net: socket: add check for negative optlen in compat setsockopt
[platform/kernel/linux-starfive.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/seq_file.h>
23 #include <linux/kasan.h>
24 #include <linux/cpu.h>
25 #include <linux/cpuset.h>
26 #include <linux/mempolicy.h>
27 #include <linux/ctype.h>
28 #include <linux/debugobjects.h>
29 #include <linux/kallsyms.h>
30 #include <linux/memory.h>
31 #include <linux/math64.h>
32 #include <linux/fault-inject.h>
33 #include <linux/stacktrace.h>
34 #include <linux/prefetch.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36 #include <linux/random.h>
37
38 #include <trace/events/kmem.h>
39
40 #include "internal.h"
41
42 /*
43  * Lock order:
44  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
45  *   2. node->list_lock
46  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
47  *
48  *   slab_mutex
49  *
50  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
51  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
52  *
53  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
54  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects:
55  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
56  *      B. page->inuse          -> Number of objects in use
57  *      C. page->objects        -> Number of objects in page
58  *      D. page->frozen         -> frozen state
59  *
60  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
61  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
62  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
63  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
64  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
65  *
66  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
67  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
68  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
69  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
70  *   modified without taking the list lock).
71  *
72  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
73  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
74  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
75  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
76  *   the list lock.
77  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
78  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
79  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
80  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
81  *
82  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
83  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
84  *
85  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
86  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
87  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
88  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
89  * cannot scan all objects.
90  *
91  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
92  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
93  * fast frees and allocs.
94  *
95  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
96  *
97  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
98  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
99  *                      such as satisfying allocations for a specific
100  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
101  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
102  *                      list operations. It is up to the processor holding
103  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
104  *                      when the slab is no longer needed.
105  *
106  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
107  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
108  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
109  *                      freelist that allows lockless access to
110  *                      free objects in addition to the regular freelist
111  *                      that requires the slab lock.
112  *
113  * PageError            Slab requires special handling due to debug
114  *                      options set. This moves slab handling out of
115  *                      the fast path and disables lockless freelists.
116  */
117
118 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
119 {
120 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
121         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
122 #else
123         return 0;
124 #endif
125 }
126
127 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
128 {
129         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE)
130                 p += s->red_left_pad;
131
132         return p;
133 }
134
135 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
136 {
137 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
138         return !kmem_cache_debug(s);
139 #else
140         return false;
141 #endif
142 }
143
144 /*
145  * Issues still to be resolved:
146  *
147  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
148  *
149  * - Variable sizing of the per node arrays
150  */
151
152 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
153 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
154
155 /* Enable to log cmpxchg failures */
156 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
157
158 /*
159  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
160  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
161  */
162 #define MIN_PARTIAL 5
163
164 /*
165  * Maximum number of desirable partial slabs.
166  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
167  * sort the partial list by the number of objects in use.
168  */
169 #define MAX_PARTIAL 10
170
171 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
172                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
173
174 /*
175  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
176  * issues when checking or reading debug information
177  */
178 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
179                                 SLAB_TRACE)
180
181
182 /*
183  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
184  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
185  * metadata.
186  */
187 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
188
189 #define OO_SHIFT        16
190 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
191 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
192
193 /* Internal SLUB flags */
194 /* Poison object */
195 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
196 /* Use cmpxchg_double */
197 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
198
199 /*
200  * Tracking user of a slab.
201  */
202 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
203 struct track {
204         unsigned long addr;     /* Called from address */
205 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
206         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
207 #endif
208         int cpu;                /* Was running on cpu */
209         int pid;                /* Pid context */
210         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
211 };
212
213 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
214
215 #ifdef CONFIG_SYSFS
216 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
217 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
218 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
219 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s);
220 #else
221 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
222 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
223                                                         { return 0; }
224 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
225 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
226 #endif
227
228 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
229 {
230 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
231         /*
232          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
233          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
234          */
235         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
236 #endif
237 }
238
239 /********************************************************************
240  *                      Core slab cache functions
241  *******************************************************************/
242
243 /*
244  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
245  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
246  * random number.
247  */
248 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
249                                  unsigned long ptr_addr)
250 {
251 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
252         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^ ptr_addr);
253 #else
254         return ptr;
255 #endif
256 }
257
258 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
259 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
260                                          void *ptr_addr)
261 {
262         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
263                             (unsigned long)ptr_addr);
264 }
265
266 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
267 {
268         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
269 }
270
271 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
272 {
273         prefetch(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 unsigned int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
313 {
314         return (p - addr) / s->size;
315 }
316
317 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
318 {
319         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
320 }
321
322 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
323                 unsigned int size)
324 {
325         struct kmem_cache_order_objects x = {
326                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
327         };
328
329         return x;
330 }
331
332 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
333 {
334         return x.x >> OO_SHIFT;
335 }
336
337 static inline unsigned 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 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
358 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
359                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
360                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
361                 const char *n)
362 {
363         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
364 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
365     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
366         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
367                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
368                                    freelist_old, counters_old,
369                                    freelist_new, counters_new))
370                         return true;
371         } else
372 #endif
373         {
374                 slab_lock(page);
375                 if (page->freelist == freelist_old &&
376                                         page->counters == counters_old) {
377                         page->freelist = freelist_new;
378                         page->counters = counters_new;
379                         slab_unlock(page);
380                         return true;
381                 }
382                 slab_unlock(page);
383         }
384
385         cpu_relax();
386         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
387
388 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
389         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
390 #endif
391
392         return false;
393 }
394
395 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
396                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
397                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
398                 const char *n)
399 {
400 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
401     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
402         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
403                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
404                                    freelist_old, counters_old,
405                                    freelist_new, counters_new))
406                         return true;
407         } else
408 #endif
409         {
410                 unsigned long flags;
411
412                 local_irq_save(flags);
413                 slab_lock(page);
414                 if (page->freelist == freelist_old &&
415                                         page->counters == counters_old) {
416                         page->freelist = freelist_new;
417                         page->counters = counters_new;
418                         slab_unlock(page);
419                         local_irq_restore(flags);
420                         return true;
421                 }
422                 slab_unlock(page);
423                 local_irq_restore(flags);
424         }
425
426         cpu_relax();
427         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
428
429 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
430         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
431 #endif
432
433         return false;
434 }
435
436 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
437 /*
438  * Determine a map of object in use on a page.
439  *
440  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
441  * not vanish from under us.
442  */
443 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
444 {
445         void *p;
446         void *addr = page_address(page);
447
448         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
449                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
450 }
451
452 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
453 {
454         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
455                 return s->size - s->red_left_pad;
456
457         return s->size;
458 }
459
460 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
461 {
462         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
463                 p -= s->red_left_pad;
464
465         return p;
466 }
467
468 /*
469  * Debug settings:
470  */
471 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
472 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
473 #else
474 static slab_flags_t slub_debug;
475 #endif
476
477 static char *slub_debug_slabs;
478 static int disable_higher_order_debug;
479
480 /*
481  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
482  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
483  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
484  * to tell kasan that these accesses are OK.
485  */
486 static inline void metadata_access_enable(void)
487 {
488         kasan_disable_current();
489 }
490
491 static inline void metadata_access_disable(void)
492 {
493         kasan_enable_current();
494 }
495
496 /*
497  * Object debugging
498  */
499
500 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
501 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
502                                 struct page *page, void *object)
503 {
504         void *base;
505
506         if (!object)
507                 return 1;
508
509         base = page_address(page);
510         object = restore_red_left(s, object);
511         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
512                 (object - base) % s->size) {
513                 return 0;
514         }
515
516         return 1;
517 }
518
519 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
520                           unsigned int length)
521 {
522         metadata_access_enable();
523         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
524                         length, 1);
525         metadata_access_disable();
526 }
527
528 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
529         enum track_item alloc)
530 {
531         struct track *p;
532
533         if (s->offset)
534                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
535         else
536                 p = object + s->inuse;
537
538         return p + alloc;
539 }
540
541 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
542                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
543 {
544         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
545
546         if (addr) {
547 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
548                 struct stack_trace trace;
549                 int i;
550
551                 trace.nr_entries = 0;
552                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
553                 trace.entries = p->addrs;
554                 trace.skip = 3;
555                 metadata_access_enable();
556                 save_stack_trace(&trace);
557                 metadata_access_disable();
558
559                 /* See rant in lockdep.c */
560                 if (trace.nr_entries != 0 &&
561                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
562                         trace.nr_entries--;
563
564                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
565                         p->addrs[i] = 0;
566 #endif
567                 p->addr = addr;
568                 p->cpu = smp_processor_id();
569                 p->pid = current->pid;
570                 p->when = jiffies;
571         } else
572                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
573 }
574
575 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
576 {
577         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
578                 return;
579
580         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
581         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
582 }
583
584 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
585 {
586         if (!t->addr)
587                 return;
588
589         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
590                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
591 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
592         {
593                 int i;
594                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
595                         if (t->addrs[i])
596                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
597                         else
598                                 break;
599         }
600 #endif
601 }
602
603 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
604 {
605         unsigned long pr_time = jiffies;
606         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
607                 return;
608
609         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
610         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
611 }
612
613 static void print_page_info(struct page *page)
614 {
615         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
616                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
617
618 }
619
620 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
621 {
622         struct va_format vaf;
623         va_list args;
624
625         va_start(args, fmt);
626         vaf.fmt = fmt;
627         vaf.va = &args;
628         pr_err("=============================================================================\n");
629         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
630         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
631
632         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
633         va_end(args);
634 }
635
636 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
637 {
638         struct va_format vaf;
639         va_list args;
640
641         va_start(args, fmt);
642         vaf.fmt = fmt;
643         vaf.va = &args;
644         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
645         va_end(args);
646 }
647
648 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
649 {
650         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
651         u8 *addr = page_address(page);
652
653         print_tracking(s, p);
654
655         print_page_info(page);
656
657         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
658                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
659
660         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
661                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p - s->red_left_pad,
662                               s->red_left_pad);
663         else if (p > addr + 16)
664                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
665
666         print_section(KERN_ERR, "Object ", p,
667                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
668         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
669                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p + s->object_size,
670                         s->inuse - s->object_size);
671
672         if (s->offset)
673                 off = s->offset + sizeof(void *);
674         else
675                 off = s->inuse;
676
677         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
678                 off += 2 * sizeof(struct track);
679
680         off += kasan_metadata_size(s);
681
682         if (off != size_from_object(s))
683                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
684                 print_section(KERN_ERR, "Padding ", p + off,
685                               size_from_object(s) - off);
686
687         dump_stack();
688 }
689
690 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
691                         u8 *object, char *reason)
692 {
693         slab_bug(s, "%s", reason);
694         print_trailer(s, page, object);
695 }
696
697 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
698                         const char *fmt, ...)
699 {
700         va_list args;
701         char buf[100];
702
703         va_start(args, fmt);
704         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
705         va_end(args);
706         slab_bug(s, "%s", buf);
707         print_page_info(page);
708         dump_stack();
709 }
710
711 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
712 {
713         u8 *p = object;
714
715         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
716                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
717
718         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
719                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
720                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
721         }
722
723         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
724                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
725 }
726
727 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
728                                                 void *from, void *to)
729 {
730         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
731         memset(from, data, to - from);
732 }
733
734 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
735                         u8 *object, char *what,
736                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
737 {
738         u8 *fault;
739         u8 *end;
740
741         metadata_access_enable();
742         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
743         metadata_access_disable();
744         if (!fault)
745                 return 1;
746
747         end = start + bytes;
748         while (end > fault && end[-1] == value)
749                 end--;
750
751         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
752         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
753                                         fault, end - 1, fault[0], value);
754         print_trailer(s, page, object);
755
756         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
757         return 0;
758 }
759
760 /*
761  * Object layout:
762  *
763  * object address
764  *      Bytes of the object to be managed.
765  *      If the freepointer may overlay the object then the free
766  *      pointer is the first word of the object.
767  *
768  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
769  *      0xa5 (POISON_END)
770  *
771  * object + s->object_size
772  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
773  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
774  *      object_size == inuse.
775  *
776  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
777  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
778  *
779  * object + s->inuse
780  *      Meta data starts here.
781  *
782  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
783  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
784  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
785  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
786  *              before the word boundary.
787  *
788  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
789  *
790  * object + s->size
791  *      Nothing is used beyond s->size.
792  *
793  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
794  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
795  * may be used with merged slabcaches.
796  */
797
798 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
799 {
800         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
801
802         if (s->offset)
803                 /* Freepointer is placed after the object. */
804                 off += sizeof(void *);
805
806         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
807                 /* We also have user information there */
808                 off += 2 * sizeof(struct track);
809
810         off += kasan_metadata_size(s);
811
812         if (size_from_object(s) == off)
813                 return 1;
814
815         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
816                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
817 }
818
819 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
820 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
821 {
822         u8 *start;
823         u8 *fault;
824         u8 *end;
825         u8 *pad;
826         int length;
827         int remainder;
828
829         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
830                 return 1;
831
832         start = page_address(page);
833         length = PAGE_SIZE << compound_order(page);
834         end = start + length;
835         remainder = length % s->size;
836         if (!remainder)
837                 return 1;
838
839         pad = end - remainder;
840         metadata_access_enable();
841         fault = memchr_inv(pad, POISON_INUSE, remainder);
842         metadata_access_disable();
843         if (!fault)
844                 return 1;
845         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
846                 end--;
847
848         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
849         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
850
851         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
852         return 0;
853 }
854
855 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
856                                         void *object, u8 val)
857 {
858         u8 *p = object;
859         u8 *endobject = object + s->object_size;
860
861         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
862                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
863                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
864                         return 0;
865
866                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
867                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
868                         return 0;
869         } else {
870                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
871                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
872                                 endobject, POISON_INUSE,
873                                 s->inuse - s->object_size);
874                 }
875         }
876
877         if (s->flags & SLAB_POISON) {
878                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
879                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
880                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
881                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
882                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
883                         return 0;
884                 /*
885                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
886                  */
887                 check_pad_bytes(s, page, p);
888         }
889
890         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
891                 /*
892                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
893                  * freepointer while object is allocated.
894                  */
895                 return 1;
896
897         /* Check free pointer validity */
898         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
899                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
900                 /*
901                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
902                  * of the free objects in this slab. May cause
903                  * another error because the object count is now wrong.
904                  */
905                 set_freepointer(s, p, NULL);
906                 return 0;
907         }
908         return 1;
909 }
910
911 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
912 {
913         int maxobj;
914
915         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
916
917         if (!PageSlab(page)) {
918                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
919                 return 0;
920         }
921
922         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size);
923         if (page->objects > maxobj) {
924                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
925                         page->objects, maxobj);
926                 return 0;
927         }
928         if (page->inuse > page->objects) {
929                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
930                         page->inuse, page->objects);
931                 return 0;
932         }
933         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
934         slab_pad_check(s, page);
935         return 1;
936 }
937
938 /*
939  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
940  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
941  */
942 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
943 {
944         int nr = 0;
945         void *fp;
946         void *object = NULL;
947         int max_objects;
948
949         fp = page->freelist;
950         while (fp && nr <= page->objects) {
951                 if (fp == search)
952                         return 1;
953                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
954                         if (object) {
955                                 object_err(s, page, object,
956                                         "Freechain corrupt");
957                                 set_freepointer(s, object, NULL);
958                         } else {
959                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
960                                 page->freelist = NULL;
961                                 page->inuse = page->objects;
962                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
963                                 return 0;
964                         }
965                         break;
966                 }
967                 object = fp;
968                 fp = get_freepointer(s, object);
969                 nr++;
970         }
971
972         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size);
973         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
974                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
975
976         if (page->objects != max_objects) {
977                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
978                          page->objects, max_objects);
979                 page->objects = max_objects;
980                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
981         }
982         if (page->inuse != page->objects - nr) {
983                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
984                          page->inuse, page->objects - nr);
985                 page->inuse = page->objects - nr;
986                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
987         }
988         return search == NULL;
989 }
990
991 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
992                                                                 int alloc)
993 {
994         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
995                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
996                         s->name,
997                         alloc ? "alloc" : "free",
998                         object, page->inuse,
999                         page->freelist);
1000
1001                 if (!alloc)
1002                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1003                                         s->object_size);
1004
1005                 dump_stack();
1006         }
1007 }
1008
1009 /*
1010  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1011  */
1012 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1013         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1014 {
1015         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1016                 return;
1017
1018         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1019         list_add(&page->lru, &n->full);
1020 }
1021
1022 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1023 {
1024         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1025                 return;
1026
1027         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1028         list_del(&page->lru);
1029 }
1030
1031 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1032 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1033 {
1034         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1035
1036         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1037 }
1038
1039 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1040 {
1041         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1042 }
1043
1044 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1045 {
1046         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1047
1048         /*
1049          * May be called early in order to allocate a slab for the
1050          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1051          * dilemma by deferring the increment of the count during
1052          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1053          */
1054         if (likely(n)) {
1055                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1056                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1057         }
1058 }
1059 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1060 {
1061         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1062
1063         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1064         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1065 }
1066
1067 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1068 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1069                                                                 void *object)
1070 {
1071         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1072                 return;
1073
1074         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1075         init_tracking(s, object);
1076 }
1077
1078 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1079                                         struct page *page,
1080                                         void *object, unsigned long addr)
1081 {
1082         if (!check_slab(s, page))
1083                 return 0;
1084
1085         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1086                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1087                 return 0;
1088         }
1089
1090         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1091                 return 0;
1092
1093         return 1;
1094 }
1095
1096 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1097                                         struct page *page,
1098                                         void *object, unsigned long addr)
1099 {
1100         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1101                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object, addr))
1102                         goto bad;
1103         }
1104
1105         /* Success perform special debug activities for allocs */
1106         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1107                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1108         trace(s, page, object, 1);
1109         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1110         return 1;
1111
1112 bad:
1113         if (PageSlab(page)) {
1114                 /*
1115                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1116                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1117                  * as used avoids touching the remaining objects.
1118                  */
1119                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1120                 page->inuse = page->objects;
1121                 page->freelist = NULL;
1122         }
1123         return 0;
1124 }
1125
1126 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1127                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1128 {
1129         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1130                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1131                 return 0;
1132         }
1133
1134         if (on_freelist(s, page, object)) {
1135                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1136                 return 0;
1137         }
1138
1139         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1140                 return 0;
1141
1142         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1143                 if (!PageSlab(page)) {
1144                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1145                                  object);
1146                 } else if (!page->slab_cache) {
1147                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1148                                object);
1149                         dump_stack();
1150                 } else
1151                         object_err(s, page, object,
1152                                         "page slab pointer corrupt.");
1153                 return 0;
1154         }
1155         return 1;
1156 }
1157
1158 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1159 static noinline int free_debug_processing(
1160         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1161         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1162         unsigned long addr)
1163 {
1164         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1165         void *object = head;
1166         int cnt = 0;
1167         unsigned long uninitialized_var(flags);
1168         int ret = 0;
1169
1170         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1171         slab_lock(page);
1172
1173         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1174                 if (!check_slab(s, page))
1175                         goto out;
1176         }
1177
1178 next_object:
1179         cnt++;
1180
1181         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1182                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1183                         goto out;
1184         }
1185
1186         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1187                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1188         trace(s, page, object, 0);
1189         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1190         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1191
1192         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1193         if (object != tail) {
1194                 object = get_freepointer(s, object);
1195                 goto next_object;
1196         }
1197         ret = 1;
1198
1199 out:
1200         if (cnt != bulk_cnt)
1201                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1202                          bulk_cnt, cnt);
1203
1204         slab_unlock(page);
1205         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1206         if (!ret)
1207                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1208         return ret;
1209 }
1210
1211 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1212 {
1213         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1214         if (*str++ != '=' || !*str)
1215                 /*
1216                  * No options specified. Switch on full debugging.
1217                  */
1218                 goto out;
1219
1220         if (*str == ',')
1221                 /*
1222                  * No options but restriction on slabs. This means full
1223                  * debugging for slabs matching a pattern.
1224                  */
1225                 goto check_slabs;
1226
1227         slub_debug = 0;
1228         if (*str == '-')
1229                 /*
1230                  * Switch off all debugging measures.
1231                  */
1232                 goto out;
1233
1234         /*
1235          * Determine which debug features should be switched on
1236          */
1237         for (; *str && *str != ','; str++) {
1238                 switch (tolower(*str)) {
1239                 case 'f':
1240                         slub_debug |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1241                         break;
1242                 case 'z':
1243                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1244                         break;
1245                 case 'p':
1246                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1247                         break;
1248                 case 'u':
1249                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1250                         break;
1251                 case 't':
1252                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1253                         break;
1254                 case 'a':
1255                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1256                         break;
1257                 case 'o':
1258                         /*
1259                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1260                          * order would increase as a result.
1261                          */
1262                         disable_higher_order_debug = 1;
1263                         break;
1264                 default:
1265                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1266                                *str);
1267                 }
1268         }
1269
1270 check_slabs:
1271         if (*str == ',')
1272                 slub_debug_slabs = str + 1;
1273 out:
1274         return 1;
1275 }
1276
1277 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1278
1279 /*
1280  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1281  * @object_size:        the size of an object without meta data
1282  * @flags:              flags to set
1283  * @name:               name of the cache
1284  * @ctor:               constructor function
1285  *
1286  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1287  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1288  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1289  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1290  */
1291 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1292         slab_flags_t flags, const char *name,
1293         void (*ctor)(void *))
1294 {
1295         char *iter;
1296         size_t len;
1297
1298         /* If slub_debug = 0, it folds into the if conditional. */
1299         if (!slub_debug_slabs)
1300                 return flags | slub_debug;
1301
1302         len = strlen(name);
1303         iter = slub_debug_slabs;
1304         while (*iter) {
1305                 char *end, *glob;
1306                 size_t cmplen;
1307
1308                 end = strchr(iter, ',');
1309                 if (!end)
1310                         end = iter + strlen(iter);
1311
1312                 glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1313                 if (glob)
1314                         cmplen = glob - iter;
1315                 else
1316                         cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1317
1318                 if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1319                         flags |= slub_debug;
1320                         break;
1321                 }
1322
1323                 if (!*end)
1324                         break;
1325                 iter = end + 1;
1326         }
1327
1328         return flags;
1329 }
1330 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1331 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1332                         struct page *page, void *object) {}
1333
1334 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1335         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1336
1337 static inline int free_debug_processing(
1338         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1339         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1340         unsigned long addr) { return 0; }
1341
1342 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1343                         { return 1; }
1344 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1345                         void *object, u8 val) { return 1; }
1346 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1347                                         struct page *page) {}
1348 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1349                                         struct page *page) {}
1350 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1351         slab_flags_t flags, const char *name,
1352         void (*ctor)(void *))
1353 {
1354         return flags;
1355 }
1356 #define slub_debug 0
1357
1358 #define disable_higher_order_debug 0
1359
1360 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1361                                                         { return 0; }
1362 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1363                                                         { return 0; }
1364 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1365                                                         int objects) {}
1366 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1367                                                         int objects) {}
1368
1369 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1370
1371 /*
1372  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1373  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1374  */
1375 static inline void *kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1376 {
1377         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1378         return kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1379 }
1380
1381 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1382 {
1383         kmemleak_free(x);
1384         kasan_kfree_large(x, _RET_IP_);
1385 }
1386
1387 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1388 {
1389         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1390
1391         /*
1392          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1393          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1394          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1395          */
1396 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1397         {
1398                 unsigned long flags;
1399
1400                 local_irq_save(flags);
1401                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1402                 local_irq_restore(flags);
1403         }
1404 #endif
1405         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1406                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1407
1408         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse */
1409         return kasan_slab_free(s, x, _RET_IP_);
1410 }
1411
1412 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1413                                            void **head, void **tail)
1414 {
1415 /*
1416  * Compiler cannot detect this function can be removed if slab_free_hook()
1417  * evaluates to nothing.  Thus, catch all relevant config debug options here.
1418  */
1419 #if defined(CONFIG_LOCKDEP)     ||              \
1420         defined(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK) ||       \
1421         defined(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_FREE) ||   \
1422         defined(CONFIG_KASAN)
1423
1424         void *object;
1425         void *next = *head;
1426         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1427
1428         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1429         *head = NULL;
1430         *tail = NULL;
1431
1432         do {
1433                 object = next;
1434                 next = get_freepointer(s, object);
1435                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1436                 if (!slab_free_hook(s, object)) {
1437                         /* Move object to the new freelist */
1438                         set_freepointer(s, object, *head);
1439                         *head = object;
1440                         if (!*tail)
1441                                 *tail = object;
1442                 }
1443         } while (object != old_tail);
1444
1445         if (*head == *tail)
1446                 *tail = NULL;
1447
1448         return *head != NULL;
1449 #else
1450         return true;
1451 #endif
1452 }
1453
1454 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1455                                 void *object)
1456 {
1457         setup_object_debug(s, page, object);
1458         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
1459         if (unlikely(s->ctor)) {
1460                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1461                 s->ctor(object);
1462                 kasan_poison_object_data(s, object);
1463         }
1464         return object;
1465 }
1466
1467 /*
1468  * Slab allocation and freeing
1469  */
1470 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1471                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1472 {
1473         struct page *page;
1474         unsigned int order = oo_order(oo);
1475
1476         if (node == NUMA_NO_NODE)
1477                 page = alloc_pages(flags, order);
1478         else
1479                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1480
1481         if (page && memcg_charge_slab(page, flags, order, s)) {
1482                 __free_pages(page, order);
1483                 page = NULL;
1484         }
1485
1486         return page;
1487 }
1488
1489 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1490 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1491 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1492 {
1493         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1494         int err;
1495
1496         /* Bailout if already initialised */
1497         if (s->random_seq)
1498                 return 0;
1499
1500         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1501         if (err) {
1502                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1503                         s->name);
1504                 return err;
1505         }
1506
1507         /* Transform to an offset on the set of pages */
1508         if (s->random_seq) {
1509                 unsigned int i;
1510
1511                 for (i = 0; i < count; i++)
1512                         s->random_seq[i] *= s->size;
1513         }
1514         return 0;
1515 }
1516
1517 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1518 static void __init init_freelist_randomization(void)
1519 {
1520         struct kmem_cache *s;
1521
1522         mutex_lock(&slab_mutex);
1523
1524         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1525                 init_cache_random_seq(s);
1526
1527         mutex_unlock(&slab_mutex);
1528 }
1529
1530 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1531 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1532                                 unsigned long *pos, void *start,
1533                                 unsigned long page_limit,
1534                                 unsigned long freelist_count)
1535 {
1536         unsigned int idx;
1537
1538         /*
1539          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1540          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1541          */
1542         do {
1543                 idx = s->random_seq[*pos];
1544                 *pos += 1;
1545                 if (*pos >= freelist_count)
1546                         *pos = 0;
1547         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1548
1549         return (char *)start + idx;
1550 }
1551
1552 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1553 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1554 {
1555         void *start;
1556         void *cur;
1557         void *next;
1558         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1559
1560         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1561                 return false;
1562
1563         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1564         pos = get_random_int() % freelist_count;
1565
1566         page_limit = page->objects * s->size;
1567         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1568
1569         /* First entry is used as the base of the freelist */
1570         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1571                                 freelist_count);
1572         cur = setup_object(s, page, cur);
1573         page->freelist = cur;
1574
1575         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1576                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1577                         freelist_count);
1578                 next = setup_object(s, page, next);
1579                 set_freepointer(s, cur, next);
1580                 cur = next;
1581         }
1582         set_freepointer(s, cur, NULL);
1583
1584         return true;
1585 }
1586 #else
1587 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1588 {
1589         return 0;
1590 }
1591 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1592 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1593 {
1594         return false;
1595 }
1596 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1597
1598 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1599 {
1600         struct page *page;
1601         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1602         gfp_t alloc_gfp;
1603         void *start, *p, *next;
1604         int idx, order;
1605         bool shuffle;
1606
1607         flags &= gfp_allowed_mask;
1608
1609         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1610                 local_irq_enable();
1611
1612         flags |= s->allocflags;
1613
1614         /*
1615          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1616          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1617          */
1618         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1619         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1620                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1621
1622         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1623         if (unlikely(!page)) {
1624                 oo = s->min;
1625                 alloc_gfp = flags;
1626                 /*
1627                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1628                  * Try a lower order alloc if possible
1629                  */
1630                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1631                 if (unlikely(!page))
1632                         goto out;
1633                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1634         }
1635
1636         page->objects = oo_objects(oo);
1637
1638         order = compound_order(page);
1639         page->slab_cache = s;
1640         __SetPageSlab(page);
1641         if (page_is_pfmemalloc(page))
1642                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1643
1644         start = page_address(page);
1645
1646         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1647                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1648
1649         kasan_poison_slab(page);
1650
1651         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1652
1653         if (!shuffle) {
1654                 for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1655                         if (likely(idx < page->objects)) {
1656                                 next = p + s->size;
1657                                 next = setup_object(s, page, next);
1658                                 set_freepointer(s, p, next);
1659                         } else
1660                                 set_freepointer(s, p, NULL);
1661                 }
1662                 start = fixup_red_left(s, start);
1663                 start = setup_object(s, page, start);
1664                 page->freelist = start;
1665         }
1666
1667         page->inuse = page->objects;
1668         page->frozen = 1;
1669
1670 out:
1671         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1672                 local_irq_disable();
1673         if (!page)
1674                 return NULL;
1675
1676         mod_lruvec_page_state(page,
1677                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1678                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1679                 1 << oo_order(oo));
1680
1681         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1682
1683         return page;
1684 }
1685
1686 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1687 {
1688         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1689                 gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
1690                 flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
1691                 pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
1692                                 invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
1693                 dump_stack();
1694         }
1695
1696         return allocate_slab(s,
1697                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1698 }
1699
1700 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1701 {
1702         int order = compound_order(page);
1703         int pages = 1 << order;
1704
1705         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1706                 void *p;
1707
1708                 slab_pad_check(s, page);
1709                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1710                                                 page->objects)
1711                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1712         }
1713
1714         mod_lruvec_page_state(page,
1715                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1716                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1717                 -pages);
1718
1719         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1720         __ClearPageSlab(page);
1721
1722         page->mapping = NULL;
1723         if (current->reclaim_state)
1724                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1725         memcg_uncharge_slab(page, order, s);
1726         __free_pages(page, order);
1727 }
1728
1729 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1730 {
1731         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1732
1733         __free_slab(page->slab_cache, page);
1734 }
1735
1736 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1737 {
1738         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1739                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1740         } else
1741                 __free_slab(s, page);
1742 }
1743
1744 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1745 {
1746         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1747         free_slab(s, page);
1748 }
1749
1750 /*
1751  * Management of partially allocated slabs.
1752  */
1753 static inline void
1754 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1755 {
1756         n->nr_partial++;
1757         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1758                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1759         else
1760                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1761 }
1762
1763 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1764                                 struct page *page, int tail)
1765 {
1766         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1767         __add_partial(n, page, tail);
1768 }
1769
1770 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1771                                         struct page *page)
1772 {
1773         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1774         list_del(&page->lru);
1775         n->nr_partial--;
1776 }
1777
1778 /*
1779  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1780  * return the pointer to the freelist.
1781  *
1782  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1783  */
1784 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1785                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1786                 int mode, int *objects)
1787 {
1788         void *freelist;
1789         unsigned long counters;
1790         struct page new;
1791
1792         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1793
1794         /*
1795          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1796          * The old freelist is the list of objects for the
1797          * per cpu allocation list.
1798          */
1799         freelist = page->freelist;
1800         counters = page->counters;
1801         new.counters = counters;
1802         *objects = new.objects - new.inuse;
1803         if (mode) {
1804                 new.inuse = page->objects;
1805                 new.freelist = NULL;
1806         } else {
1807                 new.freelist = freelist;
1808         }
1809
1810         VM_BUG_ON(new.frozen);
1811         new.frozen = 1;
1812
1813         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1814                         freelist, counters,
1815                         new.freelist, new.counters,
1816                         "acquire_slab"))
1817                 return NULL;
1818
1819         remove_partial(n, page);
1820         WARN_ON(!freelist);
1821         return freelist;
1822 }
1823
1824 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1825 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1826
1827 /*
1828  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1829  */
1830 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1831                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1832 {
1833         struct page *page, *page2;
1834         void *object = NULL;
1835         unsigned int available = 0;
1836         int objects;
1837
1838         /*
1839          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1840          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1841          * partial slab and there is none available then get_partials()
1842          * will return NULL.
1843          */
1844         if (!n || !n->nr_partial)
1845                 return NULL;
1846
1847         spin_lock(&n->list_lock);
1848         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1849                 void *t;
1850
1851                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1852                         continue;
1853
1854                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1855                 if (!t)
1856                         break;
1857
1858                 available += objects;
1859                 if (!object) {
1860                         c->page = page;
1861                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1862                         object = t;
1863                 } else {
1864                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1865                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1866                 }
1867                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1868                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
1869                         break;
1870
1871         }
1872         spin_unlock(&n->list_lock);
1873         return object;
1874 }
1875
1876 /*
1877  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1878  */
1879 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1880                 struct kmem_cache_cpu *c)
1881 {
1882 #ifdef CONFIG_NUMA
1883         struct zonelist *zonelist;
1884         struct zoneref *z;
1885         struct zone *zone;
1886         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1887         void *object;
1888         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1889
1890         /*
1891          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1892          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1893          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1894          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1895          *
1896          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1897          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1898          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1899          * from other nodes and filled up.
1900          *
1901          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
1902          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
1903          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
1904          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
1905          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1906          * with available objects.
1907          */
1908         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1909                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1910                 return NULL;
1911
1912         do {
1913                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1914                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1915                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1916                         struct kmem_cache_node *n;
1917
1918                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1919
1920                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1921                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1922                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1923                                 if (object) {
1924                                         /*
1925                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1926                                          * here - if mems_allowed was updated in
1927                                          * parallel, that was a harmless race
1928                                          * between allocation and the cpuset
1929                                          * update
1930                                          */
1931                                         return object;
1932                                 }
1933                         }
1934                 }
1935         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1936 #endif
1937         return NULL;
1938 }
1939
1940 /*
1941  * Get a partial page, lock it and return it.
1942  */
1943 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1944                 struct kmem_cache_cpu *c)
1945 {
1946         void *object;
1947         int searchnode = node;
1948
1949         if (node == NUMA_NO_NODE)
1950                 searchnode = numa_mem_id();
1951         else if (!node_present_pages(node))
1952                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1953
1954         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1955         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1956                 return object;
1957
1958         return get_any_partial(s, flags, c);
1959 }
1960
1961 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1962 /*
1963  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1964  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1965  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1966  */
1967 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1968 #else
1969 /*
1970  * No preemption supported therefore also no need to check for
1971  * different cpus.
1972  */
1973 #define TID_STEP 1
1974 #endif
1975
1976 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1977 {
1978         return tid + TID_STEP;
1979 }
1980
1981 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1982 {
1983         return tid % TID_STEP;
1984 }
1985
1986 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1987 {
1988         return tid / TID_STEP;
1989 }
1990
1991 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1992 {
1993         return cpu;
1994 }
1995
1996 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1997                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1998 {
1999 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2000         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2001
2002         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2003
2004 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2005         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2006                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2007                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2008         else
2009 #endif
2010         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2011                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2012                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2013         else
2014                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2015                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2016 #endif
2017         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2018 }
2019
2020 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2021 {
2022         int cpu;
2023
2024         for_each_possible_cpu(cpu)
2025                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2026 }
2027
2028 /*
2029  * Remove the cpu slab
2030  */
2031 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2032                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2033 {
2034         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2035         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2036         int lock = 0;
2037         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2038         void *nextfree;
2039         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2040         struct page new;
2041         struct page old;
2042
2043         if (page->freelist) {
2044                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2045                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2046         }
2047
2048         /*
2049          * Stage one: Free all available per cpu objects back
2050          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
2051          * last one.
2052          *
2053          * There is no need to take the list->lock because the page
2054          * is still frozen.
2055          */
2056         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
2057                 void *prior;
2058                 unsigned long counters;
2059
2060                 do {
2061                         prior = page->freelist;
2062                         counters = page->counters;
2063                         set_freepointer(s, freelist, prior);
2064                         new.counters = counters;
2065                         new.inuse--;
2066                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
2067
2068                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2069                         prior, counters,
2070                         freelist, new.counters,
2071                         "drain percpu freelist"));
2072
2073                 freelist = nextfree;
2074         }
2075
2076         /*
2077          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
2078          * list presence reflects the actual number of objects
2079          * during unfreeze.
2080          *
2081          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2082          * with the count. If there is a mismatch then the page
2083          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2084          *
2085          * Then we restart the process which may have to remove
2086          * the page from the list that we just put it on again
2087          * because the number of objects in the slab may have
2088          * changed.
2089          */
2090 redo:
2091
2092         old.freelist = page->freelist;
2093         old.counters = page->counters;
2094         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2095
2096         /* Determine target state of the slab */
2097         new.counters = old.counters;
2098         if (freelist) {
2099                 new.inuse--;
2100                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
2101                 new.freelist = freelist;
2102         } else
2103                 new.freelist = old.freelist;
2104
2105         new.frozen = 0;
2106
2107         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2108                 m = M_FREE;
2109         else if (new.freelist) {
2110                 m = M_PARTIAL;
2111                 if (!lock) {
2112                         lock = 1;
2113                         /*
2114                          * Taking the spinlock removes the possiblity
2115                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2116                          * is frozen
2117                          */
2118                         spin_lock(&n->list_lock);
2119                 }
2120         } else {
2121                 m = M_FULL;
2122                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
2123                         lock = 1;
2124                         /*
2125                          * This also ensures that the scanning of full
2126                          * slabs from diagnostic functions will not see
2127                          * any frozen slabs.
2128                          */
2129                         spin_lock(&n->list_lock);
2130                 }
2131         }
2132
2133         if (l != m) {
2134                 if (l == M_PARTIAL)
2135                         remove_partial(n, page);
2136                 else if (l == M_FULL)
2137                         remove_full(s, n, page);
2138
2139                 if (m == M_PARTIAL)
2140                         add_partial(n, page, tail);
2141                 else if (m == M_FULL)
2142                         add_full(s, n, page);
2143         }
2144
2145         l = m;
2146         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2147                                 old.freelist, old.counters,
2148                                 new.freelist, new.counters,
2149                                 "unfreezing slab"))
2150                 goto redo;
2151
2152         if (lock)
2153                 spin_unlock(&n->list_lock);
2154
2155         if (m == M_PARTIAL)
2156                 stat(s, tail);
2157         else if (m == M_FULL)
2158                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2159         else if (m == M_FREE) {
2160                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2161                 discard_slab(s, page);
2162                 stat(s, FREE_SLAB);
2163         }
2164
2165         c->page = NULL;
2166         c->freelist = NULL;
2167 }
2168
2169 /*
2170  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2171  *
2172  * This function must be called with interrupts disabled
2173  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2174  * to guarantee no concurrent accesses).
2175  */
2176 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2177                 struct kmem_cache_cpu *c)
2178 {
2179 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2180         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2181         struct page *page, *discard_page = NULL;
2182
2183         while ((page = c->partial)) {
2184                 struct page new;
2185                 struct page old;
2186
2187                 c->partial = page->next;
2188
2189                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2190                 if (n != n2) {
2191                         if (n)
2192                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2193
2194                         n = n2;
2195                         spin_lock(&n->list_lock);
2196                 }
2197
2198                 do {
2199
2200                         old.freelist = page->freelist;
2201                         old.counters = page->counters;
2202                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2203
2204                         new.counters = old.counters;
2205                         new.freelist = old.freelist;
2206
2207                         new.frozen = 0;
2208
2209                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2210                                 old.freelist, old.counters,
2211                                 new.freelist, new.counters,
2212                                 "unfreezing slab"));
2213
2214                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2215                         page->next = discard_page;
2216                         discard_page = page;
2217                 } else {
2218                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2219                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2220                 }
2221         }
2222
2223         if (n)
2224                 spin_unlock(&n->list_lock);
2225
2226         while (discard_page) {
2227                 page = discard_page;
2228                 discard_page = discard_page->next;
2229
2230                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2231                 discard_slab(s, page);
2232                 stat(s, FREE_SLAB);
2233         }
2234 #endif
2235 }
2236
2237 /*
2238  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2239  * slot if available.
2240  *
2241  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2242  * per node partial list.
2243  */
2244 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2245 {
2246 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2247         struct page *oldpage;
2248         int pages;
2249         int pobjects;
2250
2251         preempt_disable();
2252         do {
2253                 pages = 0;
2254                 pobjects = 0;
2255                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2256
2257                 if (oldpage) {
2258                         pobjects = oldpage->pobjects;
2259                         pages = oldpage->pages;
2260                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2261                                 unsigned long flags;
2262                                 /*
2263                                  * partial array is full. Move the existing
2264                                  * set to the per node partial list.
2265                                  */
2266                                 local_irq_save(flags);
2267                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2268                                 local_irq_restore(flags);
2269                                 oldpage = NULL;
2270                                 pobjects = 0;
2271                                 pages = 0;
2272                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2273                         }
2274                 }
2275
2276                 pages++;
2277                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2278
2279                 page->pages = pages;
2280                 page->pobjects = pobjects;
2281                 page->next = oldpage;
2282
2283         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2284                                                                 != oldpage);
2285         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2286                 unsigned long flags;
2287
2288                 local_irq_save(flags);
2289                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2290                 local_irq_restore(flags);
2291         }
2292         preempt_enable();
2293 #endif
2294 }
2295
2296 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2297 {
2298         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2299         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2300
2301         c->tid = next_tid(c->tid);
2302 }
2303
2304 /*
2305  * Flush cpu slab.
2306  *
2307  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2308  */
2309 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2310 {
2311         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2312
2313         if (c->page)
2314                 flush_slab(s, c);
2315
2316         unfreeze_partials(s, c);
2317 }
2318
2319 static void flush_cpu_slab(void *d)
2320 {
2321         struct kmem_cache *s = d;
2322
2323         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2324 }
2325
2326 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2327 {
2328         struct kmem_cache *s = info;
2329         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2330
2331         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2332 }
2333
2334 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2335 {
2336         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2337 }
2338
2339 /*
2340  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2341  * necessary.
2342  */
2343 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2344 {
2345         struct kmem_cache *s;
2346         unsigned long flags;
2347
2348         mutex_lock(&slab_mutex);
2349         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2350                 local_irq_save(flags);
2351                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2352                 local_irq_restore(flags);
2353         }
2354         mutex_unlock(&slab_mutex);
2355         return 0;
2356 }
2357
2358 /*
2359  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2360  * locality expectations.
2361  */
2362 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2363 {
2364 #ifdef CONFIG_NUMA
2365         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2366                 return 0;
2367 #endif
2368         return 1;
2369 }
2370
2371 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2372 static int count_free(struct page *page)
2373 {
2374         return page->objects - page->inuse;
2375 }
2376
2377 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2378 {
2379         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2380 }
2381 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2382
2383 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2384 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2385                                         int (*get_count)(struct page *))
2386 {
2387         unsigned long flags;
2388         unsigned long x = 0;
2389         struct page *page;
2390
2391         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2392         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2393                 x += get_count(page);
2394         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2395         return x;
2396 }
2397 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2398
2399 static noinline void
2400 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2401 {
2402 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2403         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2404                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2405         int node;
2406         struct kmem_cache_node *n;
2407
2408         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2409                 return;
2410
2411         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2412                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2413         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2414                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2415                 oo_order(s->min));
2416
2417         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2418                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2419                         s->name);
2420
2421         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2422                 unsigned long nr_slabs;
2423                 unsigned long nr_objs;
2424                 unsigned long nr_free;
2425
2426                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2427                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2428                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2429
2430                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2431                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2432         }
2433 #endif
2434 }
2435
2436 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2437                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2438 {
2439         void *freelist;
2440         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2441         struct page *page;
2442
2443         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2444
2445         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2446
2447         if (freelist)
2448                 return freelist;
2449
2450         page = new_slab(s, flags, node);
2451         if (page) {
2452                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2453                 if (c->page)
2454                         flush_slab(s, c);
2455
2456                 /*
2457                  * No other reference to the page yet so we can
2458                  * muck around with it freely without cmpxchg
2459                  */
2460                 freelist = page->freelist;
2461                 page->freelist = NULL;
2462
2463                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2464                 c->page = page;
2465                 *pc = c;
2466         } else
2467                 freelist = NULL;
2468
2469         return freelist;
2470 }
2471
2472 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2473 {
2474         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2475                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2476
2477         return true;
2478 }
2479
2480 /*
2481  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2482  * per cpu freelist or deactivate the page.
2483  *
2484  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2485  *
2486  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2487  *
2488  * This function must be called with interrupt disabled.
2489  */
2490 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2491 {
2492         struct page new;
2493         unsigned long counters;
2494         void *freelist;
2495
2496         do {
2497                 freelist = page->freelist;
2498                 counters = page->counters;
2499
2500                 new.counters = counters;
2501                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2502
2503                 new.inuse = page->objects;
2504                 new.frozen = freelist != NULL;
2505
2506         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2507                 freelist, counters,
2508                 NULL, new.counters,
2509                 "get_freelist"));
2510
2511         return freelist;
2512 }
2513
2514 /*
2515  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2516  * debugging duties.
2517  *
2518  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2519  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2520  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2521  *
2522  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2523  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2524  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2525  *
2526  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2527  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2528  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2529  *
2530  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2531  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2532  */
2533 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2534                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2535 {
2536         void *freelist;
2537         struct page *page;
2538
2539         page = c->page;
2540         if (!page)
2541                 goto new_slab;
2542 redo:
2543
2544         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2545                 int searchnode = node;
2546
2547                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2548                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2549
2550                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2551                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2552                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2553                         goto new_slab;
2554                 }
2555         }
2556
2557         /*
2558          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2559          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2560          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2561          */
2562         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2563                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2564                 goto new_slab;
2565         }
2566
2567         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2568         freelist = c->freelist;
2569         if (freelist)
2570                 goto load_freelist;
2571
2572         freelist = get_freelist(s, page);
2573
2574         if (!freelist) {
2575                 c->page = NULL;
2576                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2577                 goto new_slab;
2578         }
2579
2580         stat(s, ALLOC_REFILL);
2581
2582 load_freelist:
2583         /*
2584          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2585          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2586          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2587          */
2588         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2589         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2590         c->tid = next_tid(c->tid);
2591         return freelist;
2592
2593 new_slab:
2594
2595         if (slub_percpu_partial(c)) {
2596                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2597                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2598                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2599                 goto redo;
2600         }
2601
2602         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2603
2604         if (unlikely(!freelist)) {
2605                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2606                 return NULL;
2607         }
2608
2609         page = c->page;
2610         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2611                 goto load_freelist;
2612
2613         /* Only entered in the debug case */
2614         if (kmem_cache_debug(s) &&
2615                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2616                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2617
2618         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2619         return freelist;
2620 }
2621
2622 /*
2623  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2624  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2625  */
2626 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2627                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2628 {
2629         void *p;
2630         unsigned long flags;
2631
2632         local_irq_save(flags);
2633 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2634         /*
2635          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2636          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2637          * pointer.
2638          */
2639         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2640 #endif
2641
2642         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2643         local_irq_restore(flags);
2644         return p;
2645 }
2646
2647 /*
2648  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2649  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2650  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2651  *
2652  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2653  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2654  *
2655  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2656  */
2657 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2658                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2659 {
2660         void *object;
2661         struct kmem_cache_cpu *c;
2662         struct page *page;
2663         unsigned long tid;
2664
2665         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2666         if (!s)
2667                 return NULL;
2668 redo:
2669         /*
2670          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2671          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2672          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2673          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2674          *
2675          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2676          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2677          * to check if it is matched or not.
2678          */
2679         do {
2680                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2681                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2682         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2683                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2684
2685         /*
2686          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2687          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2688          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2689          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2690          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2691          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2692          */
2693         barrier();
2694
2695         /*
2696          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2697          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2698          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2699          * linked list in between.
2700          */
2701
2702         object = c->freelist;
2703         page = c->page;
2704         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2705                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2706                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2707         } else {
2708                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2709
2710                 /*
2711                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2712                  * operation and if we are on the right processor.
2713                  *
2714                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2715                  * semantics!)
2716                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2717                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2718                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2719                  *
2720                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2721                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2722                  * other cpus.
2723                  */
2724                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2725                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2726                                 object, tid,
2727                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2728
2729                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2730                         goto redo;
2731                 }
2732                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2733                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2734         }
2735
2736         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2737                 memset(object, 0, s->object_size);
2738
2739         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2740
2741         return object;
2742 }
2743
2744 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2745                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2746 {
2747         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2748 }
2749
2750 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2751 {
2752         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2753
2754         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2755                                 s->size, gfpflags);
2756
2757         return ret;
2758 }
2759 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2760
2761 #ifdef CONFIG_TRACING
2762 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2763 {
2764         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2765         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2766         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2767         return ret;
2768 }
2769 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2770 #endif
2771
2772 #ifdef CONFIG_NUMA
2773 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2774 {
2775         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2776
2777         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2778                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2779
2780         return ret;
2781 }
2782 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2783
2784 #ifdef CONFIG_TRACING
2785 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2786                                     gfp_t gfpflags,
2787                                     int node, size_t size)
2788 {
2789         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2790
2791         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2792                            size, s->size, gfpflags, node);
2793
2794         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2795         return ret;
2796 }
2797 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2798 #endif
2799 #endif
2800
2801 /*
2802  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2803  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2804  *
2805  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2806  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2807  * handling required then we can return immediately.
2808  */
2809 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2810                         void *head, void *tail, int cnt,
2811                         unsigned long addr)
2812
2813 {
2814         void *prior;
2815         int was_frozen;
2816         struct page new;
2817         unsigned long counters;
2818         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2819         unsigned long uninitialized_var(flags);
2820
2821         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2822
2823         if (kmem_cache_debug(s) &&
2824             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2825                 return;
2826
2827         do {
2828                 if (unlikely(n)) {
2829                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2830                         n = NULL;
2831                 }
2832                 prior = page->freelist;
2833                 counters = page->counters;
2834                 set_freepointer(s, tail, prior);
2835                 new.counters = counters;
2836                 was_frozen = new.frozen;
2837                 new.inuse -= cnt;
2838                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2839
2840                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2841
2842                                 /*
2843                                  * Slab was on no list before and will be
2844                                  * partially empty
2845                                  * We can defer the list move and instead
2846                                  * freeze it.
2847                                  */
2848                                 new.frozen = 1;
2849
2850                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2851
2852                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2853                                 /*
2854                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2855                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2856                                  * drop the list_lock without any processing.
2857                                  *
2858                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2859                                  * other processors updating the list of slabs.
2860                                  */
2861                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2862
2863                         }
2864                 }
2865
2866         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2867                 prior, counters,
2868                 head, new.counters,
2869                 "__slab_free"));
2870
2871         if (likely(!n)) {
2872
2873                 /*
2874                  * If we just froze the page then put it onto the
2875                  * per cpu partial list.
2876                  */
2877                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2878                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2879                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2880                 }
2881                 /*
2882                  * The list lock was not taken therefore no list
2883                  * activity can be necessary.
2884                  */
2885                 if (was_frozen)
2886                         stat(s, FREE_FROZEN);
2887                 return;
2888         }
2889
2890         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2891                 goto slab_empty;
2892
2893         /*
2894          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2895          * then add it.
2896          */
2897         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2898                 if (kmem_cache_debug(s))
2899                         remove_full(s, n, page);
2900                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2901                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2902         }
2903         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2904         return;
2905
2906 slab_empty:
2907         if (prior) {
2908                 /*
2909                  * Slab on the partial list.
2910                  */
2911                 remove_partial(n, page);
2912                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2913         } else {
2914                 /* Slab must be on the full list */
2915                 remove_full(s, n, page);
2916         }
2917
2918         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2919         stat(s, FREE_SLAB);
2920         discard_slab(s, page);
2921 }
2922
2923 /*
2924  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2925  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2926  *
2927  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2928  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2929  * the item before.
2930  *
2931  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2932  * with all sorts of special processing.
2933  *
2934  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2935  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2936  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2937  */
2938 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
2939                                 struct page *page, void *head, void *tail,
2940                                 int cnt, unsigned long addr)
2941 {
2942         void *tail_obj = tail ? : head;
2943         struct kmem_cache_cpu *c;
2944         unsigned long tid;
2945 redo:
2946         /*
2947          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2948          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2949          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2950          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2951          */
2952         do {
2953                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2954                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2955         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2956                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2957
2958         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2959         barrier();
2960
2961         if (likely(page == c->page)) {
2962                 set_freepointer(s, tail_obj, c->freelist);
2963
2964                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2965                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2966                                 c->freelist, tid,
2967                                 head, next_tid(tid)))) {
2968
2969                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2970                         goto redo;
2971                 }
2972                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2973         } else
2974                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
2975
2976 }
2977
2978 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2979                                       void *head, void *tail, int cnt,
2980                                       unsigned long addr)
2981 {
2982         /*
2983          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
2984          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
2985          */
2986         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
2987                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
2988 }
2989
2990 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
2991 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
2992 {
2993         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
2994 }
2995 #endif
2996
2997 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2998 {
2999         s = cache_from_obj(s, x);
3000         if (!s)
3001                 return;
3002         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3003         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
3004 }
3005 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3006
3007 struct detached_freelist {
3008         struct page *page;
3009         void *tail;
3010         void *freelist;
3011         int cnt;
3012         struct kmem_cache *s;
3013 };
3014
3015 /*
3016  * This function progressively scans the array with free objects (with
3017  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3018  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3019  * page/objects.  This can happen without any need for
3020  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3021  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3022  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3023  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3024  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3025  * to performance reasons.
3026  */
3027 static inline
3028 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3029                             void **p, struct detached_freelist *df)
3030 {
3031         size_t first_skipped_index = 0;
3032         int lookahead = 3;
3033         void *object;
3034         struct page *page;
3035
3036         /* Always re-init detached_freelist */
3037         df->page = NULL;
3038
3039         do {
3040                 object = p[--size];
3041                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3042         } while (!object && size);
3043
3044         if (!object)
3045                 return 0;
3046
3047         page = virt_to_head_page(object);
3048         if (!s) {
3049                 /* Handle kalloc'ed objects */
3050                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3051                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3052                         kfree_hook(object);
3053                         __free_pages(page, compound_order(page));
3054                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3055                         return size;
3056                 }
3057                 /* Derive kmem_cache from object */
3058                 df->s = page->slab_cache;
3059         } else {
3060                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3061         }
3062
3063         /* Start new detached freelist */
3064         df->page = page;
3065         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3066         df->tail = object;
3067         df->freelist = object;
3068         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3069         df->cnt = 1;
3070
3071         while (size) {
3072                 object = p[--size];
3073                 if (!object)
3074                         continue; /* Skip processed objects */
3075
3076                 /* df->page is always set at this point */
3077                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3078                         /* Opportunity build freelist */
3079                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3080                         df->freelist = object;
3081                         df->cnt++;
3082                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3083
3084                         continue;
3085                 }
3086
3087                 /* Limit look ahead search */
3088                 if (!--lookahead)
3089                         break;
3090
3091                 if (!first_skipped_index)
3092                         first_skipped_index = size + 1;
3093         }
3094
3095         return first_skipped_index;
3096 }
3097
3098 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3099 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3100 {
3101         if (WARN_ON(!size))
3102                 return;
3103
3104         do {
3105                 struct detached_freelist df;
3106
3107                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3108                 if (!df.page)
3109                         continue;
3110
3111                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
3112         } while (likely(size));
3113 }
3114 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3115
3116 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3117 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3118                           void **p)
3119 {
3120         struct kmem_cache_cpu *c;
3121         int i;
3122
3123         /* memcg and kmem_cache debug support */
3124         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3125         if (unlikely(!s))
3126                 return false;
3127         /*
3128          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3129          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3130          * handlers invoking normal fastpath.
3131          */
3132         local_irq_disable();
3133         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3134
3135         for (i = 0; i < size; i++) {
3136                 void *object = c->freelist;
3137
3138                 if (unlikely(!object)) {
3139                         /*
3140                          * Invoking slow path likely have side-effect
3141                          * of re-populating per CPU c->freelist
3142                          */
3143                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3144                                             _RET_IP_, c);
3145                         if (unlikely(!p[i]))
3146                                 goto error;
3147
3148                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3149                         continue; /* goto for-loop */
3150                 }
3151                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3152                 p[i] = object;
3153         }
3154         c->tid = next_tid(c->tid);
3155         local_irq_enable();
3156
3157         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3158         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO)) {
3159                 int j;
3160
3161                 for (j = 0; j < i; j++)
3162                         memset(p[j], 0, s->object_size);
3163         }
3164
3165         /* memcg and kmem_cache debug support */
3166         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3167         return i;
3168 error:
3169         local_irq_enable();
3170         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3171         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3172         return 0;
3173 }
3174 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3175
3176
3177 /*
3178  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3179  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3180  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3181  * another.
3182  *
3183  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3184  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3185  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3186  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3187  * locking overhead.
3188  */
3189
3190 /*
3191  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3192  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3193  * and increases the number of allocations possible without having to
3194  * take the list_lock.
3195  */
3196 static unsigned int slub_min_order;
3197 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3198 static unsigned int slub_min_objects;
3199
3200 /*
3201  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3202  *
3203  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3204  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3205  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3206  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3207  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3208  * would be wasted.
3209  *
3210  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3211  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3212  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3213  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3214  *
3215  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3216  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3217  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3218  * of space in favor of a small page order.
3219  *
3220  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3221  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3222  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3223  * the smallest order which will fit the object.
3224  */
3225 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3226                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3227                 unsigned int fract_leftover)
3228 {
3229         unsigned int min_order = slub_min_order;
3230         unsigned int order;
3231
3232         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3233                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3234
3235         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3236                         order <= max_order; order++) {
3237
3238                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3239                 unsigned int rem;
3240
3241                 rem = slab_size % size;
3242
3243                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3244                         break;
3245         }
3246
3247         return order;
3248 }
3249
3250 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3251 {
3252         unsigned int order;
3253         unsigned int min_objects;
3254         unsigned int max_objects;
3255
3256         /*
3257          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3258          * works by first attempting to generate a layout with
3259          * the best configuration and backing off gradually.
3260          *
3261          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3262          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3263          */
3264         min_objects = slub_min_objects;
3265         if (!min_objects)
3266                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3267         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3268         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3269
3270         while (min_objects > 1) {
3271                 unsigned int fraction;
3272
3273                 fraction = 16;
3274                 while (fraction >= 4) {
3275                         order = slab_order(size, min_objects,
3276                                         slub_max_order, fraction);
3277                         if (order <= slub_max_order)
3278                                 return order;
3279                         fraction /= 2;
3280                 }
3281                 min_objects--;
3282         }
3283
3284         /*
3285          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3286          * lets see if we can place a single object there.
3287          */
3288         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3289         if (order <= slub_max_order)
3290                 return order;
3291
3292         /*
3293          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3294          */
3295         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3296         if (order < MAX_ORDER)
3297                 return order;
3298         return -ENOSYS;
3299 }
3300
3301 static void
3302 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3303 {
3304         n->nr_partial = 0;
3305         spin_lock_init(&n->list_lock);
3306         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3307 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3308         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3309         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3310         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3311 #endif
3312 }
3313
3314 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3315 {
3316         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3317                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3318
3319         /*
3320          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3321          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3322          */
3323         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3324                                      2 * sizeof(void *));
3325
3326         if (!s->cpu_slab)
3327                 return 0;
3328
3329         init_kmem_cache_cpus(s);
3330
3331         return 1;
3332 }
3333
3334 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3335
3336 /*
3337  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3338  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3339  * possible.
3340  *
3341  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3342  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3343  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3344  */
3345 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3346 {
3347         struct page *page;
3348         struct kmem_cache_node *n;
3349
3350         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3351
3352         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3353
3354         BUG_ON(!page);
3355         if (page_to_nid(page) != node) {
3356                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3357                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3358         }
3359
3360         n = page->freelist;
3361         BUG_ON(!n);
3362 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3363         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3364         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3365 #endif
3366         n = kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node),
3367                       GFP_KERNEL);
3368         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3369         page->inuse = 1;
3370         page->frozen = 0;
3371         kmem_cache_node->node[node] = n;
3372         init_kmem_cache_node(n);
3373         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3374
3375         /*
3376          * No locks need to be taken here as it has just been
3377          * initialized and there is no concurrent access.
3378          */
3379         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3380 }
3381
3382 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3383 {
3384         int node;
3385         struct kmem_cache_node *n;
3386
3387         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3388                 s->node[node] = NULL;
3389                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3390         }
3391 }
3392
3393 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3394 {
3395         cache_random_seq_destroy(s);
3396         free_percpu(s->cpu_slab);
3397         free_kmem_cache_nodes(s);
3398 }
3399
3400 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3401 {
3402         int node;
3403
3404         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3405                 struct kmem_cache_node *n;
3406
3407                 if (slab_state == DOWN) {
3408                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3409                         continue;
3410                 }
3411                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3412                                                 GFP_KERNEL, node);
3413
3414                 if (!n) {
3415                         free_kmem_cache_nodes(s);
3416                         return 0;
3417                 }
3418
3419                 init_kmem_cache_node(n);
3420                 s->node[node] = n;
3421         }
3422         return 1;
3423 }
3424
3425 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3426 {
3427         if (min < MIN_PARTIAL)
3428                 min = MIN_PARTIAL;
3429         else if (min > MAX_PARTIAL)
3430                 min = MAX_PARTIAL;
3431         s->min_partial = min;
3432 }
3433
3434 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3435 {
3436 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3437         /*
3438          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3439          * per cpu partial lists of a processor.
3440          *
3441          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3442          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3443          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3444          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3445          *
3446          * This setting also determines
3447          *
3448          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3449          *    per node list when we reach the limit.
3450          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3451          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3452          *    50% to keep some capacity around for frees.
3453          */
3454         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3455                 s->cpu_partial = 0;
3456         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3457                 s->cpu_partial = 2;
3458         else if (s->size >= 1024)
3459                 s->cpu_partial = 6;
3460         else if (s->size >= 256)
3461                 s->cpu_partial = 13;
3462         else
3463                 s->cpu_partial = 30;
3464 #endif
3465 }
3466
3467 /*
3468  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3469  * a slab object.
3470  */
3471 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3472 {
3473         slab_flags_t flags = s->flags;
3474         unsigned int size = s->object_size;
3475         unsigned int order;
3476
3477         /*
3478          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3479          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3480          * the possible location of the free pointer.
3481          */
3482         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3483
3484 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3485         /*
3486          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3487          * the slab may touch the object after free or before allocation
3488          * then we should never poison the object itself.
3489          */
3490         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3491                         !s->ctor)
3492                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3493         else
3494                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3495
3496
3497         /*
3498          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3499          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3500          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3501          */
3502         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3503                 size += sizeof(void *);
3504 #endif
3505
3506         /*
3507          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3508          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3509          */
3510         s->inuse = size;
3511
3512         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3513                 s->ctor)) {
3514                 /*
3515                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3516                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3517                  * kmem_cache_free.
3518                  *
3519                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3520                  * destructor or are poisoning the objects.
3521                  */
3522                 s->offset = size;
3523                 size += sizeof(void *);
3524         }
3525
3526 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3527         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3528                 /*
3529                  * Need to store information about allocs and frees after
3530                  * the object.
3531                  */
3532                 size += 2 * sizeof(struct track);
3533 #endif
3534
3535         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3536 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3537         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3538                 /*
3539                  * Add some empty padding so that we can catch
3540                  * overwrites from earlier objects rather than let
3541                  * tracking information or the free pointer be
3542                  * corrupted if a user writes before the start
3543                  * of the object.
3544                  */
3545                 size += sizeof(void *);
3546
3547                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3548                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3549                 size += s->red_left_pad;
3550         }
3551 #endif
3552
3553         /*
3554          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3555          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3556          * each object to conform to the alignment.
3557          */
3558         size = ALIGN(size, s->align);
3559         s->size = size;
3560         if (forced_order >= 0)
3561                 order = forced_order;
3562         else
3563                 order = calculate_order(size);
3564
3565         if ((int)order < 0)
3566                 return 0;
3567
3568         s->allocflags = 0;
3569         if (order)
3570                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3571
3572         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3573                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3574
3575         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3576                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3577
3578         /*
3579          * Determine the number of objects per slab
3580          */
3581         s->oo = oo_make(order, size);
3582         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3583         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3584                 s->max = s->oo;
3585
3586         return !!oo_objects(s->oo);
3587 }
3588
3589 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3590 {
3591         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3592 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3593         s->random = get_random_long();
3594 #endif
3595
3596         if (!calculate_sizes(s, -1))
3597                 goto error;
3598         if (disable_higher_order_debug) {
3599                 /*
3600                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3601                  * order increased.
3602                  */
3603                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3604                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3605                         s->offset = 0;
3606                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3607                                 goto error;
3608                 }
3609         }
3610
3611 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3612     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3613         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3614                 /* Enable fast mode */
3615                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3616 #endif
3617
3618         /*
3619          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3620          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3621          */
3622         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3623
3624         set_cpu_partial(s);
3625
3626 #ifdef CONFIG_NUMA
3627         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3628 #endif
3629
3630         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3631         if (slab_state >= UP) {
3632                 if (init_cache_random_seq(s))
3633                         goto error;
3634         }
3635
3636         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3637                 goto error;
3638
3639         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3640                 return 0;
3641
3642         free_kmem_cache_nodes(s);
3643 error:
3644         if (flags & SLAB_PANIC)
3645                 panic("Cannot create slab %s size=%u realsize=%u order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3646                       s->name, s->size, s->size,
3647                       oo_order(s->oo), s->offset, (unsigned long)flags);
3648         return -EINVAL;
3649 }
3650
3651 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3652                                                         const char *text)
3653 {
3654 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3655         void *addr = page_address(page);
3656         void *p;
3657         unsigned long *map = bitmap_zalloc(page->objects, GFP_ATOMIC);
3658         if (!map)
3659                 return;
3660         slab_err(s, page, text, s->name);
3661         slab_lock(page);
3662
3663         get_map(s, page, map);
3664         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3665
3666                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3667                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3668                         print_tracking(s, p);
3669                 }
3670         }
3671         slab_unlock(page);
3672         bitmap_free(map);
3673 #endif
3674 }
3675
3676 /*
3677  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3678  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3679  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3680  */
3681 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3682 {
3683         LIST_HEAD(discard);
3684         struct page *page, *h;
3685
3686         BUG_ON(irqs_disabled());
3687         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3688         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3689                 if (!page->inuse) {
3690                         remove_partial(n, page);
3691                         list_add(&page->lru, &discard);
3692                 } else {
3693                         list_slab_objects(s, page,
3694                         "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3695                 }
3696         }
3697         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3698
3699         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, lru)
3700                 discard_slab(s, page);
3701 }
3702
3703 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
3704 {
3705         int node;
3706         struct kmem_cache_node *n;
3707
3708         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3709                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3710                         return false;
3711         return true;
3712 }
3713
3714 /*
3715  * Release all resources used by a slab cache.
3716  */
3717 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3718 {
3719         int node;
3720         struct kmem_cache_node *n;
3721
3722         flush_all(s);
3723         /* Attempt to free all objects */
3724         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3725                 free_partial(s, n);
3726                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3727                         return 1;
3728         }
3729         sysfs_slab_remove(s);
3730         return 0;
3731 }
3732
3733 /********************************************************************
3734  *              Kmalloc subsystem
3735  *******************************************************************/
3736
3737 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3738 {
3739         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
3740
3741         return 1;
3742 }
3743
3744 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3745
3746 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3747 {
3748         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
3749         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
3750
3751         return 1;
3752 }
3753
3754 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3755
3756 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3757 {
3758         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
3759
3760         return 1;
3761 }
3762
3763 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3764
3765 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3766 {
3767         struct kmem_cache *s;
3768         void *ret;
3769
3770         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3771                 return kmalloc_large(size, flags);
3772
3773         s = kmalloc_slab(size, flags);
3774
3775         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3776                 return s;
3777
3778         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3779
3780         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3781
3782         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3783
3784         return ret;
3785 }
3786 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3787
3788 #ifdef CONFIG_NUMA
3789 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3790 {
3791         struct page *page;
3792         void *ptr = NULL;
3793
3794         flags |= __GFP_COMP;
3795         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3796         if (page)
3797                 ptr = page_address(page);
3798
3799         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3800 }
3801
3802 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3803 {
3804         struct kmem_cache *s;
3805         void *ret;
3806
3807         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3808                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3809
3810                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3811                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3812                                    flags, node);
3813
3814                 return ret;
3815         }
3816
3817         s = kmalloc_slab(size, flags);
3818
3819         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3820                 return s;
3821
3822         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3823
3824         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3825
3826         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3827
3828         return ret;
3829 }
3830 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3831 #endif
3832
3833 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
3834 /*
3835  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
3836  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
3837  * cache's usercopy region.
3838  *
3839  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
3840  * to indicate an error.
3841  */
3842 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
3843                          bool to_user)
3844 {
3845         struct kmem_cache *s;
3846         unsigned int offset;
3847         size_t object_size;
3848
3849         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
3850
3851         /* Find object and usable object size. */
3852         s = page->slab_cache;
3853
3854         /* Reject impossible pointers. */
3855         if (ptr < page_address(page))
3856                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
3857                                to_user, 0, n);
3858
3859         /* Find offset within object. */
3860         offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
3861
3862         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
3863         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3864                 if (offset < s->red_left_pad)
3865                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
3866                                        s->name, to_user, offset, n);
3867                 offset -= s->red_left_pad;
3868         }
3869
3870         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
3871         if (offset >= s->useroffset &&
3872             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
3873             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
3874                 return;
3875
3876         /*
3877          * If the copy is still within the allocated object, produce
3878          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
3879          * to be a temporary method to find any missing usercopy
3880          * whitelists.
3881          */
3882         object_size = slab_ksize(s);
3883         if (usercopy_fallback &&
3884             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
3885                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
3886                 return;
3887         }
3888
3889         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
3890 }
3891 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
3892
3893 static size_t __ksize(const void *object)
3894 {
3895         struct page *page;
3896
3897         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3898                 return 0;
3899
3900         page = virt_to_head_page(object);
3901
3902         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3903                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3904                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3905         }
3906
3907         return slab_ksize(page->slab_cache);
3908 }
3909
3910 size_t ksize(const void *object)
3911 {
3912         size_t size = __ksize(object);
3913         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3914          * so we need to unpoison this area.
3915          */
3916         kasan_unpoison_shadow(object, size);
3917         return size;
3918 }
3919 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3920
3921 void kfree(const void *x)
3922 {
3923         struct page *page;
3924         void *object = (void *)x;
3925
3926         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3927
3928         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3929                 return;
3930
3931         page = virt_to_head_page(x);
3932         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3933                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3934                 kfree_hook(object);
3935                 __free_pages(page, compound_order(page));
3936                 return;
3937         }
3938         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3939 }
3940 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3941
3942 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3943
3944 /*
3945  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3946  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3947  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3948  *
3949  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3950  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3951  * are freed in them.
3952  */
3953 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3954 {
3955         int node;
3956         int i;
3957         struct kmem_cache_node *n;
3958         struct page *page;
3959         struct page *t;
3960         struct list_head discard;
3961         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3962         unsigned long flags;
3963         int ret = 0;
3964
3965         flush_all(s);
3966         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3967                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3968                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3969                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3970
3971                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3972
3973                 /*
3974                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3975                  *
3976                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3977                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3978                  */
3979                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3980                         int free = page->objects - page->inuse;
3981
3982                         /* Do not reread page->inuse */
3983                         barrier();
3984
3985                         /* We do not keep full slabs on the list */
3986                         BUG_ON(free <= 0);
3987
3988                         if (free == page->objects) {
3989                                 list_move(&page->lru, &discard);
3990                                 n->nr_partial--;
3991                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
3992                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
3993                 }
3994
3995                 /*
3996                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
3997                  * partial list.
3998                  */
3999                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4000                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4001
4002                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4003
4004                 /* Release empty slabs */
4005                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
4006                         discard_slab(s, page);
4007
4008                 if (slabs_node(s, node))
4009                         ret = 1;
4010         }
4011
4012         return ret;
4013 }
4014
4015 #ifdef CONFIG_MEMCG
4016 static void kmemcg_cache_deact_after_rcu(struct kmem_cache *s)
4017 {
4018         /*
4019          * Called with all the locks held after a sched RCU grace period.
4020          * Even if @s becomes empty after shrinking, we can't know that @s
4021          * doesn't have allocations already in-flight and thus can't
4022          * destroy @s until the associated memcg is released.
4023          *
4024          * However, let's remove the sysfs files for empty caches here.
4025          * Each cache has a lot of interface files which aren't
4026          * particularly useful for empty draining caches; otherwise, we can
4027          * easily end up with millions of unnecessary sysfs files on
4028          * systems which have a lot of memory and transient cgroups.
4029          */
4030         if (!__kmem_cache_shrink(s))
4031                 sysfs_slab_remove(s);
4032 }
4033
4034 void __kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *s)
4035 {
4036         /*
4037          * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
4038          * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
4039          */
4040         slub_set_cpu_partial(s, 0);
4041         s->min_partial = 0;
4042
4043         /*
4044          * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial), so
4045          * we have to make sure the change is visible before shrinking.
4046          */
4047         slab_deactivate_memcg_cache_rcu_sched(s, kmemcg_cache_deact_after_rcu);
4048 }
4049 #endif
4050
4051 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4052 {
4053         struct kmem_cache *s;
4054
4055         mutex_lock(&slab_mutex);
4056         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4057                 __kmem_cache_shrink(s);
4058         mutex_unlock(&slab_mutex);
4059
4060         return 0;
4061 }
4062
4063 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4064 {
4065         struct kmem_cache_node *n;
4066         struct kmem_cache *s;
4067         struct memory_notify *marg = arg;
4068         int offline_node;
4069
4070         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4071
4072         /*
4073          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4074          * for it yet.
4075          */
4076         if (offline_node < 0)
4077                 return;
4078
4079         mutex_lock(&slab_mutex);
4080         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4081                 n = get_node(s, offline_node);
4082                 if (n) {
4083                         /*
4084                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
4085                          * that is going down. We were unable to free them,
4086                          * and offline_pages() function shouldn't call this
4087                          * callback. So, we must fail.
4088                          */
4089                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
4090
4091                         s->node[offline_node] = NULL;
4092                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4093                 }
4094         }
4095         mutex_unlock(&slab_mutex);
4096 }
4097
4098 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4099 {
4100         struct kmem_cache_node *n;
4101         struct kmem_cache *s;
4102         struct memory_notify *marg = arg;
4103         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4104         int ret = 0;
4105
4106         /*
4107          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4108          * already created. Nothing to do.
4109          */
4110         if (nid < 0)
4111                 return 0;
4112
4113         /*
4114          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4115          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4116          * online.
4117          */
4118         mutex_lock(&slab_mutex);
4119         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4120                 /*
4121                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4122                  *      since memory is not yet available from the node that
4123                  *      is brought up.
4124                  */
4125                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4126                 if (!n) {
4127                         ret = -ENOMEM;
4128                         goto out;
4129                 }
4130                 init_kmem_cache_node(n);
4131                 s->node[nid] = n;
4132         }
4133 out:
4134         mutex_unlock(&slab_mutex);
4135         return ret;
4136 }
4137
4138 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4139                                 unsigned long action, void *arg)
4140 {
4141         int ret = 0;
4142
4143         switch (action) {
4144         case MEM_GOING_ONLINE:
4145                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4146                 break;
4147         case MEM_GOING_OFFLINE:
4148                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4149                 break;
4150         case MEM_OFFLINE:
4151         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4152                 slab_mem_offline_callback(arg);
4153                 break;
4154         case MEM_ONLINE:
4155         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4156                 break;
4157         }
4158         if (ret)
4159                 ret = notifier_from_errno(ret);
4160         else
4161                 ret = NOTIFY_OK;
4162         return ret;
4163 }
4164
4165 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4166         .notifier_call = slab_memory_callback,
4167         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4168 };
4169
4170 /********************************************************************
4171  *                      Basic setup of slabs
4172  *******************************************************************/
4173
4174 /*
4175  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4176  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4177  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4178  */
4179
4180 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4181 {
4182         int node;
4183         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4184         struct kmem_cache_node *n;
4185
4186         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4187
4188         /*
4189          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4190          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4191          * IPIs around.
4192          */
4193         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4194         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4195                 struct page *p;
4196
4197                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
4198                         p->slab_cache = s;
4199
4200 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4201                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
4202                         p->slab_cache = s;
4203 #endif
4204         }
4205         slab_init_memcg_params(s);
4206         list_add(&s->list, &slab_caches);
4207         memcg_link_cache(s);
4208         return s;
4209 }
4210
4211 void __init kmem_cache_init(void)
4212 {
4213         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4214                 boot_kmem_cache_node;
4215
4216         if (debug_guardpage_minorder())
4217                 slub_max_order = 0;
4218
4219         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4220         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4221
4222         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4223                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4224
4225         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4226
4227         /* Able to allocate the per node structures */
4228         slab_state = PARTIAL;
4229
4230         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4231                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4232                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4233                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4234
4235         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4236         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4237
4238         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4239         setup_kmalloc_cache_index_table();
4240         create_kmalloc_caches(0);
4241
4242         /* Setup random freelists for each cache */
4243         init_freelist_randomization();
4244
4245         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4246                                   slub_cpu_dead);
4247
4248         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%d\n",
4249                 cache_line_size(),
4250                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4251                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4252 }
4253
4254 void __init kmem_cache_init_late(void)
4255 {
4256 }
4257
4258 struct kmem_cache *
4259 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4260                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4261 {
4262         struct kmem_cache *s, *c;
4263
4264         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4265         if (s) {
4266                 s->refcount++;
4267
4268                 /*
4269                  * Adjust the object sizes so that we clear
4270                  * the complete object on kzalloc.
4271                  */
4272                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4273                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4274
4275                 for_each_memcg_cache(c, s) {
4276                         c->object_size = s->object_size;
4277                         c->inuse = max(c->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4278                 }
4279
4280                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4281                         s->refcount--;
4282                         s = NULL;
4283                 }
4284         }
4285
4286         return s;
4287 }
4288
4289 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4290 {
4291         int err;
4292
4293         err = kmem_cache_open(s, flags);
4294         if (err)
4295                 return err;
4296
4297         /* Mutex is not taken during early boot */
4298         if (slab_state <= UP)
4299                 return 0;
4300
4301         memcg_propagate_slab_attrs(s);
4302         err = sysfs_slab_add(s);
4303         if (err)
4304                 __kmem_cache_release(s);
4305
4306         return err;
4307 }
4308
4309 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4310 {
4311         struct kmem_cache *s;
4312         void *ret;
4313
4314         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4315                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4316
4317         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4318
4319         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4320                 return s;
4321
4322         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4323
4324         /* Honor the call site pointer we received. */
4325         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4326
4327         return ret;
4328 }
4329
4330 #ifdef CONFIG_NUMA
4331 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4332                                         int node, unsigned long caller)
4333 {
4334         struct kmem_cache *s;
4335         void *ret;
4336
4337         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4338                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4339
4340                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4341                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4342                                    gfpflags, node);
4343
4344                 return ret;
4345         }
4346
4347         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4348
4349         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4350                 return s;
4351
4352         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4353
4354         /* Honor the call site pointer we received. */
4355         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4356
4357         return ret;
4358 }
4359 #endif
4360
4361 #ifdef CONFIG_SYSFS
4362 static int count_inuse(struct page *page)
4363 {
4364         return page->inuse;
4365 }
4366
4367 static int count_total(struct page *page)
4368 {
4369         return page->objects;
4370 }
4371 #endif
4372
4373 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4374 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4375                                                 unsigned long *map)
4376 {
4377         void *p;
4378         void *addr = page_address(page);
4379
4380         if (!check_slab(s, page) ||
4381                         !on_freelist(s, page, NULL))
4382                 return 0;
4383
4384         /* Now we know that a valid freelist exists */
4385         bitmap_zero(map, page->objects);
4386
4387         get_map(s, page, map);
4388         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4389                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4390                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4391                                 return 0;
4392         }
4393
4394         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4395                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4396                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4397                                 return 0;
4398         return 1;
4399 }
4400
4401 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4402                                                 unsigned long *map)
4403 {
4404         slab_lock(page);
4405         validate_slab(s, page, map);
4406         slab_unlock(page);
4407 }
4408
4409 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4410                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4411 {
4412         unsigned long count = 0;
4413         struct page *page;
4414         unsigned long flags;
4415
4416         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4417
4418         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4419                 validate_slab_slab(s, page, map);
4420                 count++;
4421         }
4422         if (count != n->nr_partial)
4423                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4424                        s->name, count, n->nr_partial);
4425
4426         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4427                 goto out;
4428
4429         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4430                 validate_slab_slab(s, page, map);
4431                 count++;
4432         }
4433         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4434                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4435                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4436
4437 out:
4438         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4439         return count;
4440 }
4441
4442 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4443 {
4444         int node;
4445         unsigned long count = 0;
4446         struct kmem_cache_node *n;
4447         unsigned long *map = bitmap_alloc(oo_objects(s->max), GFP_KERNEL);
4448
4449         if (!map)
4450                 return -ENOMEM;
4451
4452         flush_all(s);
4453         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4454                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4455         bitmap_free(map);
4456         return count;
4457 }
4458 /*
4459  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4460  * and freed.
4461  */
4462
4463 struct location {
4464         unsigned long count;
4465         unsigned long addr;
4466         long long sum_time;
4467         long min_time;
4468         long max_time;
4469         long min_pid;
4470         long max_pid;
4471         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4472         nodemask_t nodes;
4473 };
4474
4475 struct loc_track {
4476         unsigned long max;
4477         unsigned long count;
4478         struct location *loc;
4479 };
4480
4481 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4482 {
4483         if (t->max)
4484                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4485                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4486 }
4487
4488 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4489 {
4490         struct location *l;
4491         int order;
4492
4493         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4494
4495         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4496         if (!l)
4497                 return 0;
4498
4499         if (t->count) {
4500                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4501                 free_loc_track(t);
4502         }
4503         t->max = max;
4504         t->loc = l;
4505         return 1;
4506 }
4507
4508 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4509                                 const struct track *track)
4510 {
4511         long start, end, pos;
4512         struct location *l;
4513         unsigned long caddr;
4514         unsigned long age = jiffies - track->when;
4515
4516         start = -1;
4517         end = t->count;
4518
4519         for ( ; ; ) {
4520                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4521
4522                 /*
4523                  * There is nothing at "end". If we end up there
4524                  * we need to add something to before end.
4525                  */
4526                 if (pos == end)
4527                         break;
4528
4529                 caddr = t->loc[pos].addr;
4530                 if (track->addr == caddr) {
4531
4532                         l = &t->loc[pos];
4533                         l->count++;
4534                         if (track->when) {
4535                                 l->sum_time += age;
4536                                 if (age < l->min_time)
4537                                         l->min_time = age;
4538                                 if (age > l->max_time)
4539                                         l->max_time = age;
4540
4541                                 if (track->pid < l->min_pid)
4542                                         l->min_pid = track->pid;
4543                                 if (track->pid > l->max_pid)
4544                                         l->max_pid = track->pid;
4545
4546                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4547                                                 to_cpumask(l->cpus));
4548                         }
4549                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4550                         return 1;
4551                 }
4552
4553                 if (track->addr < caddr)
4554                         end = pos;
4555                 else
4556                         start = pos;
4557         }
4558
4559         /*
4560          * Not found. Insert new tracking element.
4561          */
4562         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4563                 return 0;
4564
4565         l = t->loc + pos;
4566         if (pos < t->count)
4567                 memmove(l + 1, l,
4568                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4569         t->count++;
4570         l->count = 1;
4571         l->addr = track->addr;
4572         l->sum_time = age;
4573         l->min_time = age;
4574         l->max_time = age;
4575         l->min_pid = track->pid;
4576         l->max_pid = track->pid;
4577         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4578         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4579         nodes_clear(l->nodes);
4580         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4581         return 1;
4582 }
4583
4584 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4585                 struct page *page, enum track_item alloc,
4586                 unsigned long *map)
4587 {
4588         void *addr = page_address(page);
4589         void *p;
4590
4591         bitmap_zero(map, page->objects);
4592         get_map(s, page, map);
4593
4594         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4595                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4596                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4597 }
4598
4599 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4600                                         enum track_item alloc)
4601 {
4602         int len = 0;
4603         unsigned long i;
4604         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4605         int node;
4606         struct kmem_cache_node *n;
4607         unsigned long *map = bitmap_alloc(oo_objects(s->max), GFP_KERNEL);
4608
4609         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4610                                      GFP_KERNEL)) {
4611                 bitmap_free(map);
4612                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4613         }
4614         /* Push back cpu slabs */
4615         flush_all(s);
4616
4617         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4618                 unsigned long flags;
4619                 struct page *page;
4620
4621                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4622                         continue;
4623
4624                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4625                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4626                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4627                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4628                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4629                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4630         }
4631
4632         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4633                 struct location *l = &t.loc[i];
4634
4635                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4636                         break;
4637                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4638
4639                 if (l->addr)
4640                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4641                 else
4642                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4643
4644                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4645                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4646                                 l->min_time,
4647                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4648                                 l->max_time);
4649                 } else
4650                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4651                                 l->min_time);
4652
4653                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4654                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4655                                 l->min_pid, l->max_pid);
4656                 else
4657                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4658                                 l->min_pid);
4659
4660                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4661                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4662                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4663                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4664                                          " cpus=%*pbl",
4665                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4666
4667                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4668                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4669                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4670                                          " nodes=%*pbl",
4671                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4672
4673                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4674         }
4675
4676         free_loc_track(&t);
4677         bitmap_free(map);
4678         if (!t.count)
4679                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4680         return len;
4681 }
4682 #endif
4683
4684 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4685 static void __init resiliency_test(void)
4686 {
4687         u8 *p;
4688         int type = KMALLOC_NORMAL;
4689
4690         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4691
4692         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4693         pr_err("-----------------------\n");
4694         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4695
4696         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4697         p[16] = 0x12;
4698         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4699                p + 16);
4700
4701         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][4]);
4702
4703         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4704         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4705         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4706         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4707                p);
4708         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4709
4710         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][5]);
4711         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4712         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4713         *p = 0x56;
4714         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4715                p);
4716         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4717         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][6]);
4718
4719         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4720         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4721         kfree(p);
4722         *p = 0x78;
4723         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4724         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][7]);
4725
4726         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4727         kfree(p);
4728         p[50] = 0x9a;
4729         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4730         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][8]);
4731
4732         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4733         kfree(p);
4734         p[512] = 0xab;
4735         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4736         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][9]);
4737 }
4738 #else
4739 #ifdef CONFIG_SYSFS
4740 static void resiliency_test(void) {};
4741 #endif
4742 #endif
4743
4744 #ifdef CONFIG_SYSFS
4745 enum slab_stat_type {
4746         SL_ALL,                 /* All slabs */
4747         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4748         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4749         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4750         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4751 };
4752
4753 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4754 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4755 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4756 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4757 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4758
4759 #ifdef CONFIG_MEMCG
4760 static bool memcg_sysfs_enabled = IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_MEMCG_SYSFS_ON);
4761
4762 static int __init setup_slub_memcg_sysfs(char *str)
4763 {
4764         int v;
4765
4766         if (get_option(&str, &v) > 0)
4767                 memcg_sysfs_enabled = v;
4768
4769         return 1;
4770 }
4771
4772 __setup("slub_memcg_sysfs=", setup_slub_memcg_sysfs);
4773 #endif
4774
4775 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4776                             char *buf, unsigned long flags)
4777 {
4778         unsigned long total = 0;
4779         int node;
4780         int x;
4781         unsigned long *nodes;
4782
4783         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4784         if (!nodes)
4785                 return -ENOMEM;
4786
4787         if (flags & SO_CPU) {
4788                 int cpu;
4789
4790                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4791                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4792                                                                cpu);
4793                         int node;
4794                         struct page *page;
4795
4796                         page = READ_ONCE(c->page);
4797                         if (!page)
4798                                 continue;
4799
4800                         node = page_to_nid(page);
4801                         if (flags & SO_TOTAL)
4802                                 x = page->objects;
4803                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4804                                 x = page->inuse;
4805                         else
4806                                 x = 1;
4807
4808                         total += x;
4809                         nodes[node] += x;
4810
4811                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4812                         if (page) {
4813                                 node = page_to_nid(page);
4814                                 if (flags & SO_TOTAL)
4815                                         WARN_ON_ONCE(1);
4816                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4817                                         WARN_ON_ONCE(1);
4818                                 else
4819                                         x = page->pages;
4820                                 total += x;
4821                                 nodes[node] += x;
4822                         }
4823                 }
4824         }
4825
4826         get_online_mems();
4827 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4828         if (flags & SO_ALL) {
4829                 struct kmem_cache_node *n;
4830
4831                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4832
4833                         if (flags & SO_TOTAL)
4834                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4835                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4836                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4837                                         count_partial(n, count_free);
4838                         else
4839                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4840                         total += x;
4841                         nodes[node] += x;
4842                 }
4843
4844         } else
4845 #endif
4846         if (flags & SO_PARTIAL) {
4847                 struct kmem_cache_node *n;
4848
4849                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4850                         if (flags & SO_TOTAL)
4851                                 x = count_partial(n, count_total);
4852                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4853                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4854                         else
4855                                 x = n->nr_partial;
4856                         total += x;
4857                         nodes[node] += x;
4858                 }
4859         }
4860         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4861 #ifdef CONFIG_NUMA
4862         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4863                 if (nodes[node])
4864                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4865                                         node, nodes[node]);
4866 #endif
4867         put_online_mems();
4868         kfree(nodes);
4869         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4870 }
4871
4872 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4873 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4874 {
4875         int node;
4876         struct kmem_cache_node *n;
4877
4878         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4879                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4880                         return 1;
4881
4882         return 0;
4883 }
4884 #endif
4885
4886 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4887 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4888
4889 struct slab_attribute {
4890         struct attribute attr;
4891         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4892         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4893 };
4894
4895 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4896         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4897         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4898
4899 #define SLAB_ATTR(_name) \
4900         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4901         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4902
4903 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4904 {
4905         return sprintf(buf, "%u\n", s->size);
4906 }
4907 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4908
4909 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4910 {
4911         return sprintf(buf, "%u\n", s->align);
4912 }
4913 SLAB_ATTR_RO(align);
4914
4915 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4916 {
4917         return sprintf(buf, "%u\n", s->object_size);
4918 }
4919 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4920
4921 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4922 {
4923         return sprintf(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
4924 }
4925 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4926
4927 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4928                                 const char *buf, size_t length)
4929 {
4930         unsigned int order;
4931         int err;
4932
4933         err = kstrtouint(buf, 10, &order);
4934         if (err)
4935                 return err;
4936
4937         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4938                 return -EINVAL;
4939
4940         calculate_sizes(s, order);
4941         return length;
4942 }
4943
4944 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4945 {
4946         return sprintf(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
4947 }
4948 SLAB_ATTR(order);
4949
4950 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4951 {
4952         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4953 }
4954
4955 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4956                                  size_t length)
4957 {
4958         unsigned long min;
4959         int err;
4960
4961         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4962         if (err)
4963                 return err;
4964
4965         set_min_partial(s, min);
4966         return length;
4967 }
4968 SLAB_ATTR(min_partial);
4969
4970 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4971 {
4972         return sprintf(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
4973 }
4974
4975 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4976                                  size_t length)
4977 {
4978         unsigned int objects;
4979         int err;
4980
4981         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
4982         if (err)
4983                 return err;
4984         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4985                 return -EINVAL;
4986
4987         slub_set_cpu_partial(s, objects);
4988         flush_all(s);
4989         return length;
4990 }
4991 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4992
4993 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4994 {
4995         if (!s->ctor)
4996                 return 0;
4997         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4998 }
4999 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5000
5001 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5002 {
5003         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5004 }
5005 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5006
5007 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5008 {
5009         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5010 }
5011 SLAB_ATTR_RO(partial);
5012
5013 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5014 {
5015         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5016 }
5017 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5018
5019 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5020 {
5021         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5022 }
5023 SLAB_ATTR_RO(objects);
5024
5025 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5026 {
5027         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5028 }
5029 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5030
5031 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5032 {
5033         int objects = 0;
5034         int pages = 0;
5035         int cpu;
5036         int len;
5037
5038         for_each_online_cpu(cpu) {
5039                 struct page *page;
5040
5041                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5042
5043                 if (page) {
5044                         pages += page->pages;
5045                         objects += page->pobjects;
5046                 }
5047         }
5048
5049         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
5050
5051 #ifdef CONFIG_SMP
5052         for_each_online_cpu(cpu) {
5053                 struct page *page;
5054
5055                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5056
5057                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
5058                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
5059                                 page->pobjects, page->pages);
5060         }
5061 #endif
5062         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5063 }
5064 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5065
5066 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5067 {
5068         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5069 }
5070
5071 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
5072                                 const char *buf, size_t length)
5073 {
5074         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5075         if (buf[0] == '1')
5076                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5077         return length;
5078 }
5079 SLAB_ATTR(reclaim_account);
5080
5081 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5082 {
5083         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5084 }
5085 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5086
5087 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5088 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5089 {
5090         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5091 }
5092 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5093 #endif
5094
5095 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5096 {
5097         return sprintf(buf, "%u\n", s->usersize);
5098 }
5099 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5100
5101 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5102 {
5103         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5104 }
5105 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5106
5107 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5108 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5109 {
5110         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5111 }
5112 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5113
5114 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5115 {
5116         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5117 }
5118 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5119
5120 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5121 {
5122         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5123 }
5124
5125 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
5126                                 const char *buf, size_t length)
5127 {
5128         s->flags &= ~SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5129         if (buf[0] == '1') {
5130                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5131                 s->flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5132         }
5133         return length;
5134 }
5135 SLAB_ATTR(sanity_checks);
5136
5137 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5138 {
5139         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5140 }
5141
5142 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5143                                                         size_t length)
5144 {
5145         /*
5146          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
5147          * as well as cause other issues like converting a mergeable
5148          * cache into an umergeable one.
5149          */
5150         if (s->refcount > 1)
5151                 return -EINVAL;
5152
5153         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
5154         if (buf[0] == '1') {
5155                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5156                 s->flags |= SLAB_TRACE;
5157         }
5158         return length;
5159 }
5160 SLAB_ATTR(trace);
5161
5162 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5163 {
5164         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5165 }
5166
5167 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
5168                                 const char *buf, size_t length)
5169 {
5170         if (any_slab_objects(s))
5171                 return -EBUSY;
5172
5173         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
5174         if (buf[0] == '1') {
5175                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
5176         }
5177         calculate_sizes(s, -1);
5178         return length;
5179 }
5180 SLAB_ATTR(red_zone);
5181
5182 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5183 {
5184         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5185 }
5186
5187 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
5188                                 const char *buf, size_t length)
5189 {
5190         if (any_slab_objects(s))
5191                 return -EBUSY;
5192
5193         s->flags &= ~SLAB_POISON;
5194         if (buf[0] == '1') {
5195                 s->flags |= SLAB_POISON;
5196         }
5197         calculate_sizes(s, -1);
5198         return length;
5199 }
5200 SLAB_ATTR(poison);
5201
5202 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5203 {
5204         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5205 }
5206
5207 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
5208                                 const char *buf, size_t length)
5209 {
5210         if (any_slab_objects(s))
5211                 return -EBUSY;
5212
5213         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
5214         if (buf[0] == '1') {
5215                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5216                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
5217         }
5218         calculate_sizes(s, -1);
5219         return length;
5220 }
5221 SLAB_ATTR(store_user);
5222
5223 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5224 {
5225         return 0;
5226 }
5227
5228 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5229                         const char *buf, size_t length)
5230 {
5231         int ret = -EINVAL;
5232
5233         if (buf[0] == '1') {
5234                 ret = validate_slab_cache(s);
5235                 if (ret >= 0)
5236                         ret = length;
5237         }
5238         return ret;
5239 }
5240 SLAB_ATTR(validate);
5241
5242 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5243 {
5244         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5245                 return -ENOSYS;
5246         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5247 }
5248 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5249
5250 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5251 {
5252         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5253                 return -ENOSYS;
5254         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5255 }
5256 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5257 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5258
5259 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5260 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5261 {
5262         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5263 }
5264
5265 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5266                                                         size_t length)
5267 {
5268         if (s->refcount > 1)
5269                 return -EINVAL;
5270
5271         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
5272         if (buf[0] == '1')
5273                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
5274         return length;
5275 }
5276 SLAB_ATTR(failslab);
5277 #endif
5278
5279 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5280 {
5281         return 0;
5282 }
5283
5284 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5285                         const char *buf, size_t length)
5286 {
5287         if (buf[0] == '1')
5288                 kmem_cache_shrink(s);
5289         else
5290                 return -EINVAL;
5291         return length;
5292 }
5293 SLAB_ATTR(shrink);
5294
5295 #ifdef CONFIG_NUMA
5296 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5297 {
5298         return sprintf(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5299 }
5300
5301 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5302                                 const char *buf, size_t length)
5303 {
5304         unsigned int ratio;
5305         int err;
5306
5307         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5308         if (err)
5309                 return err;
5310         if (ratio > 100)
5311                 return -ERANGE;
5312
5313         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5314
5315         return length;
5316 }
5317 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5318 #endif
5319
5320 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5321 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5322 {
5323         unsigned long sum  = 0;
5324         int cpu;
5325         int len;
5326         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5327
5328         if (!data)
5329                 return -ENOMEM;
5330
5331         for_each_online_cpu(cpu) {
5332                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5333
5334                 data[cpu] = x;
5335                 sum += x;
5336         }
5337
5338         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5339
5340 #ifdef CONFIG_SMP
5341         for_each_online_cpu(cpu) {
5342                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5343                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5344         }
5345 #endif
5346         kfree(data);
5347         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5348 }
5349
5350 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5351 {
5352         int cpu;
5353
5354         for_each_online_cpu(cpu)
5355                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5356 }
5357
5358 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5359 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5360 {                                                               \
5361         return show_stat(s, buf, si);                           \
5362 }                                                               \
5363 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5364                                 const char *buf, size_t length) \
5365 {                                                               \
5366         if (buf[0] != '0')                                      \
5367                 return -EINVAL;                                 \
5368         clear_stat(s, si);                                      \
5369         return length;                                          \
5370 }                                                               \
5371 SLAB_ATTR(text);                                                \
5372
5373 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5374 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5375 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5376 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5377 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5378 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5379 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5380 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5381 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5382 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5383 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5384 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5385 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5386 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5387 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5388 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5389 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5390 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5391 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5392 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5393 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5394 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5395 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5396 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5397 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5398 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5399 #endif
5400
5401 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5402         &slab_size_attr.attr,
5403         &object_size_attr.attr,
5404         &objs_per_slab_attr.attr,
5405         &order_attr.attr,
5406         &min_partial_attr.attr,
5407         &cpu_partial_attr.attr,
5408         &objects_attr.attr,
5409         &objects_partial_attr.attr,
5410         &partial_attr.attr,
5411         &cpu_slabs_attr.attr,
5412         &ctor_attr.attr,
5413         &aliases_attr.attr,
5414         &align_attr.attr,
5415         &hwcache_align_attr.attr,
5416         &reclaim_account_attr.attr,
5417         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5418         &shrink_attr.attr,
5419         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5420 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5421         &total_objects_attr.attr,
5422         &slabs_attr.attr,
5423         &sanity_checks_attr.attr,
5424         &trace_attr.attr,
5425         &red_zone_attr.attr,
5426         &poison_attr.attr,
5427         &store_user_attr.attr,
5428         &validate_attr.attr,
5429         &alloc_calls_attr.attr,
5430         &free_calls_attr.attr,
5431 #endif
5432 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5433         &cache_dma_attr.attr,
5434 #endif
5435 #ifdef CONFIG_NUMA
5436         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5437 #endif
5438 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5439         &alloc_fastpath_attr.attr,
5440         &alloc_slowpath_attr.attr,
5441         &free_fastpath_attr.attr,
5442         &free_slowpath_attr.attr,
5443         &free_frozen_attr.attr,
5444         &free_add_partial_attr.attr,
5445         &free_remove_partial_attr.attr,
5446         &alloc_from_partial_attr.attr,
5447         &alloc_slab_attr.attr,
5448         &alloc_refill_attr.attr,
5449         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5450         &free_slab_attr.attr,
5451         &cpuslab_flush_attr.attr,
5452         &deactivate_full_attr.attr,
5453         &deactivate_empty_attr.attr,
5454         &deactivate_to_head_attr.attr,
5455         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5456         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5457         &deactivate_bypass_attr.attr,
5458         &order_fallback_attr.attr,
5459         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5460         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5461         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5462         &cpu_partial_free_attr.attr,
5463         &cpu_partial_node_attr.attr,
5464         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5465 #endif
5466 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5467         &failslab_attr.attr,
5468 #endif
5469         &usersize_attr.attr,
5470
5471         NULL
5472 };
5473
5474 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5475         .attrs = slab_attrs,
5476 };
5477
5478 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5479                                 struct attribute *attr,
5480                                 char *buf)
5481 {
5482         struct slab_attribute *attribute;
5483         struct kmem_cache *s;
5484         int err;
5485
5486         attribute = to_slab_attr(attr);
5487         s = to_slab(kobj);
5488
5489         if (!attribute->show)
5490                 return -EIO;
5491
5492         err = attribute->show(s, buf);
5493
5494         return err;
5495 }
5496
5497 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5498                                 struct attribute *attr,
5499                                 const char *buf, size_t len)
5500 {
5501         struct slab_attribute *attribute;
5502         struct kmem_cache *s;
5503         int err;
5504
5505         attribute = to_slab_attr(attr);
5506         s = to_slab(kobj);
5507
5508         if (!attribute->store)
5509                 return -EIO;
5510
5511         err = attribute->store(s, buf, len);
5512 #ifdef CONFIG_MEMCG
5513         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5514                 struct kmem_cache *c;
5515
5516                 mutex_lock(&slab_mutex);
5517                 if (s->max_attr_size < len)
5518                         s->max_attr_size = len;
5519
5520                 /*
5521                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5522                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5523                  * basically because not all attributes will have a well
5524                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5525                  * have permanent effects.
5526                  *
5527                  * Returning the error value of any of the children that fail
5528                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5529                  * error code won't be able to know anything about the state of
5530                  * the cache.
5531                  *
5532                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5533                  * has well defined semantics. The cache being written to
5534                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5535                  * through the descendants with best-effort propagation.
5536                  */
5537                 for_each_memcg_cache(c, s)
5538                         attribute->store(c, buf, len);
5539                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5540         }
5541 #endif
5542         return err;
5543 }
5544
5545 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5546 {
5547 #ifdef CONFIG_MEMCG
5548         int i;
5549         char *buffer = NULL;
5550         struct kmem_cache *root_cache;
5551
5552         if (is_root_cache(s))
5553                 return;
5554
5555         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5556
5557         /*
5558          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5559          * in copying default values around
5560          */
5561         if (!root_cache->max_attr_size)
5562                 return;
5563
5564         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5565                 char mbuf[64];
5566                 char *buf;
5567                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5568                 ssize_t len;
5569
5570                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5571                         continue;
5572
5573                 /*
5574                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5575                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5576                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5577                  *
5578                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5579                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5580                  * theoretically happen.
5581                  */
5582                 if (buffer)
5583                         buf = buffer;
5584                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5585                         buf = mbuf;
5586                 else {
5587                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5588                         if (WARN_ON(!buffer))
5589                                 continue;
5590                         buf = buffer;
5591                 }
5592
5593                 len = attr->show(root_cache, buf);
5594                 if (len > 0)
5595                         attr->store(s, buf, len);
5596         }
5597
5598         if (buffer)
5599                 free_page((unsigned long)buffer);
5600 #endif
5601 }
5602
5603 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5604 {
5605         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5606 }
5607
5608 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5609         .show = slab_attr_show,
5610         .store = slab_attr_store,
5611 };
5612
5613 static struct kobj_type slab_ktype = {
5614         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5615         .release = kmem_cache_release,
5616 };
5617
5618 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5619 {
5620         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5621
5622         if (ktype == &slab_ktype)
5623                 return 1;
5624         return 0;
5625 }
5626
5627 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5628         .filter = uevent_filter,
5629 };
5630
5631 static struct kset *slab_kset;
5632
5633 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5634 {
5635 #ifdef CONFIG_MEMCG
5636         if (!is_root_cache(s))
5637                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5638 #endif
5639         return slab_kset;
5640 }
5641
5642 #define ID_STR_LENGTH 64
5643
5644 /* Create a unique string id for a slab cache:
5645  *
5646  * Format       :[flags-]size
5647  */
5648 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5649 {
5650         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5651         char *p = name;
5652
5653         BUG_ON(!name);
5654
5655         *p++ = ':';
5656         /*
5657          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5658          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5659          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5660          * are matched during merging to guarantee that the id is
5661          * unique.
5662          */
5663         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5664                 *p++ = 'd';
5665         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5666                 *p++ = 'a';
5667         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5668                 *p++ = 'F';
5669         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5670                 *p++ = 'A';
5671         if (p != name + 1)
5672                 *p++ = '-';
5673         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5674
5675         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5676         return name;
5677 }
5678
5679 static void sysfs_slab_remove_workfn(struct work_struct *work)
5680 {
5681         struct kmem_cache *s =
5682                 container_of(work, struct kmem_cache, kobj_remove_work);
5683
5684         if (!s->kobj.state_in_sysfs)
5685                 /*
5686                  * For a memcg cache, this may be called during
5687                  * deactivation and again on shutdown.  Remove only once.
5688                  * A cache is never shut down before deactivation is
5689                  * complete, so no need to worry about synchronization.
5690                  */
5691                 goto out;
5692
5693 #ifdef CONFIG_MEMCG
5694         kset_unregister(s->memcg_kset);
5695 #endif
5696         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5697 out:
5698         kobject_put(&s->kobj);
5699 }
5700
5701 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5702 {
5703         int err;
5704         const char *name;
5705         struct kset *kset = cache_kset(s);
5706         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5707
5708         INIT_WORK(&s->kobj_remove_work, sysfs_slab_remove_workfn);
5709
5710         if (!kset) {
5711                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5712                 return 0;
5713         }
5714
5715         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5716                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5717                 unmergeable = 1;
5718
5719         if (unmergeable) {
5720                 /*
5721                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5722                  * This is typically the case for debug situations. In that
5723                  * case we can catch duplicate names easily.
5724                  */
5725                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5726                 name = s->name;
5727         } else {
5728                 /*
5729                  * Create a unique name for the slab as a target
5730                  * for the symlinks.
5731                  */
5732                 name = create_unique_id(s);
5733         }
5734
5735         s->kobj.kset = kset;
5736         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5737         if (err)
5738                 goto out;
5739
5740         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5741         if (err)
5742                 goto out_del_kobj;
5743
5744 #ifdef CONFIG_MEMCG
5745         if (is_root_cache(s) && memcg_sysfs_enabled) {
5746                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5747                 if (!s->memcg_kset) {
5748                         err = -ENOMEM;
5749                         goto out_del_kobj;
5750                 }
5751         }
5752 #endif
5753
5754         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5755         if (!unmergeable) {
5756                 /* Setup first alias */
5757                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5758         }
5759 out:
5760         if (!unmergeable)
5761                 kfree(name);
5762         return err;
5763 out_del_kobj:
5764         kobject_del(&s->kobj);
5765         goto out;
5766 }
5767
5768 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5769 {
5770         if (slab_state < FULL)
5771                 /*
5772                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5773                  * cache from sysfs.
5774                  */
5775                 return;
5776
5777         kobject_get(&s->kobj);
5778         schedule_work(&s->kobj_remove_work);
5779 }
5780
5781 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5782 {
5783         if (slab_state >= FULL)
5784                 kobject_del(&s->kobj);
5785 }
5786
5787 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5788 {
5789         if (slab_state >= FULL)
5790                 kobject_put(&s->kobj);
5791 }
5792
5793 /*
5794  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5795  * available lest we lose that information.
5796  */
5797 struct saved_alias {
5798         struct kmem_cache *s;
5799         const char *name;
5800         struct saved_alias *next;
5801 };
5802
5803 static struct saved_alias *alias_list;
5804
5805 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5806 {
5807         struct saved_alias *al;
5808
5809         if (slab_state == FULL) {
5810                 /*
5811                  * If we have a leftover link then remove it.
5812                  */
5813                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5814                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5815         }
5816
5817         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5818         if (!al)
5819                 return -ENOMEM;
5820
5821         al->s = s;
5822         al->name = name;
5823         al->next = alias_list;
5824         alias_list = al;
5825         return 0;
5826 }
5827
5828 static int __init slab_sysfs_init(void)
5829 {
5830         struct kmem_cache *s;
5831         int err;
5832
5833         mutex_lock(&slab_mutex);
5834
5835         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5836         if (!slab_kset) {
5837                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5838                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5839                 return -ENOSYS;
5840         }
5841
5842         slab_state = FULL;
5843
5844         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5845                 err = sysfs_slab_add(s);
5846                 if (err)
5847                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5848                                s->name);
5849         }
5850
5851         while (alias_list) {
5852                 struct saved_alias *al = alias_list;
5853
5854                 alias_list = alias_list->next;
5855                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5856                 if (err)
5857                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5858                                al->name);
5859                 kfree(al);
5860         }
5861
5862         mutex_unlock(&slab_mutex);
5863         resiliency_test();
5864         return 0;
5865 }
5866
5867 __initcall(slab_sysfs_init);
5868 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5869
5870 /*
5871  * The /proc/slabinfo ABI
5872  */
5873 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5874 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5875 {
5876         unsigned long nr_slabs = 0;
5877         unsigned long nr_objs = 0;
5878         unsigned long nr_free = 0;
5879         int node;
5880         struct kmem_cache_node *n;
5881
5882         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5883                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5884                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5885                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5886         }
5887
5888         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5889         sinfo->num_objs = nr_objs;
5890         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5891         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5892         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5893         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5894 }
5895
5896 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5897 {
5898 }
5899
5900 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5901                        size_t count, loff_t *ppos)
5902 {
5903         return -EIO;
5904 }
5905 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */