos;
4522                 else
4523                         start = pos;
4524         }
4525
4526         /*
4527          * Not found. Insert new tracking element.
4528          */
4529         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4530                 return 0;
4531
4532         l = t->loc + pos;
4533         if (pos < t->count)
4534                 memmove(l + 1, l,
4535                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4536         t->count++;
4537         l->count = 1;
4538         l->addr = track->addr;
4539         l->sum_time = age;
4540         l->min_time = age;
4541         l->max_time = age;
4542         l->min_pid = track->pid;
4543         l->max_pid = track->pid;
4544         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4545         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4546         nodes_clear(l->nodes);
4547         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4548         return 1;
4549 }
4550
4551 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4552                 struct page *page, enum track_item alloc,
4553                 unsigned long *map)
4554 {
4555         void *addr = page_address(page);
4556         void *p;
4557
4558         bitmap_zero(map, page->objects);
4559         get_map(s, page, map);
4560
4561         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4562                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4563                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4564 }
4565
4566 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4567                                         enum track_item alloc)
4568 {
4569         int len = 0;
4570         unsigned long i;
4571         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4572         int node;
4573         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4574                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4575         struct kmem_cache_node *n;
4576
4577         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4578                                      GFP_KERNEL)) {
4579                 kfree(map);
4580                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4581         }
4582         /* Push back cpu slabs */
4583         flush_all(s);
4584
4585         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4586                 unsigned long flags;
4587                 struct page *page;
4588
4589                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4590                         continue;
4591
4592                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4593                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4594                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4595                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4596                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4597                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4598         }
4599
4600         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4601                 struct location *l = &t.loc[i];
4602
4603                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4604                         break;
4605                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4606
4607                 if (l->addr)
4608                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4609                 else
4610                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4611
4612                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4613                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4614                                 l->min_time,
4615                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4616                                 l->max_time);
4617                 } else
4618                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4619                                 l->min_time);
4620
4621                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4622                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4623                                 l->min_pid, l->max_pid);
4624                 else
4625                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4626                                 l->min_pid);
4627
4628                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4629                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4630                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4631                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4632                                          " cpus=%*pbl",
4633                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4634
4635                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4636                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4637                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4638                                          " nodes=%*pbl",
4639                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4640
4641                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4642         }
4643
4644         free_loc_track(&t);
4645         kfree(map);
4646         if (!t.count)
4647                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4648         return len;
4649 }
4650 #endif
4651
4652 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4653 static void __init resiliency_test(void)
4654 {
4655         u8 *p;
4656
4657         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4658
4659         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4660         pr_err("-----------------------\n");
4661         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4662
4663         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4664         p[16] = 0x12;
4665         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4666                p + 16);
4667
4668         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4669
4670         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4671         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4672         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4673         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4674                p);
4675         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4676
4677         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4678         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4679         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4680         *p = 0x56;
4681         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4682                p);
4683         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4684         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4685
4686         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4687         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4688         kfree(p);
4689         *p = 0x78;
4690         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4691         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4692
4693         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4694         kfree(p);
4695         p[50] = 0x9a;
4696         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4697         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4698
4699         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4700         kfree(p);
4701         p[512] = 0xab;
4702         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4703         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4704 }
4705 #else
4706 #ifdef CONFIG_SYSFS
4707 static void resiliency_test(void) {};
4708 #endif
4709 #endif
4710
4711 #ifdef CONFIG_SYSFS
4712 enum slab_stat_type {
4713         SL_ALL,                 /* All slabs */
4714         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4715         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4716         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4717         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4718 };
4719
4720 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4721 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4722 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4723 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4724 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4725
4726 #ifdef CONFIG_MEMCG
4727 static bool memcg_sysfs_enabled = IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_MEMCG_SYSFS_ON);
4728
4729 static int __init setup_slub_memcg_sysfs(char *str)
4730 {
4731         int v;
4732
4733         if (get_option(&str, &v) > 0)
4734                 memcg_sysfs_enabled = v;
4735
4736         return 1;
4737 }
4738
4739 __setup("slub_memcg_sysfs=", setup_slub_memcg_sysfs);
4740 #endif
4741
4742 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4743                             char *buf, unsigned long flags)
4744 {
4745         unsigned long total = 0;
4746         int node;
4747         int x;
4748         unsigned long *nodes;
4749
4750         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4751         if (!nodes)
4752                 return -ENOMEM;
4753
4754         if (flags & SO_CPU) {
4755                 int cpu;
4756
4757                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4758                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4759                                                                cpu);
4760                         int node;
4761                         struct page *page;
4762
4763                         page = READ_ONCE(c->page);
4764                         if (!page)
4765                                 continue;
4766
4767                         node = page_to_nid(page);
4768                         if (flags & SO_TOTAL)
4769                                 x = page->objects;
4770                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4771                                 x = page->inuse;
4772                         else
4773                                 x = 1;
4774
4775                         total += x;
4776                         nodes[node] += x;
4777
4778                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4779                         if (page) {
4780                                 node = page_to_nid(page);
4781                                 if (flags & SO_TOTAL)
4782                                         WARN_ON_ONCE(1);
4783                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4784                                         WARN_ON_ONCE(1);
4785                                 else
4786                                         x = page->pages;
4787                                 total += x;
4788                                 nodes[node] += x;
4789                         }
4790                 }
4791         }
4792
4793         get_online_mems();
4794 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4795         if (flags & SO_ALL) {
4796                 struct kmem_cache_node *n;
4797
4798                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4799
4800                         if (flags & SO_TOTAL)
4801                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4802                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4803                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4804                                         count_partial(n, count_free);
4805                         else
4806                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4807                         total += x;
4808                         nodes[node] += x;
4809                 }
4810
4811         } else
4812 #endif
4813         if (flags & SO_PARTIAL) {
4814                 struct kmem_cache_node *n;
4815
4816                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4817                         if (flags & SO_TOTAL)
4818                                 x = count_partial(n, count_total);
4819                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4820                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4821                         else
4822                                 x = n->nr_partial;
4823                         total += x;
4824                         nodes[node] += x;
4825                 }
4826         }
4827         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4828 #ifdef CONFIG_NUMA
4829         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4830                 if (nodes[node])
4831                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4832                                         node, nodes[node]);
4833 #endif
4834         put_online_mems();
4835         kfree(nodes);
4836         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4837 }
4838
4839 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4840 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4841 {
4842         int node;
4843         struct kmem_cache_node *n;
4844
4845         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4846                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4847                         return 1;
4848
4849         return 0;
4850 }
4851 #endif
4852
4853 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4854 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4855
4856 struct slab_attribute {
4857         struct attribute attr;
4858         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4859         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4860 };
4861
4862 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4863         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4864         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4865
4866 #define SLAB_ATTR(_name) \
4867         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4868         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4869
4870 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4871 {
4872         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4873 }
4874 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4875
4876 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4877 {
4878         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4879 }
4880 SLAB_ATTR_RO(align);
4881
4882 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4883 {
4884         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4885 }
4886 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4887
4888 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4889 {
4890         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4891 }
4892 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4893
4894 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4895                                 const char *buf, size_t length)
4896 {
4897         unsigned long order;
4898         int err;
4899
4900         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4901         if (err)
4902                 return err;
4903
4904         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4905                 return -EINVAL;
4906
4907         calculate_sizes(s, order);
4908         return length;
4909 }
4910
4911 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4912 {
4913         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4914 }
4915 SLAB_ATTR(order);
4916
4917 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4918 {
4919         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4920 }
4921
4922 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4923                                  size_t length)
4924 {
4925         unsigned long min;
4926         int err;
4927
4928         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4929         if (err)
4930                 return err;
4931
4932         set_min_partial(s, min);
4933         return length;
4934 }
4935 SLAB_ATTR(min_partial);
4936
4937 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4938 {
4939         return sprintf(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
4940 }
4941
4942 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4943                                  size_t length)
4944 {
4945         unsigned long objects;
4946         int err;
4947
4948         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4949         if (err)
4950                 return err;
4951         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4952                 return -EINVAL;
4953
4954         slub_set_cpu_partial(s, objects);
4955         flush_all(s);
4956         return length;
4957 }
4958 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4959
4960 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4961 {
4962         if (!s->ctor)
4963                 return 0;
4964         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4965 }
4966 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4967
4968 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4969 {
4970         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
4971 }
4972 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4973
4974 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4975 {
4976         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4977 }
4978 SLAB_ATTR_RO(partial);
4979
4980 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4981 {
4982         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4983 }
4984 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4985
4986 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4987 {
4988         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4989 }
4990 SLAB_ATTR_RO(objects);
4991
4992 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4993 {
4994         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4995 }
4996 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4997
4998 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4999 {
5000         int objects = 0;
5001         int pages = 0;
5002         int cpu;
5003         int len;
5004
5005         for_each_online_cpu(cpu) {
5006                 struct page *page;
5007
5008                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5009
5010                 if (page) {
5011                         pages += page->pages;
5012                         objects += page->pobjects;
5013                 }
5014         }
5015
5016         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
5017
5018 #ifdef CONFIG_SMP
5019         for_each_online_cpu(cpu) {
5020                 struct page *page;
5021
5022                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5023
5024                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
5025                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
5026                                 page->pobjects, page->pages);
5027         }
5028 #endif
5029         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5030 }
5031 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5032
5033 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5034 {
5035         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5036 }
5037
5038 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
5039                                 const char *buf, size_t length)
5040 {
5041         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5042         if (buf[0] == '1')
5043                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5044         return length;
5045 }
5046 SLAB_ATTR(reclaim_account);
5047
5048 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5049 {
5050         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5051 }
5052 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5053
5054 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5055 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5056 {
5057         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5058 }
5059 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5060 #endif
5061
5062 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5063 {
5064         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5065 }
5066 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5067
5068 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5069 {
5070         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
5071 }
5072 SLAB_ATTR_RO(reserved);
5073
5074 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5075 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5076 {
5077         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5078 }
5079 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5080
5081 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5082 {
5083         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5084 }
5085 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5086
5087 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5088 {
5089         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5090 }
5091
5092 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
5093                                 const char *buf, size_t length)
5094 {
5095         s->flags &= ~SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5096         if (buf[0] == '1') {
5097                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5098                 s->flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5099         }
5100         return length;
5101 }
5102 SLAB_ATTR(sanity_checks);
5103
5104 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5105 {
5106         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5107 }
5108
5109 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5110                                                         size_t length)
5111 {
5112         /*
5113          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
5114          * as well as cause other issues like converting a mergeable
5115          * cache into an umergeable one.
5116          */
5117         if (s->refcount > 1)
5118                 return -EINVAL;
5119
5120         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
5121         if (buf[0] == '1') {
5122                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5123                 s->flags |= SLAB_TRACE;
5124         }
5125         return length;
5126 }
5127 SLAB_ATTR(trace);
5128
5129 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5130 {
5131         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5132 }
5133
5134 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
5135                                 const char *buf, size_t length)
5136 {
5137         if (any_slab_objects(s))
5138                 return -EBUSY;
5139
5140         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
5141         if (buf[0] == '1') {
5142                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
5143         }
5144         calculate_sizes(s, -1);
5145         return length;
5146 }
5147 SLAB_ATTR(red_zone);
5148
5149 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5150 {
5151         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5152 }
5153
5154 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
5155                                 const char *buf, size_t length)
5156 {
5157         if (any_slab_objects(s))
5158                 return -EBUSY;
5159
5160         s->flags &= ~SLAB_POISON;
5161         if (buf[0] == '1') {
5162                 s->flags |= SLAB_POISON;
5163         }
5164         calculate_sizes(s, -1);
5165         return length;
5166 }
5167 SLAB_ATTR(poison);
5168
5169 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5170 {
5171         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5172 }
5173
5174 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
5175                                 const char *buf, size_t length)
5176 {
5177         if (any_slab_objects(s))
5178                 return -EBUSY;
5179
5180         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
5181         if (buf[0] == '1') {
5182                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5183                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
5184         }
5185         calculate_sizes(s, -1);
5186         return length;
5187 }
5188 SLAB_ATTR(store_user);
5189
5190 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5191 {
5192         return 0;
5193 }
5194
5195 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5196                         const char *buf, size_t length)
5197 {
5198         int ret = -EINVAL;
5199
5200         if (buf[0] == '1') {
5201                 ret = validate_slab_cache(s);
5202                 if (ret >= 0)
5203                         ret = length;
5204         }
5205         return ret;
5206 }
5207 SLAB_ATTR(validate);
5208
5209 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5210 {
5211         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5212                 return -ENOSYS;
5213         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5214 }
5215 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5216
5217 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5218 {
5219         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5220                 return -ENOSYS;
5221         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5222 }
5223 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5224 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5225
5226 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5227 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5228 {
5229         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5230 }
5231
5232 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5233                                                         size_t length)
5234 {
5235         if (s->refcount > 1)
5236                 return -EINVAL;
5237
5238         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
5239         if (buf[0] == '1')
5240                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
5241         return length;
5242 }
5243 SLAB_ATTR(failslab);
5244 #endif
5245
5246 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5247 {
5248         return 0;
5249 }
5250
5251 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5252                         const char *buf, size_t length)
5253 {
5254         if (buf[0] == '1')
5255                 kmem_cache_shrink(s);
5256         else
5257                 return -EINVAL;
5258         return length;
5259 }
5260 SLAB_ATTR(shrink);
5261
5262 #ifdef CONFIG_NUMA
5263 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5264 {
5265         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5266 }
5267
5268 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5269                                 const char *buf, size_t length)
5270 {
5271         unsigned long ratio;
5272         int err;
5273
5274         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
5275         if (err)
5276                 return err;
5277
5278         if (ratio <= 100)
5279                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5280
5281         return length;
5282 }
5283 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5284 #endif
5285
5286 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5287 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5288 {
5289         unsigned long sum  = 0;
5290         int cpu;
5291         int len;
5292         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5293
5294         if (!data)
5295                 return -ENOMEM;
5296
5297         for_each_online_cpu(cpu) {
5298                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5299
5300                 data[cpu] = x;
5301                 sum += x;
5302         }
5303
5304         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5305
5306 #ifdef CONFIG_SMP
5307         for_each_online_cpu(cpu) {
5308                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5309                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5310         }
5311 #endif
5312         kfree(data);
5313         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5314 }
5315
5316 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5317 {
5318         int cpu;
5319
5320         for_each_online_cpu(cpu)
5321                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5322 }
5323
5324 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5325 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5326 {                                                               \
5327         return show_stat(s, buf, si);                           \
5328 }                                                               \
5329 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5330                                 const char *buf, size_t length) \
5331 {                                                               \
5332         if (buf[0] != '0')                                      \
5333                 return -EINVAL;                                 \
5334         clear_stat(s, si);                                      \
5335         return length;                                          \
5336 }                                                               \
5337 SLAB_ATTR(text);                                                \
5338
5339 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5340 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5341 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5342 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5343 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5344 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5345 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5346 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5347 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5348 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5349 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5350 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5351 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5352 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5353 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5354 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5355 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5356 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5357 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5358 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5359 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5360 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5361 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5362 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5363 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5364 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5365 #endif
5366
5367 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5368         &slab_size_attr.attr,
5369         &object_size_attr.attr,
5370         &objs_per_slab_attr.attr,
5371         &order_attr.attr,
5372         &min_partial_attr.attr,
5373         &cpu_partial_attr.attr,
5374         &objects_attr.attr,
5375         &objects_partial_attr.attr,
5376         &partial_attr.attr,
5377         &cpu_slabs_attr.attr,
5378         &ctor_attr.attr,
5379         &aliases_attr.attr,
5380         &align_attr.attr,
5381         &hwcache_align_attr.attr,
5382         &reclaim_account_attr.attr,
5383         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5384         &shrink_attr.attr,
5385         &reserved_attr.attr,
5386         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5387 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5388         &total_objects_attr.attr,
5389         &slabs_attr.attr,
5390         &sanity_checks_attr.attr,
5391         &trace_attr.attr,
5392         &red_zone_attr.attr,
5393         &poison_attr.attr,
5394         &store_user_attr.attr,
5395         &validate_attr.attr,
5396         &alloc_calls_attr.attr,
5397         &free_calls_attr.attr,
5398 #endif
5399 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5400         &cache_dma_attr.attr,
5401 #endif
5402 #ifdef CONFIG_NUMA
5403         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5404 #endif
5405 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5406         &alloc_fastpath_attr.attr,
5407         &alloc_slowpath_attr.attr,
5408         &free_fastpath_attr.attr,
5409         &free_slowpath_attr.attr,
5410         &free_frozen_attr.attr,
5411         &free_add_partial_attr.attr,
5412         &free_remove_partial_attr.attr,
5413         &alloc_from_partial_attr.attr,
5414         &alloc_slab_attr.attr,
5415         &alloc_refill_attr.attr,
5416         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5417         &free_slab_attr.attr,
5418         &cpuslab_flush_attr.attr,
5419         &deactivate_full_attr.attr,
5420         &deactivate_empty_attr.attr,
5421         &deactivate_to_head_attr.attr,
5422         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5423         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5424         &deactivate_bypass_attr.attr,
5425         &order_fallback_attr.attr,
5426         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5427         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5428         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5429         &cpu_partial_free_attr.attr,
5430         &cpu_partial_node_attr.attr,
5431         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5432 #endif
5433 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5434         &failslab_attr.attr,
5435 #endif
5436
5437         NULL
5438 };
5439
5440 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5441         .attrs = slab_attrs,
5442 };
5443
5444 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5445                                 struct attribute *attr,
5446                                 char *buf)
5447 {
5448         struct slab_attribute *attribute;
5449         struct kmem_cache *s;
5450         int err;
5451
5452         attribute = to_slab_attr(attr);
5453         s = to_slab(kobj);
5454
5455         if (!attribute->show)
5456                 return -EIO;
5457
5458         err = attribute->show(s, buf);
5459
5460         return err;
5461 }
5462
5463 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5464                                 struct attribute *attr,
5465                                 const char *buf, size_t len)
5466 {
5467         struct slab_attribute *attribute;
5468         struct kmem_cache *s;
5469         int err;
5470
5471         attribute = to_slab_attr(attr);
5472         s = to_slab(kobj);
5473
5474         if (!attribute->store)
5475                 return -EIO;
5476
5477         err = attribute->store(s, buf, len);
5478 #ifdef CONFIG_MEMCG
5479         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5480                 struct kmem_cache *c;
5481
5482                 mutex_lock(&slab_mutex);
5483                 if (s->max_attr_size < len)
5484                         s->max_attr_size = len;
5485
5486                 /*
5487                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5488                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5489                  * basically because not all attributes will have a well
5490                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5491                  * have permanent effects.
5492                  *
5493                  * Returning the error value of any of the children that fail
5494                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5495                  * error code won't be able to know anything about the state of
5496                  * the cache.
5497                  *
5498                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5499                  * has well defined semantics. The cache being written to
5500                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5501                  * through the descendants with best-effort propagation.
5502                  */
5503                 for_each_memcg_cache(c, s)
5504                         attribute->store(c, buf, len);
5505                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5506         }
5507 #endif
5508         return err;
5509 }
5510
5511 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5512 {
5513 #ifdef CONFIG_MEMCG
5514         int i;
5515         char *buffer = NULL;
5516         struct kmem_cache *root_cache;
5517
5518         if (is_root_cache(s))
5519                 return;
5520
5521         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5522
5523         /*
5524          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5525          * in copying default values around
5526          */
5527         if (!root_cache->max_attr_size)
5528                 return;
5529
5530         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5531                 char mbuf[64];
5532                 char *buf;
5533                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5534                 ssize_t len;
5535
5536                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5537                         continue;
5538
5539                 /*
5540                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5541                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5542                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5543                  *
5544                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5545                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5546                  * theoretically happen.
5547                  */
5548                 if (buffer)
5549                         buf = buffer;
5550                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5551                         buf = mbuf;
5552                 else {
5553                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5554                         if (WARN_ON(!buffer))
5555                                 continue;
5556                         buf = buffer;
5557                 }
5558
5559                 len = attr->show(root_cache, buf);
5560                 if (len > 0)
5561                         attr->store(s, buf, len);
5562         }
5563
5564         if (buffer)
5565                 free_page((unsigned long)buffer);
5566 #endif
5567 }
5568
5569 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5570 {
5571         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5572 }
5573
5574 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5575         .show = slab_attr_show,
5576         .store = slab_attr_store,
5577 };
5578
5579 static struct kobj_type slab_ktype = {
5580         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5581         .release = kmem_cache_release,
5582 };
5583
5584 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5585 {
5586         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5587
5588         if (ktype == &slab_ktype)
5589                 return 1;
5590         return 0;
5591 }
5592
5593 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5594         .filter = uevent_filter,
5595 };
5596
5597 static struct kset *slab_kset;
5598
5599 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5600 {
5601 #ifdef CONFIG_MEMCG
5602         if (!is_root_cache(s))
5603                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5604 #endif
5605         return slab_kset;
5606 }
5607
5608 #define ID_STR_LENGTH 64
5609
5610 /* Create a unique string id for a slab cache:
5611  *
5612  * Format       :[flags-]size
5613  */
5614 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5615 {
5616         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5617         char *p = name;
5618
5619         BUG_ON(!name);
5620
5621         *p++ = ':';
5622         /*
5623          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5624          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5625          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5626          * are matched during merging to guarantee that the id is
5627          * unique.
5628          */
5629         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5630                 *p++ = 'd';
5631         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5632                 *p++ = 'a';
5633         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5634                 *p++ = 'F';
5635         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5636                 *p++ = 'A';
5637         if (p != name + 1)
5638                 *p++ = '-';
5639         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5640
5641         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5642         return name;
5643 }
5644
5645 static void sysfs_slab_remove_workfn(struct work_struct *work)
5646 {
5647         struct kmem_cache *s =
5648                 container_of(work, struct kmem_cache, kobj_remove_work);
5649
5650         if (!s->kobj.state_in_sysfs)
5651                 /*
5652                  * For a memcg cache, this may be called during
5653                  * deactivation and again on shutdown.  Remove only once.
5654                  * A cache is never shut down before deactivation is
5655                  * complete, so no need to worry about synchronization.
5656                  */
5657                 goto out;
5658
5659 #ifdef CONFIG_MEMCG
5660         kset_unregister(s->memcg_kset);
5661 #endif
5662         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5663 out:
5664         kobject_put(&s->kobj);
5665 }
5666
5667 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5668 {
5669         int err;
5670         const char *name;
5671         struct kset *kset = cache_kset(s);
5672         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5673
5674         INIT_WORK(&s->kobj_remove_work, sysfs_slab_remove_workfn);
5675
5676         if (!kset) {
5677                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5678                 return 0;
5679         }
5680
5681         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5682                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5683                 unmergeable = 1;
5684
5685         if (unmergeable) {
5686                 /*
5687                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5688                  * This is typically the case for debug situations. In that
5689                  * case we can catch duplicate names easily.
5690                  */
5691                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5692                 name = s->name;
5693         } else {
5694                 /*
5695                  * Create a unique name for the slab as a target
5696                  * for the symlinks.
5697                  */
5698                 name = create_unique_id(s);
5699         }
5700
5701         s->kobj.kset = kset;
5702         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5703         if (err)
5704                 goto out;
5705
5706         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5707         if (err)
5708                 goto out_del_kobj;
5709
5710 #ifdef CONFIG_MEMCG
5711         if (is_root_cache(s) && memcg_sysfs_enabled) {
5712                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5713                 if (!s->memcg_kset) {
5714                         err = -ENOMEM;
5715                         goto out_del_kobj;
5716                 }
5717         }
5718 #endif
5719
5720         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5721         if (!unmergeable) {
5722                 /* Setup first alias */
5723                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5724         }
5725 out:
5726         if (!unmergeable)
5727                 kfree(name);
5728         return err;
5729 out_del_kobj:
5730         kobject_del(&s->kobj);
5731         goto out;
5732 }
5733
5734 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5735 {
5736         if (slab_state < FULL)
5737                 /*
5738                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5739                  * cache from sysfs.
5740                  */
5741                 return;
5742
5743         kobject_get(&s->kobj);
5744         schedule_work(&s->kobj_remove_work);
5745 }
5746
5747 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5748 {
5749         if (slab_state >= FULL)
5750                 kobject_del(&s->kobj);
5751 }
5752
5753 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5754 {
5755         if (slab_state >= FULL)
5756                 kobject_put(&s->kobj);
5757 }
5758
5759 /*
5760  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5761  * available lest we lose that information.
5762  */
5763 struct saved_alias {
5764         struct kmem_cache *s;
5765         const char *name;
5766         struct saved_alias *next;
5767 };
5768
5769 static struct saved_alias *alias_list;
5770
5771 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5772 {
5773         struct saved_alias *al;
5774
5775         if (slab_state == FULL) {
5776                 /*
5777                  * If we have a leftover link then remove it.
5778                  */
5779                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5780                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5781         }
5782
5783         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5784         if (!al)
5785                 return -ENOMEM;
5786
5787         al->s = s;
5788         al->name = name;
5789         al->next = alias_list;
5790         alias_list = al;
5791         return 0;
5792 }
5793
5794 static int __init slab_sysfs_init(void)
5795 {
5796         struct kmem_cache *s;
5797         int err;
5798
5799         mutex_lock(&slab_mutex);
5800
5801         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5802         if (!slab_kset) {
5803                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5804                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5805                 return -ENOSYS;
5806         }
5807
5808         slab_state = FULL;
5809
5810         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5811                 err = sysfs_slab_add(s);
5812                 if (err)
5813                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5814                                s->name);
5815         }
5816
5817         while (alias_list) {
5818                 struct saved_alias *al = alias_list;
5819
5820                 alias_list = alias_list->next;
5821                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5822                 if (err)
5823                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5824                                al->name);
5825                 kfree(al);
5826         }
5827
5828         mutex_unlock(&slab_mutex);
5829         resiliency_test();
5830         return 0;
5831 }
5832
5833 __initcall(slab_sysfs_init);
5834 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5835
5836 /*
5837  * The /proc/slabinfo ABI
5838  */
5839 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5840 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5841 {
5842         unsigned long nr_slabs = 0;
5843         unsigned long nr_objs = 0;
5844         unsigned long nr_free = 0;
5845         int node;
5846         struct kmem_cache_node *n;
5847
5848         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5849                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5850                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5851                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5852         }
5853
5854         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5855         sinfo->num_objs = nr_objs;
5856         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5857         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5858         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5859         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5860 }
5861
5862 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5863 {
5864 }
5865
5866 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5867                        size_t count, loff_t *ppos)
5868 {
5869         return -EIO;
5870 }
5871 #endif /* CONFIG_SLABINFO */