net: hns: fix soft lockup when there is not enough memory
[platform/kernel/linux-rpi.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/bitops.h>
19 #include <linux/slab.h>
20 #include "slab.h"
21 #include <linux/proc_fs.h>
22 #include <linux/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 except per cpu partial list. The processor that froze the
62  *   slab is the one who can perform list operations on the page. Other
63  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
64  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
65  *   page's freelist.
66  *
67  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
68  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
69  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
70  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
71  *   modified without taking the list lock).
72  *
73  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
74  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
75  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
76  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
77  *   the list lock.
78  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
79  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
80  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
81  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
82  *
83  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
84  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
85  *
86  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
87  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
88  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
89  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
90  * cannot scan all objects.
91  *
92  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
93  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
94  * fast frees and allocs.
95  *
96  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
97  *
98  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
99  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
100  *                      such as satisfying allocations for a specific
101  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
102  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
103  *                      list operations. It is up to the processor holding
104  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
105  *                      when the slab is no longer needed.
106  *
107  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
108  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
109  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
110  *                      freelist that allows lockless access to
111  *                      free objects in addition to the regular freelist
112  *                      that requires the slab lock.
113  *
114  * PageError            Slab requires special handling due to debug
115  *                      options set. This moves slab handling out of
116  *                      the fast path and disables lockless freelists.
117  */
118
119 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
120 {
121 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
122         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
123 #else
124         return 0;
125 #endif
126 }
127
128 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
129 {
130         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE)
131                 p += s->red_left_pad;
132
133         return p;
134 }
135
136 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
137 {
138 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
139         return !kmem_cache_debug(s);
140 #else
141         return false;
142 #endif
143 }
144
145 /*
146  * Issues still to be resolved:
147  *
148  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
149  *
150  * - Variable sizing of the per node arrays
151  */
152
153 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
154 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
155
156 /* Enable to log cmpxchg failures */
157 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
158
159 /*
160  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
161  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
162  */
163 #define MIN_PARTIAL 5
164
165 /*
166  * Maximum number of desirable partial slabs.
167  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
168  * sort the partial list by the number of objects in use.
169  */
170 #define MAX_PARTIAL 10
171
172 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
173                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
174
175 /*
176  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
177  * issues when checking or reading debug information
178  */
179 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
180                                 SLAB_TRACE)
181
182
183 /*
184  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
185  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
186  * metadata.
187  */
188 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
189
190 #define OO_SHIFT        16
191 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
192 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
193
194 /* Internal SLUB flags */
195 /* Poison object */
196 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
197 /* Use cmpxchg_double */
198 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
199
200 /*
201  * Tracking user of a slab.
202  */
203 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
204 struct track {
205         unsigned long addr;     /* Called from address */
206 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
207         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
208 #endif
209         int cpu;                /* Was running on cpu */
210         int pid;                /* Pid context */
211         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
212 };
213
214 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
215
216 #ifdef CONFIG_SYSFS
217 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
218 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
219 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
220 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s);
221 #else
222 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
223 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
224                                                         { return 0; }
225 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
226 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
227 #endif
228
229 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
230 {
231 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
232         /*
233          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
234          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
235          */
236         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
237 #endif
238 }
239
240 /********************************************************************
241  *                      Core slab cache functions
242  *******************************************************************/
243
244 /*
245  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
246  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
247  * random number.
248  */
249 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
250                                  unsigned long ptr_addr)
251 {
252 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
253         /*
254          * When CONFIG_KASAN_SW_TAGS is enabled, ptr_addr might be tagged.
255          * Normally, this doesn't cause any issues, as both set_freepointer()
256          * and get_freepointer() are called with a pointer with the same tag.
257          * However, there are some issues with CONFIG_SLUB_DEBUG code. For
258          * example, when __free_slub() iterates over objects in a cache, it
259          * passes untagged pointers to check_object(). check_object() in turns
260          * calls get_freepointer() with an untagged pointer, which causes the
261          * freepointer to be restored incorrectly.
262          */
263         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^
264                         (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)ptr_addr));
265 #else
266         return ptr;
267 #endif
268 }
269
270 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
271 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
272                                          void *ptr_addr)
273 {
274         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
275                             (unsigned long)ptr_addr);
276 }
277
278 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
279 {
280         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
281 }
282
283 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
284 {
285         prefetch(object + s->offset);
286 }
287
288 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
289 {
290         unsigned long freepointer_addr;
291         void *p;
292
293         if (!debug_pagealloc_enabled_static())
294                 return get_freepointer(s, object);
295
296         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
297         probe_kernel_read(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
298         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
299 }
300
301 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
302 {
303         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
304
305 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
306         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
307 #endif
308
309         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
310 }
311
312 /* Loop over all objects in a slab */
313 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
314         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
315                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
316                 __p += (__s)->size)
317
318 /* Determine object index from a given position */
319 static inline unsigned int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
320 {
321         return (kasan_reset_tag(p) - addr) / s->size;
322 }
323
324 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
325 {
326         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
327 }
328
329 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
330                 unsigned int size)
331 {
332         struct kmem_cache_order_objects x = {
333                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
334         };
335
336         return x;
337 }
338
339 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
340 {
341         return x.x >> OO_SHIFT;
342 }
343
344 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
345 {
346         return x.x & OO_MASK;
347 }
348
349 /*
350  * Per slab locking using the pagelock
351  */
352 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
353 {
354         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
355         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
356 }
357
358 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
359 {
360         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
361         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
362 }
363
364 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
365 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
366                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
367                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
368                 const char *n)
369 {
370         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
371 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
372     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
373         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
374                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
375                                    freelist_old, counters_old,
376                                    freelist_new, counters_new))
377                         return true;
378         } else
379 #endif
380         {
381                 slab_lock(page);
382                 if (page->freelist == freelist_old &&
383                                         page->counters == counters_old) {
384                         page->freelist = freelist_new;
385                         page->counters = counters_new;
386                         slab_unlock(page);
387                         return true;
388                 }
389                 slab_unlock(page);
390         }
391
392         cpu_relax();
393         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
394
395 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
396         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
397 #endif
398
399         return false;
400 }
401
402 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
403                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
404                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
405                 const char *n)
406 {
407 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
408     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
409         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
410                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
411                                    freelist_old, counters_old,
412                                    freelist_new, counters_new))
413                         return true;
414         } else
415 #endif
416         {
417                 unsigned long flags;
418
419                 local_irq_save(flags);
420                 slab_lock(page);
421                 if (page->freelist == freelist_old &&
422                                         page->counters == counters_old) {
423                         page->freelist = freelist_new;
424                         page->counters = counters_new;
425                         slab_unlock(page);
426                         local_irq_restore(flags);
427                         return true;
428                 }
429                 slab_unlock(page);
430                 local_irq_restore(flags);
431         }
432
433         cpu_relax();
434         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
435
436 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
437         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
438 #endif
439
440         return false;
441 }
442
443 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
444 /*
445  * Determine a map of object in use on a page.
446  *
447  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
448  * not vanish from under us.
449  */
450 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
451 {
452         void *p;
453         void *addr = page_address(page);
454
455         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
456                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
457 }
458
459 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
460 {
461         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
462                 return s->size - s->red_left_pad;
463
464         return s->size;
465 }
466
467 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
468 {
469         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
470                 p -= s->red_left_pad;
471
472         return p;
473 }
474
475 /*
476  * Debug settings:
477  */
478 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
479 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
480 #else
481 static slab_flags_t slub_debug;
482 #endif
483
484 static char *slub_debug_slabs;
485 static int disable_higher_order_debug;
486
487 /*
488  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
489  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
490  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
491  * to tell kasan that these accesses are OK.
492  */
493 static inline void metadata_access_enable(void)
494 {
495         kasan_disable_current();
496 }
497
498 static inline void metadata_access_disable(void)
499 {
500         kasan_enable_current();
501 }
502
503 /*
504  * Object debugging
505  */
506
507 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
508 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
509                                 struct page *page, void *object)
510 {
511         void *base;
512
513         if (!object)
514                 return 1;
515
516         base = page_address(page);
517         object = kasan_reset_tag(object);
518         object = restore_red_left(s, object);
519         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
520                 (object - base) % s->size) {
521                 return 0;
522         }
523
524         return 1;
525 }
526
527 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
528                           unsigned int length)
529 {
530         metadata_access_enable();
531         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
532                         length, 1);
533         metadata_access_disable();
534 }
535
536 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
537         enum track_item alloc)
538 {
539         struct track *p;
540
541         if (s->offset)
542                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
543         else
544                 p = object + s->inuse;
545
546         return p + alloc;
547 }
548
549 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
550                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
551 {
552         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
553
554         if (addr) {
555 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
556                 unsigned int nr_entries;
557
558                 metadata_access_enable();
559                 nr_entries = stack_trace_save(p->addrs, TRACK_ADDRS_COUNT, 3);
560                 metadata_access_disable();
561
562                 if (nr_entries < TRACK_ADDRS_COUNT)
563                         p->addrs[nr_entries] = 0;
564 #endif
565                 p->addr = addr;
566                 p->cpu = smp_processor_id();
567                 p->pid = current->pid;
568                 p->when = jiffies;
569         } else {
570                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
571         }
572 }
573
574 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
575 {
576         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
577                 return;
578
579         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
580         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
581 }
582
583 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
584 {
585         if (!t->addr)
586                 return;
587
588         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
589                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
590 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
591         {
592                 int i;
593                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
594                         if (t->addrs[i])
595                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
596                         else
597                                 break;
598         }
599 #endif
600 }
601
602 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
603 {
604         unsigned long pr_time = jiffies;
605         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
606                 return;
607
608         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
609         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
610 }
611
612 static void print_page_info(struct page *page)
613 {
614         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
615                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
616
617 }
618
619 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
620 {
621         struct va_format vaf;
622         va_list args;
623
624         va_start(args, fmt);
625         vaf.fmt = fmt;
626         vaf.va = &args;
627         pr_err("=============================================================================\n");
628         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
629         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
630
631         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
632         va_end(args);
633 }
634
635 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
636 {
637         struct va_format vaf;
638         va_list args;
639
640         va_start(args, fmt);
641         vaf.fmt = fmt;
642         vaf.va = &args;
643         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
644         va_end(args);
645 }
646
647 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
648 {
649         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
650         u8 *addr = page_address(page);
651
652         print_tracking(s, p);
653
654         print_page_info(page);
655
656         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
657                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
658
659         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
660                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p - s->red_left_pad,
661                               s->red_left_pad);
662         else if (p > addr + 16)
663                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
664
665         print_section(KERN_ERR, "Object ", p,
666                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
667         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
668                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p + s->object_size,
669                         s->inuse - s->object_size);
670
671         if (s->offset)
672                 off = s->offset + sizeof(void *);
673         else
674                 off = s->inuse;
675
676         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
677                 off += 2 * sizeof(struct track);
678
679         off += kasan_metadata_size(s);
680
681         if (off != size_from_object(s))
682                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
683                 print_section(KERN_ERR, "Padding ", p + off,
684                               size_from_object(s) - off);
685
686         dump_stack();
687 }
688
689 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
690                         u8 *object, char *reason)
691 {
692         slab_bug(s, "%s", reason);
693         print_trailer(s, page, object);
694 }
695
696 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
697                         const char *fmt, ...)
698 {
699         va_list args;
700         char buf[100];
701
702         va_start(args, fmt);
703         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
704         va_end(args);
705         slab_bug(s, "%s", buf);
706         print_page_info(page);
707         dump_stack();
708 }
709
710 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
711 {
712         u8 *p = object;
713
714         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
715                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
716
717         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
718                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
719                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
720         }
721
722         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
723                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
724 }
725
726 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
727                                                 void *from, void *to)
728 {
729         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
730         memset(from, data, to - from);
731 }
732
733 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
734                         u8 *object, char *what,
735                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
736 {
737         u8 *fault;
738         u8 *end;
739
740         metadata_access_enable();
741         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
742         metadata_access_disable();
743         if (!fault)
744                 return 1;
745
746         end = start + bytes;
747         while (end > fault && end[-1] == value)
748                 end--;
749
750         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
751         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
752                                         fault, end - 1, fault[0], value);
753         print_trailer(s, page, object);
754
755         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
756         return 0;
757 }
758
759 /*
760  * Object layout:
761  *
762  * object address
763  *      Bytes of the object to be managed.
764  *      If the freepointer may overlay the object then the free
765  *      pointer is the first word of the object.
766  *
767  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
768  *      0xa5 (POISON_END)
769  *
770  * object + s->object_size
771  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
772  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
773  *      object_size == inuse.
774  *
775  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
776  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
777  *
778  * object + s->inuse
779  *      Meta data starts here.
780  *
781  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
782  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
783  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
784  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
785  *              before the word boundary.
786  *
787  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
788  *
789  * object + s->size
790  *      Nothing is used beyond s->size.
791  *
792  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
793  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
794  * may be used with merged slabcaches.
795  */
796
797 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
798 {
799         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
800
801         if (s->offset)
802                 /* Freepointer is placed after the object. */
803                 off += sizeof(void *);
804
805         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
806                 /* We also have user information there */
807                 off += 2 * sizeof(struct track);
808
809         off += kasan_metadata_size(s);
810
811         if (size_from_object(s) == off)
812                 return 1;
813
814         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
815                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
816 }
817
818 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
819 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
820 {
821         u8 *start;
822         u8 *fault;
823         u8 *end;
824         u8 *pad;
825         int length;
826         int remainder;
827
828         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
829                 return 1;
830
831         start = page_address(page);
832         length = page_size(page);
833         end = start + length;
834         remainder = length % s->size;
835         if (!remainder)
836                 return 1;
837
838         pad = end - remainder;
839         metadata_access_enable();
840         fault = memchr_inv(pad, POISON_INUSE, remainder);
841         metadata_access_disable();
842         if (!fault)
843                 return 1;
844         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
845                 end--;
846
847         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
848         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
849
850         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
851         return 0;
852 }
853
854 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
855                                         void *object, u8 val)
856 {
857         u8 *p = object;
858         u8 *endobject = object + s->object_size;
859
860         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
861                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
862                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
863                         return 0;
864
865                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
866                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
867                         return 0;
868         } else {
869                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
870                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
871                                 endobject, POISON_INUSE,
872                                 s->inuse - s->object_size);
873                 }
874         }
875
876         if (s->flags & SLAB_POISON) {
877                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
878                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
879                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
880                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
881                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
882                         return 0;
883                 /*
884                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
885                  */
886                 check_pad_bytes(s, page, p);
887         }
888
889         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
890                 /*
891                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
892                  * freepointer while object is allocated.
893                  */
894                 return 1;
895
896         /* Check free pointer validity */
897         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
898                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
899                 /*
900                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
901                  * of the free objects in this slab. May cause
902                  * another error because the object count is now wrong.
903                  */
904                 set_freepointer(s, p, NULL);
905                 return 0;
906         }
907         return 1;
908 }
909
910 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
911 {
912         int maxobj;
913
914         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
915
916         if (!PageSlab(page)) {
917                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
918                 return 0;
919         }
920
921         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size);
922         if (page->objects > maxobj) {
923                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
924                         page->objects, maxobj);
925                 return 0;
926         }
927         if (page->inuse > page->objects) {
928                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
929                         page->inuse, page->objects);
930                 return 0;
931         }
932         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
933         slab_pad_check(s, page);
934         return 1;
935 }
936
937 /*
938  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
939  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
940  */
941 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
942 {
943         int nr = 0;
944         void *fp;
945         void *object = NULL;
946         int max_objects;
947
948         fp = page->freelist;
949         while (fp && nr <= page->objects) {
950                 if (fp == search)
951                         return 1;
952                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
953                         if (object) {
954                                 object_err(s, page, object,
955                                         "Freechain corrupt");
956                                 set_freepointer(s, object, NULL);
957                         } else {
958                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
959                                 page->freelist = NULL;
960                                 page->inuse = page->objects;
961                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
962                                 return 0;
963                         }
964                         break;
965                 }
966                 object = fp;
967                 fp = get_freepointer(s, object);
968                 nr++;
969         }
970
971         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size);
972         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
973                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
974
975         if (page->objects != max_objects) {
976                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
977                          page->objects, max_objects);
978                 page->objects = max_objects;
979                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
980         }
981         if (page->inuse != page->objects - nr) {
982                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
983                          page->inuse, page->objects - nr);
984                 page->inuse = page->objects - nr;
985                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
986         }
987         return search == NULL;
988 }
989
990 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
991                                                                 int alloc)
992 {
993         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
994                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
995                         s->name,
996                         alloc ? "alloc" : "free",
997                         object, page->inuse,
998                         page->freelist);
999
1000                 if (!alloc)
1001                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1002                                         s->object_size);
1003
1004                 dump_stack();
1005         }
1006 }
1007
1008 /*
1009  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1010  */
1011 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1012         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1013 {
1014         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1015                 return;
1016
1017         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1018         list_add(&page->slab_list, &n->full);
1019 }
1020
1021 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1022 {
1023         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1024                 return;
1025
1026         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1027         list_del(&page->slab_list);
1028 }
1029
1030 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1031 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1032 {
1033         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1034
1035         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1036 }
1037
1038 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1039 {
1040         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1041 }
1042
1043 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1044 {
1045         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1046
1047         /*
1048          * May be called early in order to allocate a slab for the
1049          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1050          * dilemma by deferring the increment of the count during
1051          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1052          */
1053         if (likely(n)) {
1054                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1055                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1056         }
1057 }
1058 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1059 {
1060         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1061
1062         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1063         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1064 }
1065
1066 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1067 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1068                                                                 void *object)
1069 {
1070         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1071                 return;
1072
1073         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1074         init_tracking(s, object);
1075 }
1076
1077 static
1078 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr)
1079 {
1080         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
1081                 return;
1082
1083         metadata_access_enable();
1084         memset(addr, POISON_INUSE, page_size(page));
1085         metadata_access_disable();
1086 }
1087
1088 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1089                                         struct page *page, void *object)
1090 {
1091         if (!check_slab(s, page))
1092                 return 0;
1093
1094         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1095                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1096                 return 0;
1097         }
1098
1099         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1100                 return 0;
1101
1102         return 1;
1103 }
1104
1105 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1106                                         struct page *page,
1107                                         void *object, unsigned long addr)
1108 {
1109         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1110                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object))
1111                         goto bad;
1112         }
1113
1114         /* Success perform special debug activities for allocs */
1115         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1116                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1117         trace(s, page, object, 1);
1118         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1119         return 1;
1120
1121 bad:
1122         if (PageSlab(page)) {
1123                 /*
1124                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1125                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1126                  * as used avoids touching the remaining objects.
1127                  */
1128                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1129                 page->inuse = page->objects;
1130                 page->freelist = NULL;
1131         }
1132         return 0;
1133 }
1134
1135 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1136                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1137 {
1138         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1139                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1140                 return 0;
1141         }
1142
1143         if (on_freelist(s, page, object)) {
1144                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1145                 return 0;
1146         }
1147
1148         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1149                 return 0;
1150
1151         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1152                 if (!PageSlab(page)) {
1153                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1154                                  object);
1155                 } else if (!page->slab_cache) {
1156                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1157                                object);
1158                         dump_stack();
1159                 } else
1160                         object_err(s, page, object,
1161                                         "page slab pointer corrupt.");
1162                 return 0;
1163         }
1164         return 1;
1165 }
1166
1167 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1168 static noinline int free_debug_processing(
1169         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1170         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1171         unsigned long addr)
1172 {
1173         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1174         void *object = head;
1175         int cnt = 0;
1176         unsigned long uninitialized_var(flags);
1177         int ret = 0;
1178
1179         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1180         slab_lock(page);
1181
1182         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1183                 if (!check_slab(s, page))
1184                         goto out;
1185         }
1186
1187 next_object:
1188         cnt++;
1189
1190         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1191                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1192                         goto out;
1193         }
1194
1195         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1196                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1197         trace(s, page, object, 0);
1198         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1199         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1200
1201         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1202         if (object != tail) {
1203                 object = get_freepointer(s, object);
1204                 goto next_object;
1205         }
1206         ret = 1;
1207
1208 out:
1209         if (cnt != bulk_cnt)
1210                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1211                          bulk_cnt, cnt);
1212
1213         slab_unlock(page);
1214         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1215         if (!ret)
1216                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1217         return ret;
1218 }
1219
1220 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1221 {
1222         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1223         if (*str++ != '=' || !*str)
1224                 /*
1225                  * No options specified. Switch on full debugging.
1226                  */
1227                 goto out;
1228
1229         if (*str == ',')
1230                 /*
1231                  * No options but restriction on slabs. This means full
1232                  * debugging for slabs matching a pattern.
1233                  */
1234                 goto check_slabs;
1235
1236         slub_debug = 0;
1237         if (*str == '-')
1238                 /*
1239                  * Switch off all debugging measures.
1240                  */
1241                 goto out;
1242
1243         /*
1244          * Determine which debug features should be switched on
1245          */
1246         for (; *str && *str != ','; str++) {
1247                 switch (tolower(*str)) {
1248                 case 'f':
1249                         slub_debug |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1250                         break;
1251                 case 'z':
1252                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1253                         break;
1254                 case 'p':
1255                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1256                         break;
1257                 case 'u':
1258                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1259                         break;
1260                 case 't':
1261                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1262                         break;
1263                 case 'a':
1264                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1265                         break;
1266                 case 'o':
1267                         /*
1268                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1269                          * order would increase as a result.
1270                          */
1271                         disable_higher_order_debug = 1;
1272                         break;
1273                 default:
1274                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1275                                *str);
1276                 }
1277         }
1278
1279 check_slabs:
1280         if (*str == ',')
1281                 slub_debug_slabs = str + 1;
1282 out:
1283         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1284              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1285             (slub_debug & SLAB_POISON))
1286                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1287         return 1;
1288 }
1289
1290 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1291
1292 /*
1293  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1294  * @object_size:        the size of an object without meta data
1295  * @flags:              flags to set
1296  * @name:               name of the cache
1297  * @ctor:               constructor function
1298  *
1299  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1300  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1301  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1302  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1303  */
1304 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1305         slab_flags_t flags, const char *name,
1306         void (*ctor)(void *))
1307 {
1308         char *iter;
1309         size_t len;
1310
1311         /* If slub_debug = 0, it folds into the if conditional. */
1312         if (!slub_debug_slabs)
1313                 return flags | slub_debug;
1314
1315         len = strlen(name);
1316         iter = slub_debug_slabs;
1317         while (*iter) {
1318                 char *end, *glob;
1319                 size_t cmplen;
1320
1321                 end = strchrnul(iter, ',');
1322
1323                 glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1324                 if (glob)
1325                         cmplen = glob - iter;
1326                 else
1327                         cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1328
1329                 if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1330                         flags |= slub_debug;
1331                         break;
1332                 }
1333
1334                 if (!*end)
1335                         break;
1336                 iter = end + 1;
1337         }
1338
1339         return flags;
1340 }
1341 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1342 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1343                         struct page *page, void *object) {}
1344 static inline
1345 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr) {}
1346
1347 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1348         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1349
1350 static inline int free_debug_processing(
1351         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1352         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1353         unsigned long addr) { return 0; }
1354
1355 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1356                         { return 1; }
1357 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1358                         void *object, u8 val) { return 1; }
1359 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1360                                         struct page *page) {}
1361 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1362                                         struct page *page) {}
1363 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1364         slab_flags_t flags, const char *name,
1365         void (*ctor)(void *))
1366 {
1367         return flags;
1368 }
1369 #define slub_debug 0
1370
1371 #define disable_higher_order_debug 0
1372
1373 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1374                                                         { return 0; }
1375 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1376                                                         { return 0; }
1377 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1378                                                         int objects) {}
1379 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1380                                                         int objects) {}
1381
1382 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1383
1384 /*
1385  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1386  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1387  */
1388 static inline void *kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1389 {
1390         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1391         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1392         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1393         return ptr;
1394 }
1395
1396 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1397 {
1398         kmemleak_free(x);
1399         kasan_kfree_large(x, _RET_IP_);
1400 }
1401
1402 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1403 {
1404         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1405
1406         /*
1407          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1408          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1409          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1410          */
1411 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1412         {
1413                 unsigned long flags;
1414
1415                 local_irq_save(flags);
1416                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1417                 local_irq_restore(flags);
1418         }
1419 #endif
1420         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1421                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1422
1423         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse */
1424         return kasan_slab_free(s, x, _RET_IP_);
1425 }
1426
1427 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1428                                            void **head, void **tail)
1429 {
1430
1431         void *object;
1432         void *next = *head;
1433         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1434         int rsize;
1435
1436         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1437         *head = NULL;
1438         *tail = NULL;
1439
1440         do {
1441                 object = next;
1442                 next = get_freepointer(s, object);
1443
1444                 if (slab_want_init_on_free(s)) {
1445                         /*
1446                          * Clear the object and the metadata, but don't touch
1447                          * the redzone.
1448                          */
1449                         memset(object, 0, s->object_size);
1450                         rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad
1451                                                            : 0;
1452                         memset((char *)object + s->inuse, 0,
1453                                s->size - s->inuse - rsize);
1454
1455                 }
1456                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1457                 if (!slab_free_hook(s, object)) {
1458                         /* Move object to the new freelist */
1459                         set_freepointer(s, object, *head);
1460                         *head = object;
1461                         if (!*tail)
1462                                 *tail = object;
1463                 }
1464         } while (object != old_tail);
1465
1466         if (*head == *tail)
1467                 *tail = NULL;
1468
1469         return *head != NULL;
1470 }
1471
1472 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1473                                 void *object)
1474 {
1475         setup_object_debug(s, page, object);
1476         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
1477         if (unlikely(s->ctor)) {
1478                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1479                 s->ctor(object);
1480                 kasan_poison_object_data(s, object);
1481         }
1482         return object;
1483 }
1484
1485 /*
1486  * Slab allocation and freeing
1487  */
1488 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1489                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1490 {
1491         struct page *page;
1492         unsigned int order = oo_order(oo);
1493
1494         if (node == NUMA_NO_NODE)
1495                 page = alloc_pages(flags, order);
1496         else
1497                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1498
1499         if (page && charge_slab_page(page, flags, order, s)) {
1500                 __free_pages(page, order);
1501                 page = NULL;
1502         }
1503
1504         return page;
1505 }
1506
1507 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1508 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1509 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1510 {
1511         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1512         int err;
1513
1514         /* Bailout if already initialised */
1515         if (s->random_seq)
1516                 return 0;
1517
1518         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1519         if (err) {
1520                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1521                         s->name);
1522                 return err;
1523         }
1524
1525         /* Transform to an offset on the set of pages */
1526         if (s->random_seq) {
1527                 unsigned int i;
1528
1529                 for (i = 0; i < count; i++)
1530                         s->random_seq[i] *= s->size;
1531         }
1532         return 0;
1533 }
1534
1535 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1536 static void __init init_freelist_randomization(void)
1537 {
1538         struct kmem_cache *s;
1539
1540         mutex_lock(&slab_mutex);
1541
1542         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1543                 init_cache_random_seq(s);
1544
1545         mutex_unlock(&slab_mutex);
1546 }
1547
1548 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1549 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1550                                 unsigned long *pos, void *start,
1551                                 unsigned long page_limit,
1552                                 unsigned long freelist_count)
1553 {
1554         unsigned int idx;
1555
1556         /*
1557          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1558          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1559          */
1560         do {
1561                 idx = s->random_seq[*pos];
1562                 *pos += 1;
1563                 if (*pos >= freelist_count)
1564                         *pos = 0;
1565         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1566
1567         return (char *)start + idx;
1568 }
1569
1570 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1571 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1572 {
1573         void *start;
1574         void *cur;
1575         void *next;
1576         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1577
1578         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1579                 return false;
1580
1581         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1582         pos = get_random_int() % freelist_count;
1583
1584         page_limit = page->objects * s->size;
1585         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1586
1587         /* First entry is used as the base of the freelist */
1588         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1589                                 freelist_count);
1590         cur = setup_object(s, page, cur);
1591         page->freelist = cur;
1592
1593         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1594                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1595                         freelist_count);
1596                 next = setup_object(s, page, next);
1597                 set_freepointer(s, cur, next);
1598                 cur = next;
1599         }
1600         set_freepointer(s, cur, NULL);
1601
1602         return true;
1603 }
1604 #else
1605 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1606 {
1607         return 0;
1608 }
1609 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1610 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1611 {
1612         return false;
1613 }
1614 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1615
1616 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1617 {
1618         struct page *page;
1619         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1620         gfp_t alloc_gfp;
1621         void *start, *p, *next;
1622         int idx;
1623         bool shuffle;
1624
1625         flags &= gfp_allowed_mask;
1626
1627         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1628                 local_irq_enable();
1629
1630         flags |= s->allocflags;
1631
1632         /*
1633          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1634          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1635          */
1636         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1637         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1638                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1639
1640         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1641         if (unlikely(!page)) {
1642                 oo = s->min;
1643                 alloc_gfp = flags;
1644                 /*
1645                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1646                  * Try a lower order alloc if possible
1647                  */
1648                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1649                 if (unlikely(!page))
1650                         goto out;
1651                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1652         }
1653
1654         page->objects = oo_objects(oo);
1655
1656         page->slab_cache = s;
1657         __SetPageSlab(page);
1658         if (page_is_pfmemalloc(page))
1659                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1660
1661         kasan_poison_slab(page);
1662
1663         start = page_address(page);
1664
1665         setup_page_debug(s, page, start);
1666
1667         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1668
1669         if (!shuffle) {
1670                 start = fixup_red_left(s, start);
1671                 start = setup_object(s, page, start);
1672                 page->freelist = start;
1673                 for (idx = 0, p = start; idx < page->objects - 1; idx++) {
1674                         next = p + s->size;
1675                         next = setup_object(s, page, next);
1676                         set_freepointer(s, p, next);
1677                         p = next;
1678                 }
1679                 set_freepointer(s, p, NULL);
1680         }
1681
1682         page->inuse = page->objects;
1683         page->frozen = 1;
1684
1685 out:
1686         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1687                 local_irq_disable();
1688         if (!page)
1689                 return NULL;
1690
1691         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1692
1693         return page;
1694 }
1695
1696 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1697 {
1698         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1699                 gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
1700                 flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
1701                 pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
1702                                 invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
1703                 dump_stack();
1704         }
1705
1706         return allocate_slab(s,
1707                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1708 }
1709
1710 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1711 {
1712         int order = compound_order(page);
1713         int pages = 1 << order;
1714
1715         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1716                 void *p;
1717
1718                 slab_pad_check(s, page);
1719                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1720                                                 page->objects)
1721                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1722         }
1723
1724         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1725         __ClearPageSlab(page);
1726
1727         page->mapping = NULL;
1728         if (current->reclaim_state)
1729                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1730         uncharge_slab_page(page, order, s);
1731         __free_pages(page, order);
1732 }
1733
1734 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1735 {
1736         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1737
1738         __free_slab(page->slab_cache, page);
1739 }
1740
1741 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1742 {
1743         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1744                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1745         } else
1746                 __free_slab(s, page);
1747 }
1748
1749 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1750 {
1751         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1752         free_slab(s, page);
1753 }
1754
1755 /*
1756  * Management of partially allocated slabs.
1757  */
1758 static inline void
1759 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1760 {
1761         n->nr_partial++;
1762         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1763                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->partial);
1764         else
1765                 list_add(&page->slab_list, &n->partial);
1766 }
1767
1768 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1769                                 struct page *page, int tail)
1770 {
1771         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1772         __add_partial(n, page, tail);
1773 }
1774
1775 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1776                                         struct page *page)
1777 {
1778         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1779         list_del(&page->slab_list);
1780         n->nr_partial--;
1781 }
1782
1783 /*
1784  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1785  * return the pointer to the freelist.
1786  *
1787  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1788  */
1789 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1790                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1791                 int mode, int *objects)
1792 {
1793         void *freelist;
1794         unsigned long counters;
1795         struct page new;
1796
1797         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1798
1799         /*
1800          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1801          * The old freelist is the list of objects for the
1802          * per cpu allocation list.
1803          */
1804         freelist = page->freelist;
1805         counters = page->counters;
1806         new.counters = counters;
1807         *objects = new.objects - new.inuse;
1808         if (mode) {
1809                 new.inuse = page->objects;
1810                 new.freelist = NULL;
1811         } else {
1812                 new.freelist = freelist;
1813         }
1814
1815         VM_BUG_ON(new.frozen);
1816         new.frozen = 1;
1817
1818         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1819                         freelist, counters,
1820                         new.freelist, new.counters,
1821                         "acquire_slab"))
1822                 return NULL;
1823
1824         remove_partial(n, page);
1825         WARN_ON(!freelist);
1826         return freelist;
1827 }
1828
1829 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1830 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1831
1832 /*
1833  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1834  */
1835 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1836                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1837 {
1838         struct page *page, *page2;
1839         void *object = NULL;
1840         unsigned int available = 0;
1841         int objects;
1842
1843         /*
1844          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1845          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1846          * partial slab and there is none available then get_partials()
1847          * will return NULL.
1848          */
1849         if (!n || !n->nr_partial)
1850                 return NULL;
1851
1852         spin_lock(&n->list_lock);
1853         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, slab_list) {
1854                 void *t;
1855
1856                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1857                         continue;
1858
1859                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1860                 if (!t)
1861                         break;
1862
1863                 available += objects;
1864                 if (!object) {
1865                         c->page = page;
1866                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1867                         object = t;
1868                 } else {
1869                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1870                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1871                 }
1872                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1873                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
1874                         break;
1875
1876         }
1877         spin_unlock(&n->list_lock);
1878         return object;
1879 }
1880
1881 /*
1882  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1883  */
1884 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1885                 struct kmem_cache_cpu *c)
1886 {
1887 #ifdef CONFIG_NUMA
1888         struct zonelist *zonelist;
1889         struct zoneref *z;
1890         struct zone *zone;
1891         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1892         void *object;
1893         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1894
1895         /*
1896          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1897          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1898          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1899          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1900          *
1901          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1902          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1903          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1904          * from other nodes and filled up.
1905          *
1906          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
1907          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
1908          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
1909          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
1910          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1911          * with available objects.
1912          */
1913         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1914                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1915                 return NULL;
1916
1917         do {
1918                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1919                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1920                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1921                         struct kmem_cache_node *n;
1922
1923                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1924
1925                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1926                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1927                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1928                                 if (object) {
1929                                         /*
1930                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1931                                          * here - if mems_allowed was updated in
1932                                          * parallel, that was a harmless race
1933                                          * between allocation and the cpuset
1934                                          * update
1935                                          */
1936                                         return object;
1937                                 }
1938                         }
1939                 }
1940         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1941 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1942         return NULL;
1943 }
1944
1945 /*
1946  * Get a partial page, lock it and return it.
1947  */
1948 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1949                 struct kmem_cache_cpu *c)
1950 {
1951         void *object;
1952         int searchnode = node;
1953
1954         if (node == NUMA_NO_NODE)
1955                 searchnode = numa_mem_id();
1956         else if (!node_present_pages(node))
1957                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1958
1959         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1960         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1961                 return object;
1962
1963         return get_any_partial(s, flags, c);
1964 }
1965
1966 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1967 /*
1968  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1969  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1970  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1971  */
1972 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1973 #else
1974 /*
1975  * No preemption supported therefore also no need to check for
1976  * different cpus.
1977  */
1978 #define TID_STEP 1
1979 #endif
1980
1981 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1982 {
1983         return tid + TID_STEP;
1984 }
1985
1986 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1987 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1988 {
1989         return tid % TID_STEP;
1990 }
1991
1992 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1993 {
1994         return tid / TID_STEP;
1995 }
1996 #endif
1997
1998 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1999 {
2000         return cpu;
2001 }
2002
2003 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2004                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2005 {
2006 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2007         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2008
2009         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2010
2011 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2012         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2013                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2014                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2015         else
2016 #endif
2017         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2018                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2019                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2020         else
2021                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2022                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2023 #endif
2024         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2025 }
2026
2027 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2028 {
2029         int cpu;
2030
2031         for_each_possible_cpu(cpu)
2032                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2033 }
2034
2035 /*
2036  * Remove the cpu slab
2037  */
2038 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2039                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2040 {
2041         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2042         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2043         int lock = 0;
2044         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2045         void *nextfree;
2046         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2047         struct page new;
2048         struct page old;
2049
2050         if (page->freelist) {
2051                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2052                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2053         }
2054
2055         /*
2056          * Stage one: Free all available per cpu objects back
2057          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
2058          * last one.
2059          *
2060          * There is no need to take the list->lock because the page
2061          * is still frozen.
2062          */
2063         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
2064                 void *prior;
2065                 unsigned long counters;
2066
2067                 do {
2068                         prior = page->freelist;
2069                         counters = page->counters;
2070                         set_freepointer(s, freelist, prior);
2071                         new.counters = counters;
2072                         new.inuse--;
2073                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
2074
2075                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2076                         prior, counters,
2077                         freelist, new.counters,
2078                         "drain percpu freelist"));
2079
2080                 freelist = nextfree;
2081         }
2082
2083         /*
2084          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
2085          * list presence reflects the actual number of objects
2086          * during unfreeze.
2087          *
2088          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2089          * with the count. If there is a mismatch then the page
2090          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2091          *
2092          * Then we restart the process which may have to remove
2093          * the page from the list that we just put it on again
2094          * because the number of objects in the slab may have
2095          * changed.
2096          */
2097 redo:
2098
2099         old.freelist = page->freelist;
2100         old.counters = page->counters;
2101         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2102
2103         /* Determine target state of the slab */
2104         new.counters = old.counters;
2105         if (freelist) {
2106                 new.inuse--;
2107                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
2108                 new.freelist = freelist;
2109         } else
2110                 new.freelist = old.freelist;
2111
2112         new.frozen = 0;
2113
2114         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2115                 m = M_FREE;
2116         else if (new.freelist) {
2117                 m = M_PARTIAL;
2118                 if (!lock) {
2119                         lock = 1;
2120                         /*
2121                          * Taking the spinlock removes the possibility
2122                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2123                          * is frozen
2124                          */
2125                         spin_lock(&n->list_lock);
2126                 }
2127         } else {
2128                 m = M_FULL;
2129                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
2130                         lock = 1;
2131                         /*
2132                          * This also ensures that the scanning of full
2133                          * slabs from diagnostic functions will not see
2134                          * any frozen slabs.
2135                          */
2136                         spin_lock(&n->list_lock);
2137                 }
2138         }
2139
2140         if (l != m) {
2141                 if (l == M_PARTIAL)
2142                         remove_partial(n, page);
2143                 else if (l == M_FULL)
2144                         remove_full(s, n, page);
2145
2146                 if (m == M_PARTIAL)
2147                         add_partial(n, page, tail);
2148                 else if (m == M_FULL)
2149                         add_full(s, n, page);
2150         }
2151
2152         l = m;
2153         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2154                                 old.freelist, old.counters,
2155                                 new.freelist, new.counters,
2156                                 "unfreezing slab"))
2157                 goto redo;
2158
2159         if (lock)
2160                 spin_unlock(&n->list_lock);
2161
2162         if (m == M_PARTIAL)
2163                 stat(s, tail);
2164         else if (m == M_FULL)
2165                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2166         else if (m == M_FREE) {
2167                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2168                 discard_slab(s, page);
2169                 stat(s, FREE_SLAB);
2170         }
2171
2172         c->page = NULL;
2173         c->freelist = NULL;
2174 }
2175
2176 /*
2177  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2178  *
2179  * This function must be called with interrupts disabled
2180  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2181  * to guarantee no concurrent accesses).
2182  */
2183 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2184                 struct kmem_cache_cpu *c)
2185 {
2186 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2187         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2188         struct page *page, *discard_page = NULL;
2189
2190         while ((page = c->partial)) {
2191                 struct page new;
2192                 struct page old;
2193
2194                 c->partial = page->next;
2195
2196                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2197                 if (n != n2) {
2198                         if (n)
2199                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2200
2201                         n = n2;
2202                         spin_lock(&n->list_lock);
2203                 }
2204
2205                 do {
2206
2207                         old.freelist = page->freelist;
2208                         old.counters = page->counters;
2209                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2210
2211                         new.counters = old.counters;
2212                         new.freelist = old.freelist;
2213
2214                         new.frozen = 0;
2215
2216                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2217                                 old.freelist, old.counters,
2218                                 new.freelist, new.counters,
2219                                 "unfreezing slab"));
2220
2221                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2222                         page->next = discard_page;
2223                         discard_page = page;
2224                 } else {
2225                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2226                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2227                 }
2228         }
2229
2230         if (n)
2231                 spin_unlock(&n->list_lock);
2232
2233         while (discard_page) {
2234                 page = discard_page;
2235                 discard_page = discard_page->next;
2236
2237                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2238                 discard_slab(s, page);
2239                 stat(s, FREE_SLAB);
2240         }
2241 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2242 }
2243
2244 /*
2245  * Put a page that was just frozen (in __slab_free|get_partial_node) into a
2246  * partial page slot if available.
2247  *
2248  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2249  * per node partial list.
2250  */
2251 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2252 {
2253 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2254         struct page *oldpage;
2255         int pages;
2256         int pobjects;
2257
2258         preempt_disable();
2259         do {
2260                 pages = 0;
2261                 pobjects = 0;
2262                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2263
2264                 if (oldpage) {
2265                         pobjects = oldpage->pobjects;
2266                         pages = oldpage->pages;
2267                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2268                                 unsigned long flags;
2269                                 /*
2270                                  * partial array is full. Move the existing
2271                                  * set to the per node partial list.
2272                                  */
2273                                 local_irq_save(flags);
2274                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2275                                 local_irq_restore(flags);
2276                                 oldpage = NULL;
2277                                 pobjects = 0;
2278                                 pages = 0;
2279                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2280                         }
2281                 }
2282
2283                 pages++;
2284                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2285
2286                 page->pages = pages;
2287                 page->pobjects = pobjects;
2288                 page->next = oldpage;
2289
2290         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2291                                                                 != oldpage);
2292         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2293                 unsigned long flags;
2294
2295                 local_irq_save(flags);
2296                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2297                 local_irq_restore(flags);
2298         }
2299         preempt_enable();
2300 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2301 }
2302
2303 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2304 {
2305         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2306         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2307
2308         c->tid = next_tid(c->tid);
2309 }
2310
2311 /*
2312  * Flush cpu slab.
2313  *
2314  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2315  */
2316 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2317 {
2318         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2319
2320         if (c->page)
2321                 flush_slab(s, c);
2322
2323         unfreeze_partials(s, c);
2324 }
2325
2326 static void flush_cpu_slab(void *d)
2327 {
2328         struct kmem_cache *s = d;
2329
2330         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2331 }
2332
2333 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2334 {
2335         struct kmem_cache *s = info;
2336         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2337
2338         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2339 }
2340
2341 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2342 {
2343         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2344 }
2345
2346 /*
2347  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2348  * necessary.
2349  */
2350 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2351 {
2352         struct kmem_cache *s;
2353         unsigned long flags;
2354
2355         mutex_lock(&slab_mutex);
2356         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2357                 local_irq_save(flags);
2358                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2359                 local_irq_restore(flags);
2360         }
2361         mutex_unlock(&slab_mutex);
2362         return 0;
2363 }
2364
2365 /*
2366  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2367  * locality expectations.
2368  */
2369 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2370 {
2371 #ifdef CONFIG_NUMA
2372         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2373                 return 0;
2374 #endif
2375         return 1;
2376 }
2377
2378 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2379 static int count_free(struct page *page)
2380 {
2381         return page->objects - page->inuse;
2382 }
2383
2384 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2385 {
2386         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2387 }
2388 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2389
2390 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2391 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2392                                         int (*get_count)(struct page *))
2393 {
2394         unsigned long flags;
2395         unsigned long x = 0;
2396         struct page *page;
2397
2398         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2399         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
2400                 x += get_count(page);
2401         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2402         return x;
2403 }
2404 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2405
2406 static noinline void
2407 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2408 {
2409 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2410         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2411                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2412         int node;
2413         struct kmem_cache_node *n;
2414
2415         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2416                 return;
2417
2418         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2419                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2420         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2421                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2422                 oo_order(s->min));
2423
2424         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2425                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2426                         s->name);
2427
2428         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2429                 unsigned long nr_slabs;
2430                 unsigned long nr_objs;
2431                 unsigned long nr_free;
2432
2433                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2434                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2435                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2436
2437                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2438                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2439         }
2440 #endif
2441 }
2442
2443 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2444                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2445 {
2446         void *freelist;
2447         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2448         struct page *page;
2449
2450         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2451
2452         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2453
2454         if (freelist)
2455                 return freelist;
2456
2457         page = new_slab(s, flags, node);
2458         if (page) {
2459                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2460                 if (c->page)
2461                         flush_slab(s, c);
2462
2463                 /*
2464                  * No other reference to the page yet so we can
2465                  * muck around with it freely without cmpxchg
2466                  */
2467                 freelist = page->freelist;
2468                 page->freelist = NULL;
2469
2470                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2471                 c->page = page;
2472                 *pc = c;
2473         }
2474
2475         return freelist;
2476 }
2477
2478 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2479 {
2480         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2481                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2482
2483         return true;
2484 }
2485
2486 /*
2487  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2488  * per cpu freelist or deactivate the page.
2489  *
2490  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2491  *
2492  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2493  *
2494  * This function must be called with interrupt disabled.
2495  */
2496 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2497 {
2498         struct page new;
2499         unsigned long counters;
2500         void *freelist;
2501
2502         do {
2503                 freelist = page->freelist;
2504                 counters = page->counters;
2505
2506                 new.counters = counters;
2507                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2508
2509                 new.inuse = page->objects;
2510                 new.frozen = freelist != NULL;
2511
2512         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2513                 freelist, counters,
2514                 NULL, new.counters,
2515                 "get_freelist"));
2516
2517         return freelist;
2518 }
2519
2520 /*
2521  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2522  * debugging duties.
2523  *
2524  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2525  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2526  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2527  *
2528  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2529  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2530  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2531  *
2532  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2533  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2534  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2535  *
2536  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2537  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2538  */
2539 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2540                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2541 {
2542         void *freelist;
2543         struct page *page;
2544
2545         page = c->page;
2546         if (!page)
2547                 goto new_slab;
2548 redo:
2549
2550         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2551                 int searchnode = node;
2552
2553                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2554                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2555
2556                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2557                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2558                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2559                         goto new_slab;
2560                 }
2561         }
2562
2563         /*
2564          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2565          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2566          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2567          */
2568         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2569                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2570                 goto new_slab;
2571         }
2572
2573         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2574         freelist = c->freelist;
2575         if (freelist)
2576                 goto load_freelist;
2577
2578         freelist = get_freelist(s, page);
2579
2580         if (!freelist) {
2581                 c->page = NULL;
2582                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2583                 goto new_slab;
2584         }
2585
2586         stat(s, ALLOC_REFILL);
2587
2588 load_freelist:
2589         /*
2590          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2591          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2592          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2593          */
2594         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2595         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2596         c->tid = next_tid(c->tid);
2597         return freelist;
2598
2599 new_slab:
2600
2601         if (slub_percpu_partial(c)) {
2602                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2603                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2604                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2605                 goto redo;
2606         }
2607
2608         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2609
2610         if (unlikely(!freelist)) {
2611                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2612                 return NULL;
2613         }
2614
2615         page = c->page;
2616         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2617                 goto load_freelist;
2618
2619         /* Only entered in the debug case */
2620         if (kmem_cache_debug(s) &&
2621                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2622                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2623
2624         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2625         return freelist;
2626 }
2627
2628 /*
2629  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2630  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2631  */
2632 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2633                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2634 {
2635         void *p;
2636         unsigned long flags;
2637
2638         local_irq_save(flags);
2639 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2640         /*
2641          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2642          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2643          * pointer.
2644          */
2645         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2646 #endif
2647
2648         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2649         local_irq_restore(flags);
2650         return p;
2651 }
2652
2653 /*
2654  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
2655  * zeroing out freelist pointer.
2656  */
2657 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
2658                                                    void *obj)
2659 {
2660         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj)
2661                 memset((void *)((char *)obj + s->offset), 0, sizeof(void *));
2662 }
2663
2664 /*
2665  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2666  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2667  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2668  *
2669  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2670  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2671  *
2672  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2673  */
2674 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2675                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2676 {
2677         void *object;
2678         struct kmem_cache_cpu *c;
2679         struct page *page;
2680         unsigned long tid;
2681
2682         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2683         if (!s)
2684                 return NULL;
2685 redo:
2686         /*
2687          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2688          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2689          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2690          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2691          *
2692          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2693          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2694          * to check if it is matched or not.
2695          */
2696         do {
2697                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2698                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2699         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2700                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2701
2702         /*
2703          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2704          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2705          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2706          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2707          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2708          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2709          */
2710         barrier();
2711
2712         /*
2713          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2714          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2715          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2716          * linked list in between.
2717          */
2718
2719         object = c->freelist;
2720         page = c->page;
2721         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2722                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2723                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2724         } else {
2725                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2726
2727                 /*
2728                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2729                  * operation and if we are on the right processor.
2730                  *
2731                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2732                  * semantics!)
2733                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2734                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2735                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2736                  *
2737                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2738                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2739                  * other cpus.
2740                  */
2741                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2742                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2743                                 object, tid,
2744                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2745
2746                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2747                         goto redo;
2748                 }
2749                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2750                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2751         }
2752
2753         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
2754
2755         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s)) && object)
2756                 memset(object, 0, s->object_size);
2757
2758         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2759
2760         return object;
2761 }
2762
2763 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2764                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2765 {
2766         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2767 }
2768
2769 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2770 {
2771         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2772
2773         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2774                                 s->size, gfpflags);
2775
2776         return ret;
2777 }
2778 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2779
2780 #ifdef CONFIG_TRACING
2781 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2782 {
2783         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2784         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2785         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2786         return ret;
2787 }
2788 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2789 #endif
2790
2791 #ifdef CONFIG_NUMA
2792 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2793 {
2794         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2795
2796         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2797                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2798
2799         return ret;
2800 }
2801 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2802
2803 #ifdef CONFIG_TRACING
2804 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2805                                     gfp_t gfpflags,
2806                                     int node, size_t size)
2807 {
2808         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2809
2810         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2811                            size, s->size, gfpflags, node);
2812
2813         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2814         return ret;
2815 }
2816 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2817 #endif
2818 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2819
2820 /*
2821  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2822  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2823  *
2824  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2825  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2826  * handling required then we can return immediately.
2827  */
2828 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2829                         void *head, void *tail, int cnt,
2830                         unsigned long addr)
2831
2832 {
2833         void *prior;
2834         int was_frozen;
2835         struct page new;
2836         unsigned long counters;
2837         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2838         unsigned long uninitialized_var(flags);
2839
2840         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2841
2842         if (kmem_cache_debug(s) &&
2843             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2844                 return;
2845
2846         do {
2847                 if (unlikely(n)) {
2848                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2849                         n = NULL;
2850                 }
2851                 prior = page->freelist;
2852                 counters = page->counters;
2853                 set_freepointer(s, tail, prior);
2854                 new.counters = counters;
2855                 was_frozen = new.frozen;
2856                 new.inuse -= cnt;
2857                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2858
2859                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2860
2861                                 /*
2862                                  * Slab was on no list before and will be
2863                                  * partially empty
2864                                  * We can defer the list move and instead
2865                                  * freeze it.
2866                                  */
2867                                 new.frozen = 1;
2868
2869                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2870
2871                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2872                                 /*
2873                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2874                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2875                                  * drop the list_lock without any processing.
2876                                  *
2877                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2878                                  * other processors updating the list of slabs.
2879                                  */
2880                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2881
2882                         }
2883                 }
2884
2885         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2886                 prior, counters,
2887                 head, new.counters,
2888                 "__slab_free"));
2889
2890         if (likely(!n)) {
2891
2892                 /*
2893                  * If we just froze the page then put it onto the
2894                  * per cpu partial list.
2895                  */
2896                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2897                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2898                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2899                 }
2900                 /*
2901                  * The list lock was not taken therefore no list
2902                  * activity can be necessary.
2903                  */
2904                 if (was_frozen)
2905                         stat(s, FREE_FROZEN);
2906                 return;
2907         }
2908
2909         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2910                 goto slab_empty;
2911
2912         /*
2913          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2914          * then add it.
2915          */
2916         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2917                 remove_full(s, n, page);
2918                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2919                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2920         }
2921         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2922         return;
2923
2924 slab_empty:
2925         if (prior) {
2926                 /*
2927                  * Slab on the partial list.
2928                  */
2929                 remove_partial(n, page);
2930                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2931         } else {
2932                 /* Slab must be on the full list */
2933                 remove_full(s, n, page);
2934         }
2935
2936         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2937         stat(s, FREE_SLAB);
2938         discard_slab(s, page);
2939 }
2940
2941 /*
2942  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2943  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2944  *
2945  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2946  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2947  * the item before.
2948  *
2949  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2950  * with all sorts of special processing.
2951  *
2952  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2953  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2954  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2955  */
2956 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
2957                                 struct page *page, void *head, void *tail,
2958                                 int cnt, unsigned long addr)
2959 {
2960         void *tail_obj = tail ? : head;
2961         struct kmem_cache_cpu *c;
2962         unsigned long tid;
2963 redo:
2964         /*
2965          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2966          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2967          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2968          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2969          */
2970         do {
2971                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2972                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2973         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2974                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2975
2976         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2977         barrier();
2978
2979         if (likely(page == c->page)) {
2980                 set_freepointer(s, tail_obj, c->freelist);
2981
2982                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2983                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2984                                 c->freelist, tid,
2985                                 head, next_tid(tid)))) {
2986
2987                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2988                         goto redo;
2989                 }
2990                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2991         } else
2992                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
2993
2994 }
2995
2996 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2997                                       void *head, void *tail, int cnt,
2998                                       unsigned long addr)
2999 {
3000         /*
3001          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
3002          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
3003          */
3004         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
3005                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
3006 }
3007
3008 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
3009 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3010 {
3011         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3012 }
3013 #endif
3014
3015 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3016 {
3017         s = cache_from_obj(s, x);
3018         if (!s)
3019                 return;
3020         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3021         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
3022 }
3023 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3024
3025 struct detached_freelist {
3026         struct page *page;
3027         void *tail;
3028         void *freelist;
3029         int cnt;
3030         struct kmem_cache *s;
3031 };
3032
3033 /*
3034  * This function progressively scans the array with free objects (with
3035  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3036  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3037  * page/objects.  This can happen without any need for
3038  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3039  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3040  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3041  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3042  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3043  * to performance reasons.
3044  */
3045 static inline
3046 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3047                             void **p, struct detached_freelist *df)
3048 {
3049         size_t first_skipped_index = 0;
3050         int lookahead = 3;
3051         void *object;
3052         struct page *page;
3053
3054         /* Always re-init detached_freelist */
3055         df->page = NULL;
3056
3057         do {
3058                 object = p[--size];
3059                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3060         } while (!object && size);
3061
3062         if (!object)
3063                 return 0;
3064
3065         page = virt_to_head_page(object);
3066         if (!s) {
3067                 /* Handle kalloc'ed objects */
3068                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3069                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3070                         kfree_hook(object);
3071                         __free_pages(page, compound_order(page));
3072                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3073                         return size;
3074                 }
3075                 /* Derive kmem_cache from object */
3076                 df->s = page->slab_cache;
3077         } else {
3078                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3079         }
3080
3081         /* Start new detached freelist */
3082         df->page = page;
3083         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3084         df->tail = object;
3085         df->freelist = object;
3086         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3087         df->cnt = 1;
3088
3089         while (size) {
3090                 object = p[--size];
3091                 if (!object)
3092                         continue; /* Skip processed objects */
3093
3094                 /* df->page is always set at this point */
3095                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3096                         /* Opportunity build freelist */
3097                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3098                         df->freelist = object;
3099                         df->cnt++;
3100                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3101
3102                         continue;
3103                 }
3104
3105                 /* Limit look ahead search */
3106                 if (!--lookahead)
3107                         break;
3108
3109                 if (!first_skipped_index)
3110                         first_skipped_index = size + 1;
3111         }
3112
3113         return first_skipped_index;
3114 }
3115
3116 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3117 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3118 {
3119         if (WARN_ON(!size))
3120                 return;
3121
3122         do {
3123                 struct detached_freelist df;
3124
3125                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3126                 if (!df.page)
3127                         continue;
3128
3129                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
3130         } while (likely(size));
3131 }
3132 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3133
3134 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3135 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3136                           void **p)
3137 {
3138         struct kmem_cache_cpu *c;
3139         int i;
3140
3141         /* memcg and kmem_cache debug support */
3142         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3143         if (unlikely(!s))
3144                 return false;
3145         /*
3146          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3147          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3148          * handlers invoking normal fastpath.
3149          */
3150         local_irq_disable();
3151         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3152
3153         for (i = 0; i < size; i++) {
3154                 void *object = c->freelist;
3155
3156                 if (unlikely(!object)) {
3157                         /*
3158                          * Invoking slow path likely have side-effect
3159                          * of re-populating per CPU c->freelist
3160                          */
3161                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3162                                             _RET_IP_, c);
3163                         if (unlikely(!p[i]))
3164                                 goto error;
3165
3166                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3167                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3168
3169                         continue; /* goto for-loop */
3170                 }
3171                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3172                 p[i] = object;
3173                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3174         }
3175         c->tid = next_tid(c->tid);
3176         local_irq_enable();
3177
3178         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3179         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(flags, s))) {
3180                 int j;
3181
3182                 for (j = 0; j < i; j++)
3183                         memset(p[j], 0, s->object_size);
3184         }
3185
3186         /* memcg and kmem_cache debug support */
3187         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3188         return i;
3189 error:
3190         local_irq_enable();
3191         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3192         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3193         return 0;
3194 }
3195 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3196
3197
3198 /*
3199  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3200  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3201  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3202  * another.
3203  *
3204  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3205  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3206  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3207  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3208  * locking overhead.
3209  */
3210
3211 /*
3212  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3213  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3214  * and increases the number of allocations possible without having to
3215  * take the list_lock.
3216  */
3217 static unsigned int slub_min_order;
3218 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3219 static unsigned int slub_min_objects;
3220
3221 /*
3222  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3223  *
3224  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3225  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3226  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3227  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3228  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3229  * would be wasted.
3230  *
3231  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3232  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3233  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3234  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3235  *
3236  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3237  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3238  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3239  * of space in favor of a small page order.
3240  *
3241  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3242  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3243  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3244  * the smallest order which will fit the object.
3245  */
3246 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3247                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3248                 unsigned int fract_leftover)
3249 {
3250         unsigned int min_order = slub_min_order;
3251         unsigned int order;
3252
3253         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3254                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3255
3256         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3257                         order <= max_order; order++) {
3258
3259                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3260                 unsigned int rem;
3261
3262                 rem = slab_size % size;
3263
3264                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3265                         break;
3266         }
3267
3268         return order;
3269 }
3270
3271 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3272 {
3273         unsigned int order;
3274         unsigned int min_objects;
3275         unsigned int max_objects;
3276
3277         /*
3278          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3279          * works by first attempting to generate a layout with
3280          * the best configuration and backing off gradually.
3281          *
3282          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3283          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3284          */
3285         min_objects = slub_min_objects;
3286         if (!min_objects)
3287                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3288         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3289         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3290
3291         while (min_objects > 1) {
3292                 unsigned int fraction;
3293
3294                 fraction = 16;
3295                 while (fraction >= 4) {
3296                         order = slab_order(size, min_objects,
3297                                         slub_max_order, fraction);
3298                         if (order <= slub_max_order)
3299                                 return order;
3300                         fraction /= 2;
3301                 }
3302                 min_objects--;
3303         }
3304
3305         /*
3306          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3307          * lets see if we can place a single object there.
3308          */
3309         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3310         if (order <= slub_max_order)
3311                 return order;
3312
3313         /*
3314          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3315          */
3316         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3317         if (order < MAX_ORDER)
3318                 return order;
3319         return -ENOSYS;
3320 }
3321
3322 static void
3323 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3324 {
3325         n->nr_partial = 0;
3326         spin_lock_init(&n->list_lock);
3327         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3328 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3329         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3330         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3331         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3332 #endif
3333 }
3334
3335 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3336 {
3337         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3338                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3339
3340         /*
3341          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3342          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3343          */
3344         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3345                                      2 * sizeof(void *));
3346
3347         if (!s->cpu_slab)
3348                 return 0;
3349
3350         init_kmem_cache_cpus(s);
3351
3352         return 1;
3353 }
3354
3355 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3356
3357 /*
3358  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3359  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3360  * possible.
3361  *
3362  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3363  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3364  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3365  */
3366 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3367 {
3368         struct page *page;
3369         struct kmem_cache_node *n;
3370
3371         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3372
3373         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3374
3375         BUG_ON(!page);
3376         if (page_to_nid(page) != node) {
3377                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3378                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3379         }
3380
3381         n = page->freelist;
3382         BUG_ON(!n);
3383 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3384         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3385         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3386 #endif
3387         n = kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node),
3388                       GFP_KERNEL);
3389         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3390         page->inuse = 1;
3391         page->frozen = 0;
3392         kmem_cache_node->node[node] = n;
3393         init_kmem_cache_node(n);
3394         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3395
3396         /*
3397          * No locks need to be taken here as it has just been
3398          * initialized and there is no concurrent access.
3399          */
3400         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3401 }
3402
3403 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3404 {
3405         int node;
3406         struct kmem_cache_node *n;
3407
3408         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3409                 s->node[node] = NULL;
3410                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3411         }
3412 }
3413
3414 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3415 {
3416         cache_random_seq_destroy(s);
3417         free_percpu(s->cpu_slab);
3418         free_kmem_cache_nodes(s);
3419 }
3420
3421 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3422 {
3423         int node;
3424
3425         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3426                 struct kmem_cache_node *n;
3427
3428                 if (slab_state == DOWN) {
3429                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3430                         continue;
3431                 }
3432                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3433                                                 GFP_KERNEL, node);
3434
3435                 if (!n) {
3436                         free_kmem_cache_nodes(s);
3437                         return 0;
3438                 }
3439
3440                 init_kmem_cache_node(n);
3441                 s->node[node] = n;
3442         }
3443         return 1;
3444 }
3445
3446 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3447 {
3448         if (min < MIN_PARTIAL)
3449                 min = MIN_PARTIAL;
3450         else if (min > MAX_PARTIAL)
3451                 min = MAX_PARTIAL;
3452         s->min_partial = min;
3453 }
3454
3455 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3456 {
3457 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3458         /*
3459          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3460          * per cpu partial lists of a processor.
3461          *
3462          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3463          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3464          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3465          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3466          *
3467          * This setting also determines
3468          *
3469          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3470          *    per node list when we reach the limit.
3471          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3472          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3473          *    50% to keep some capacity around for frees.
3474          */
3475         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3476                 s->cpu_partial = 0;
3477         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3478                 s->cpu_partial = 2;
3479         else if (s->size >= 1024)
3480                 s->cpu_partial = 6;
3481         else if (s->size >= 256)
3482                 s->cpu_partial = 13;
3483         else
3484                 s->cpu_partial = 30;
3485 #endif
3486 }
3487
3488 /*
3489  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3490  * a slab object.
3491  */
3492 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3493 {
3494         slab_flags_t flags = s->flags;
3495         unsigned int size = s->object_size;
3496         unsigned int order;
3497
3498         /*
3499          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3500          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3501          * the possible location of the free pointer.
3502          */
3503         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3504
3505 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3506         /*
3507          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3508          * the slab may touch the object after free or before allocation
3509          * then we should never poison the object itself.
3510          */
3511         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3512                         !s->ctor)
3513                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3514         else
3515                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3516
3517
3518         /*
3519          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3520          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3521          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3522          */
3523         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3524                 size += sizeof(void *);
3525 #endif
3526
3527         /*
3528          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3529          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3530          */
3531         s->inuse = size;
3532
3533         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3534                 s->ctor)) {
3535                 /*
3536                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3537                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3538                  * kmem_cache_free.
3539                  *
3540                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3541                  * destructor or are poisoning the objects.
3542                  */
3543                 s->offset = size;
3544                 size += sizeof(void *);
3545         }
3546
3547 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3548         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3549                 /*
3550                  * Need to store information about allocs and frees after
3551                  * the object.
3552                  */
3553                 size += 2 * sizeof(struct track);
3554 #endif
3555
3556         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3557 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3558         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3559                 /*
3560                  * Add some empty padding so that we can catch
3561                  * overwrites from earlier objects rather than let
3562                  * tracking information or the free pointer be
3563                  * corrupted if a user writes before the start
3564                  * of the object.
3565                  */
3566                 size += sizeof(void *);
3567
3568                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3569                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3570                 size += s->red_left_pad;
3571         }
3572 #endif
3573
3574         /*
3575          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3576          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3577          * each object to conform to the alignment.
3578          */
3579         size = ALIGN(size, s->align);
3580         s->size = size;
3581         if (forced_order >= 0)
3582                 order = forced_order;
3583         else
3584                 order = calculate_order(size);
3585
3586         if ((int)order < 0)
3587                 return 0;
3588
3589         s->allocflags = 0;
3590         if (order)
3591                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3592
3593         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3594                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3595
3596         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
3597                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
3598
3599         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3600                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3601
3602         /*
3603          * Determine the number of objects per slab
3604          */
3605         s->oo = oo_make(order, size);
3606         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3607         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3608                 s->max = s->oo;
3609
3610         return !!oo_objects(s->oo);
3611 }
3612
3613 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3614 {
3615         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3616 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3617         s->random = get_random_long();
3618 #endif
3619
3620         if (!calculate_sizes(s, -1))
3621                 goto error;
3622         if (disable_higher_order_debug) {
3623                 /*
3624                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3625                  * order increased.
3626                  */
3627                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3628                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3629                         s->offset = 0;
3630                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3631                                 goto error;
3632                 }
3633         }
3634
3635 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3636     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3637         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3638                 /* Enable fast mode */
3639                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3640 #endif
3641
3642         /*
3643          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3644          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3645          */
3646         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3647
3648         set_cpu_partial(s);
3649
3650 #ifdef CONFIG_NUMA
3651         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3652 #endif
3653
3654         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3655         if (slab_state >= UP) {
3656                 if (init_cache_random_seq(s))
3657                         goto error;
3658         }
3659
3660         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3661                 goto error;
3662
3663         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3664                 return 0;
3665
3666         free_kmem_cache_nodes(s);
3667 error:
3668         return -EINVAL;
3669 }
3670
3671 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3672                                                         const char *text)
3673 {
3674 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3675         void *addr = page_address(page);
3676         void *p;
3677         unsigned long *map = bitmap_zalloc(page->objects, GFP_ATOMIC);
3678         if (!map)
3679                 return;
3680         slab_err(s, page, text, s->name);
3681         slab_lock(page);
3682
3683         get_map(s, page, map);
3684         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3685
3686                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3687                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3688                         print_tracking(s, p);
3689                 }
3690         }
3691         slab_unlock(page);
3692         bitmap_free(map);
3693 #endif
3694 }
3695
3696 /*
3697  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3698  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3699  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3700  */
3701 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3702 {
3703         LIST_HEAD(discard);
3704         struct page *page, *h;
3705
3706         BUG_ON(irqs_disabled());
3707         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3708         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, slab_list) {
3709                 if (!page->inuse) {
3710                         remove_partial(n, page);
3711                         list_add(&page->slab_list, &discard);
3712                 } else {
3713                         list_slab_objects(s, page,
3714                         "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3715                 }
3716         }
3717         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3718
3719         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, slab_list)
3720                 discard_slab(s, page);
3721 }
3722
3723 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
3724 {
3725         int node;
3726         struct kmem_cache_node *n;
3727
3728         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3729                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3730                         return false;
3731         return true;
3732 }
3733
3734 /*
3735  * Release all resources used by a slab cache.
3736  */
3737 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3738 {
3739         int node;
3740         struct kmem_cache_node *n;
3741
3742         flush_all(s);
3743         /* Attempt to free all objects */
3744         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3745                 free_partial(s, n);
3746                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3747                         return 1;
3748         }
3749         sysfs_slab_remove(s);
3750         return 0;
3751 }
3752
3753 /********************************************************************
3754  *              Kmalloc subsystem
3755  *******************************************************************/
3756
3757 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3758 {
3759         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
3760
3761         return 1;
3762 }
3763
3764 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3765
3766 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3767 {
3768         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
3769         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
3770
3771         return 1;
3772 }
3773
3774 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3775
3776 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3777 {
3778         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
3779
3780         return 1;
3781 }
3782
3783 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3784
3785 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3786 {
3787         struct kmem_cache *s;
3788         void *ret;
3789
3790         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3791                 return kmalloc_large(size, flags);
3792
3793         s = kmalloc_slab(size, flags);
3794
3795         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3796                 return s;
3797
3798         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3799
3800         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3801
3802         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3803
3804         return ret;
3805 }
3806 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3807
3808 #ifdef CONFIG_NUMA
3809 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3810 {
3811         struct page *page;
3812         void *ptr = NULL;
3813         unsigned int order = get_order(size);
3814
3815         flags |= __GFP_COMP;
3816         page = alloc_pages_node(node, flags, order);
3817         if (page) {
3818                 ptr = page_address(page);
3819                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
3820                                     1 << order);
3821         }
3822
3823         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3824 }
3825
3826 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3827 {
3828         struct kmem_cache *s;
3829         void *ret;
3830
3831         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3832                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3833
3834                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3835                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3836                                    flags, node);
3837
3838                 return ret;
3839         }
3840
3841         s = kmalloc_slab(size, flags);
3842
3843         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3844                 return s;
3845
3846         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3847
3848         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3849
3850         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3851
3852         return ret;
3853 }
3854 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3855 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3856
3857 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
3858 /*
3859  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
3860  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
3861  * cache's usercopy region.
3862  *
3863  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
3864  * to indicate an error.
3865  */
3866 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
3867                          bool to_user)
3868 {
3869         struct kmem_cache *s;
3870         unsigned int offset;
3871         size_t object_size;
3872
3873         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
3874
3875         /* Find object and usable object size. */
3876         s = page->slab_cache;
3877
3878         /* Reject impossible pointers. */
3879         if (ptr < page_address(page))
3880                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
3881                                to_user, 0, n);
3882
3883         /* Find offset within object. */
3884         offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
3885
3886         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
3887         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3888                 if (offset < s->red_left_pad)
3889                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
3890                                        s->name, to_user, offset, n);
3891                 offset -= s->red_left_pad;
3892         }
3893
3894         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
3895         if (offset >= s->useroffset &&
3896             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
3897             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
3898                 return;
3899
3900         /*
3901          * If the copy is still within the allocated object, produce
3902          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
3903          * to be a temporary method to find any missing usercopy
3904          * whitelists.
3905          */
3906         object_size = slab_ksize(s);
3907         if (usercopy_fallback &&
3908             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
3909                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
3910                 return;
3911         }
3912
3913         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
3914 }
3915 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
3916
3917 size_t __ksize(const void *object)
3918 {
3919         struct page *page;
3920
3921         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3922                 return 0;
3923
3924         page = virt_to_head_page(object);
3925
3926         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3927                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3928                 return page_size(page);
3929         }
3930
3931         return slab_ksize(page->slab_cache);
3932 }
3933 EXPORT_SYMBOL(__ksize);
3934
3935 void kfree(const void *x)
3936 {
3937         struct page *page;
3938         void *object = (void *)x;
3939
3940         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3941
3942         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3943                 return;
3944
3945         page = virt_to_head_page(x);
3946         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3947                 unsigned int order = compound_order(page);
3948
3949                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3950                 kfree_hook(object);
3951                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
3952                                     -(1 << order));
3953                 __free_pages(page, order);
3954                 return;
3955         }
3956         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3957 }
3958 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3959
3960 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3961
3962 /*
3963  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3964  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3965  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3966  *
3967  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3968  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3969  * are freed in them.
3970  */
3971 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3972 {
3973         int node;
3974         int i;
3975         struct kmem_cache_node *n;
3976         struct page *page;
3977         struct page *t;
3978         struct list_head discard;
3979         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3980         unsigned long flags;
3981         int ret = 0;
3982
3983         flush_all(s);
3984         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3985                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3986                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3987                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3988
3989                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3990
3991                 /*
3992                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3993                  *
3994                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3995                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3996                  */
3997                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, slab_list) {
3998                         int free = page->objects - page->inuse;
3999
4000                         /* Do not reread page->inuse */
4001                         barrier();
4002
4003                         /* We do not keep full slabs on the list */
4004                         BUG_ON(free <= 0);
4005
4006                         if (free == page->objects) {
4007                                 list_move(&page->slab_list, &discard);
4008                                 n->nr_partial--;
4009                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4010                                 list_move(&page->slab_list, promote + free - 1);
4011                 }
4012
4013                 /*
4014                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4015                  * partial list.
4016                  */
4017                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4018                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4019
4020                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4021
4022                 /* Release empty slabs */
4023                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, slab_list)
4024                         discard_slab(s, page);
4025
4026                 if (slabs_node(s, node))
4027                         ret = 1;
4028         }
4029
4030         return ret;
4031 }
4032
4033 #ifdef CONFIG_MEMCG
4034 void __kmemcg_cache_deactivate_after_rcu(struct kmem_cache *s)
4035 {
4036         /*
4037          * Called with all the locks held after a sched RCU grace period.
4038          * Even if @s becomes empty after shrinking, we can't know that @s
4039          * doesn't have allocations already in-flight and thus can't
4040          * destroy @s until the associated memcg is released.
4041          *
4042          * However, let's remove the sysfs files for empty caches here.
4043          * Each cache has a lot of interface files which aren't
4044          * particularly useful for empty draining caches; otherwise, we can
4045          * easily end up with millions of unnecessary sysfs files on
4046          * systems which have a lot of memory and transient cgroups.
4047          */
4048         if (!__kmem_cache_shrink(s))
4049                 sysfs_slab_remove(s);
4050 }
4051
4052 void __kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *s)
4053 {
4054         /*
4055          * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
4056          * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
4057          */
4058         slub_set_cpu_partial(s, 0);
4059         s->min_partial = 0;
4060 }
4061 #endif  /* CONFIG_MEMCG */
4062
4063 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4064 {
4065         struct kmem_cache *s;
4066
4067         mutex_lock(&slab_mutex);
4068         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4069                 __kmem_cache_shrink(s);
4070         mutex_unlock(&slab_mutex);
4071
4072         return 0;
4073 }
4074
4075 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4076 {
4077         struct kmem_cache_node *n;
4078         struct kmem_cache *s;
4079         struct memory_notify *marg = arg;
4080         int offline_node;
4081
4082         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4083
4084         /*
4085          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4086          * for it yet.
4087          */
4088         if (offline_node < 0)
4089                 return;
4090
4091         mutex_lock(&slab_mutex);
4092         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4093                 n = get_node(s, offline_node);
4094                 if (n) {
4095                         /*
4096                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
4097                          * that is going down. We were unable to free them,
4098                          * and offline_pages() function shouldn't call this
4099                          * callback. So, we must fail.
4100                          */
4101                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
4102
4103                         s->node[offline_node] = NULL;
4104                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4105                 }
4106         }
4107         mutex_unlock(&slab_mutex);
4108 }
4109
4110 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4111 {
4112         struct kmem_cache_node *n;
4113         struct kmem_cache *s;
4114         struct memory_notify *marg = arg;
4115         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4116         int ret = 0;
4117
4118         /*
4119          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4120          * already created. Nothing to do.
4121          */
4122         if (nid < 0)
4123                 return 0;
4124
4125         /*
4126          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4127          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4128          * online.
4129          */
4130         mutex_lock(&slab_mutex);
4131         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4132                 /*
4133                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4134                  *      since memory is not yet available from the node that
4135                  *      is brought up.
4136                  */
4137                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4138                 if (!n) {
4139                         ret = -ENOMEM;
4140                         goto out;
4141                 }
4142                 init_kmem_cache_node(n);
4143                 s->node[nid] = n;
4144         }
4145 out:
4146         mutex_unlock(&slab_mutex);
4147         return ret;
4148 }
4149
4150 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4151                                 unsigned long action, void *arg)
4152 {
4153         int ret = 0;
4154
4155         switch (action) {
4156         case MEM_GOING_ONLINE:
4157                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4158                 break;
4159         case MEM_GOING_OFFLINE:
4160                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4161                 break;
4162         case MEM_OFFLINE:
4163         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4164                 slab_mem_offline_callback(arg);
4165                 break;
4166         case MEM_ONLINE:
4167         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4168                 break;
4169         }
4170         if (ret)
4171                 ret = notifier_from_errno(ret);
4172         else
4173                 ret = NOTIFY_OK;
4174         return ret;
4175 }
4176
4177 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4178         .notifier_call = slab_memory_callback,
4179         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4180 };
4181
4182 /********************************************************************
4183  *                      Basic setup of slabs
4184  *******************************************************************/
4185
4186 /*
4187  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4188  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4189  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4190  */
4191
4192 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4193 {
4194         int node;
4195         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4196         struct kmem_cache_node *n;
4197
4198         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4199
4200         /*
4201          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4202          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4203          * IPIs around.
4204          */
4205         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4206         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4207                 struct page *p;
4208
4209                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
4210                         p->slab_cache = s;
4211
4212 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4213                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
4214                         p->slab_cache = s;
4215 #endif
4216         }
4217         slab_init_memcg_params(s);
4218         list_add(&s->list, &slab_caches);
4219         memcg_link_cache(s, NULL);
4220         return s;
4221 }
4222
4223 void __init kmem_cache_init(void)
4224 {
4225         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4226                 boot_kmem_cache_node;
4227
4228         if (debug_guardpage_minorder())
4229                 slub_max_order = 0;
4230
4231         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4232         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4233
4234         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4235                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4236
4237         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4238
4239         /* Able to allocate the per node structures */
4240         slab_state = PARTIAL;
4241
4242         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4243                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4244                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4245                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4246
4247         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4248         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4249
4250         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4251         setup_kmalloc_cache_index_table();
4252         create_kmalloc_caches(0);
4253
4254         /* Setup random freelists for each cache */
4255         init_freelist_randomization();
4256
4257         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4258                                   slub_cpu_dead);
4259
4260         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
4261                 cache_line_size(),
4262                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4263                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4264 }
4265
4266 void __init kmem_cache_init_late(void)
4267 {
4268 }
4269
4270 struct kmem_cache *
4271 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4272                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4273 {
4274         struct kmem_cache *s, *c;
4275
4276         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4277         if (s) {
4278                 s->refcount++;
4279
4280                 /*
4281                  * Adjust the object sizes so that we clear
4282                  * the complete object on kzalloc.
4283                  */
4284                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4285                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4286
4287                 for_each_memcg_cache(c, s) {
4288                         c->object_size = s->object_size;
4289                         c->inuse = max(c->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4290                 }
4291
4292                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4293                         s->refcount--;
4294                         s = NULL;
4295                 }
4296         }
4297
4298         return s;
4299 }
4300
4301 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4302 {
4303         int err;
4304
4305         err = kmem_cache_open(s, flags);
4306         if (err)
4307                 return err;
4308
4309         /* Mutex is not taken during early boot */
4310         if (slab_state <= UP)
4311                 return 0;
4312
4313         memcg_propagate_slab_attrs(s);
4314         err = sysfs_slab_add(s);
4315         if (err)
4316                 __kmem_cache_release(s);
4317
4318         return err;
4319 }
4320
4321 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4322 {
4323         struct kmem_cache *s;
4324         void *ret;
4325
4326         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4327                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4328
4329         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4330
4331         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4332                 return s;
4333
4334         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4335
4336         /* Honor the call site pointer we received. */
4337         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4338
4339         return ret;
4340 }
4341
4342 #ifdef CONFIG_NUMA
4343 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4344                                         int node, unsigned long caller)
4345 {
4346         struct kmem_cache *s;
4347         void *ret;
4348
4349         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4350                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4351
4352                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4353                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4354                                    gfpflags, node);
4355
4356                 return ret;
4357         }
4358
4359         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4360
4361         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4362                 return s;
4363
4364         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4365
4366         /* Honor the call site pointer we received. */
4367         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4368
4369         return ret;
4370 }
4371 #endif
4372
4373 #ifdef CONFIG_SYSFS
4374 static int count_inuse(struct page *page)
4375 {
4376         return page->inuse;
4377 }
4378
4379 static int count_total(struct page *page)
4380 {
4381         return page->objects;
4382 }
4383 #endif
4384
4385 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4386 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4387                                                 unsigned long *map)
4388 {
4389         void *p;
4390         void *addr = page_address(page);
4391
4392         if (!check_slab(s, page) ||
4393                         !on_freelist(s, page, NULL))
4394                 return 0;
4395
4396         /* Now we know that a valid freelist exists */
4397         bitmap_zero(map, page->objects);
4398
4399         get_map(s, page, map);
4400         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4401                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4402                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4403                                 return 0;
4404         }
4405
4406         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4407                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4408                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4409                                 return 0;
4410         return 1;
4411 }
4412
4413 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4414                                                 unsigned long *map)
4415 {
4416         slab_lock(page);
4417         validate_slab(s, page, map);
4418         slab_unlock(page);
4419 }
4420
4421 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4422                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4423 {
4424         unsigned long count = 0;
4425         struct page *page;
4426         unsigned long flags;
4427
4428         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4429
4430         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list) {
4431                 validate_slab_slab(s, page, map);
4432                 count++;
4433         }
4434         if (count != n->nr_partial)
4435                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4436                        s->name, count, n->nr_partial);
4437
4438         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4439                 goto out;
4440
4441         list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list) {
4442                 validate_slab_slab(s, page, map);
4443                 count++;
4444         }
4445         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4446                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4447                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4448
4449 out:
4450         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4451         return count;
4452 }
4453
4454 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4455 {
4456         int node;
4457         unsigned long count = 0;
4458         struct kmem_cache_node *n;
4459         unsigned long *map = bitmap_alloc(oo_objects(s->max), GFP_KERNEL);
4460
4461         if (!map)
4462                 return -ENOMEM;
4463
4464         flush_all(s);
4465         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4466                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4467         bitmap_free(map);
4468         return count;
4469 }
4470 /*
4471  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4472  * and freed.
4473  */
4474
4475 struct location {
4476         unsigned long count;
4477         unsigned long addr;
4478         long long sum_time;
4479         long min_time;
4480         long max_time;
4481         long min_pid;
4482         long max_pid;
4483         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4484         nodemask_t nodes;
4485 };
4486
4487 struct loc_track {
4488         unsigned long max;
4489         unsigned long count;
4490         struct location *loc;
4491 };
4492
4493 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4494 {
4495         if (t->max)
4496                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4497                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4498 }
4499
4500 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4501 {
4502         struct location *l;
4503         int order;
4504
4505         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4506
4507         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4508         if (!l)
4509                 return 0;
4510
4511         if (t->count) {
4512                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4513                 free_loc_track(t);
4514         }
4515         t->max = max;
4516         t->loc = l;
4517         return 1;
4518 }
4519
4520 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4521                                 const struct track *track)
4522 {
4523         long start, end, pos;
4524         struct location *l;
4525         unsigned long caddr;
4526         unsigned long age = jiffies - track->when;
4527
4528         start = -1;
4529         end = t->count;
4530
4531         for ( ; ; ) {
4532                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4533
4534                 /*
4535                  * There is nothing at "end". If we end up there
4536                  * we need to add something to before end.
4537                  */
4538                 if (pos == end)
4539                         break;
4540
4541                 caddr = t->loc[pos].addr;
4542                 if (track->addr == caddr) {
4543
4544                         l = &t->loc[pos];
4545                         l->count++;
4546                         if (track->when) {
4547                                 l->sum_time += age;
4548                                 if (age < l->min_time)
4549                                         l->min_time = age;
4550                                 if (age > l->max_time)
4551                                         l->max_time = age;
4552
4553                                 if (track->pid < l->min_pid)
4554                                         l->min_pid = track->pid;
4555                                 if (track->pid > l->max_pid)
4556                                         l->max_pid = track->pid;
4557
4558                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4559                                                 to_cpumask(l->cpus));
4560                         }
4561                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4562                         return 1;
4563                 }
4564
4565                 if (track->addr < caddr)
4566                         end = pos;
4567                 else
4568                         start = pos;
4569         }
4570
4571         /*
4572          * Not found. Insert new tracking element.
4573          */
4574         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4575                 return 0;
4576
4577         l = t->loc + pos;
4578         if (pos < t->count)
4579                 memmove(l + 1, l,
4580                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4581         t->count++;
4582         l->count = 1;
4583         l->addr = track->addr;
4584         l->sum_time = age;
4585         l->min_time = age;
4586         l->max_time = age;
4587         l->min_pid = track->pid;
4588         l->max_pid = track->pid;
4589         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4590         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4591         nodes_clear(l->nodes);
4592         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4593         return 1;
4594 }
4595
4596 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4597                 struct page *page, enum track_item alloc,
4598                 unsigned long *map)
4599 {
4600         void *addr = page_address(page);
4601         void *p;
4602
4603         bitmap_zero(map, page->objects);
4604         get_map(s, page, map);
4605
4606         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4607                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4608                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4609 }
4610
4611 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4612                                         enum track_item alloc)
4613 {
4614         int len = 0;
4615         unsigned long i;
4616         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4617         int node;
4618         struct kmem_cache_node *n;
4619         unsigned long *map = bitmap_alloc(oo_objects(s->max), GFP_KERNEL);
4620
4621         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4622                                      GFP_KERNEL)) {
4623                 bitmap_free(map);
4624                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4625         }
4626         /* Push back cpu slabs */
4627         flush_all(s);
4628
4629         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4630                 unsigned long flags;
4631                 struct page *page;
4632
4633                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4634                         continue;
4635
4636                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4637                 list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
4638                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4639                 list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list)
4640                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4641                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4642         }
4643
4644         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4645                 struct location *l = &t.loc[i];
4646
4647                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4648                         break;
4649                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4650
4651                 if (l->addr)
4652                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4653                 else
4654                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4655
4656                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4657                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4658                                 l->min_time,
4659                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4660                                 l->max_time);
4661                 } else
4662                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4663                                 l->min_time);
4664
4665                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4666                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4667                                 l->min_pid, l->max_pid);
4668                 else
4669                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4670                                 l->min_pid);
4671
4672                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4673                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4674                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4675                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4676                                          " cpus=%*pbl",
4677                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4678
4679                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4680                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4681                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4682                                          " nodes=%*pbl",
4683                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4684
4685                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4686         }
4687
4688         free_loc_track(&t);
4689         bitmap_free(map);
4690         if (!t.count)
4691                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4692         return len;
4693 }
4694 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4695
4696 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4697 static void __init resiliency_test(void)
4698 {
4699         u8 *p;
4700         int type = KMALLOC_NORMAL;
4701
4702         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4703
4704         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4705         pr_err("-----------------------\n");
4706         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4707
4708         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4709         p[16] = 0x12;
4710         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4711                p + 16);
4712
4713         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][4]);
4714
4715         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4716         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4717         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4718         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4719                p);
4720         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4721
4722         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][5]);
4723         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4724         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4725         *p = 0x56;
4726         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4727                p);
4728         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4729         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][6]);
4730
4731         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4732         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4733         kfree(p);
4734         *p = 0x78;
4735         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4736         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][7]);
4737
4738         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4739         kfree(p);
4740         p[50] = 0x9a;
4741         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4742         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][8]);
4743
4744         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4745         kfree(p);
4746         p[512] = 0xab;
4747         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4748         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][9]);
4749 }
4750 #else
4751 #ifdef CONFIG_SYSFS
4752 static void resiliency_test(void) {};
4753 #endif
4754 #endif  /* SLUB_RESILIENCY_TEST */
4755
4756 #ifdef CONFIG_SYSFS
4757 enum slab_stat_type {
4758         SL_ALL,                 /* All slabs */
4759         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4760         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4761         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4762         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4763 };
4764
4765 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4766 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4767 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4768 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4769 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4770
4771 #ifdef CONFIG_MEMCG
4772 static bool memcg_sysfs_enabled = IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_MEMCG_SYSFS_ON);
4773
4774 static int __init setup_slub_memcg_sysfs(char *str)
4775 {
4776         int v;
4777
4778         if (get_option(&str, &v) > 0)
4779                 memcg_sysfs_enabled = v;
4780
4781         return 1;
4782 }
4783
4784 __setup("slub_memcg_sysfs=", setup_slub_memcg_sysfs);
4785 #endif
4786
4787 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4788                             char *buf, unsigned long flags)
4789 {
4790         unsigned long total = 0;
4791         int node;
4792         int x;
4793         unsigned long *nodes;
4794
4795         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4796         if (!nodes)
4797                 return -ENOMEM;
4798
4799         if (flags & SO_CPU) {
4800                 int cpu;
4801
4802                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4803                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4804                                                                cpu);
4805                         int node;
4806                         struct page *page;
4807
4808                         page = READ_ONCE(c->page);
4809                         if (!page)
4810                                 continue;
4811
4812                         node = page_to_nid(page);
4813                         if (flags & SO_TOTAL)
4814                                 x = page->objects;
4815                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4816                                 x = page->inuse;
4817                         else
4818                                 x = 1;
4819
4820                         total += x;
4821                         nodes[node] += x;
4822
4823                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4824                         if (page) {
4825                                 node = page_to_nid(page);
4826                                 if (flags & SO_TOTAL)
4827                                         WARN_ON_ONCE(1);
4828                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4829                                         WARN_ON_ONCE(1);
4830                                 else
4831                                         x = page->pages;
4832                                 total += x;
4833                                 nodes[node] += x;
4834                         }
4835                 }
4836         }
4837
4838         /*
4839          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
4840          * already held which will conflict with an existing lock order:
4841          *
4842          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
4843          *
4844          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
4845          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
4846          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
4847          */
4848
4849 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4850         if (flags & SO_ALL) {
4851                 struct kmem_cache_node *n;
4852
4853                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4854
4855                         if (flags & SO_TOTAL)
4856                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4857                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4858                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4859                                         count_partial(n, count_free);
4860                         else
4861                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4862                         total += x;
4863                         nodes[node] += x;
4864                 }
4865
4866         } else
4867 #endif
4868         if (flags & SO_PARTIAL) {
4869                 struct kmem_cache_node *n;
4870
4871                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4872                         if (flags & SO_TOTAL)
4873                                 x = count_partial(n, count_total);
4874                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4875                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4876                         else
4877                                 x = n->nr_partial;
4878                         total += x;
4879                         nodes[node] += x;
4880                 }
4881         }
4882         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4883 #ifdef CONFIG_NUMA
4884         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4885                 if (nodes[node])
4886                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4887                                         node, nodes[node]);
4888 #endif
4889         kfree(nodes);
4890         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4891 }
4892
4893 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4894 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4895 {
4896         int node;
4897         struct kmem_cache_node *n;
4898
4899         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4900                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4901                         return 1;
4902
4903         return 0;
4904 }
4905 #endif
4906
4907 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4908 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4909
4910 struct slab_attribute {
4911         struct attribute attr;
4912         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4913         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4914 };
4915
4916 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4917         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4918         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4919
4920 #define SLAB_ATTR(_name) \
4921         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4922         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4923
4924 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4925 {
4926         return sprintf(buf, "%u\n", s->size);
4927 }
4928 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4929
4930 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4931 {
4932         return sprintf(buf, "%u\n", s->align);
4933 }
4934 SLAB_ATTR_RO(align);
4935
4936 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4937 {
4938         return sprintf(buf, "%u\n", s->object_size);
4939 }
4940 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4941
4942 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4943 {
4944         return sprintf(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
4945 }
4946 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4947
4948 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4949                                 const char *buf, size_t length)
4950 {
4951         unsigned int order;
4952         int err;
4953
4954         err = kstrtouint(buf, 10, &order);
4955         if (err)
4956                 return err;
4957
4958         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4959                 return -EINVAL;
4960
4961         calculate_sizes(s, order);
4962         return length;
4963 }
4964
4965 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4966 {
4967         return sprintf(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
4968 }
4969 SLAB_ATTR(order);
4970
4971 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4972 {
4973         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4974 }
4975
4976 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4977                                  size_t length)
4978 {
4979         unsigned long min;
4980         int err;
4981
4982         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4983         if (err)
4984                 return err;
4985
4986         set_min_partial(s, min);
4987         return length;
4988 }
4989 SLAB_ATTR(min_partial);
4990
4991 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4992 {
4993         return sprintf(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
4994 }
4995
4996 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4997                                  size_t length)
4998 {
4999         unsigned int objects;
5000         int err;
5001
5002         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5003         if (err)
5004                 return err;
5005         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5006                 return -EINVAL;
5007
5008         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5009         flush_all(s);
5010         return length;
5011 }
5012 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5013
5014 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5015 {
5016         if (!s->ctor)
5017                 return 0;
5018         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
5019 }
5020 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5021
5022 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5023 {
5024         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5025 }
5026 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5027
5028 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5029 {
5030         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5031 }
5032 SLAB_ATTR_RO(partial);
5033
5034 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5035 {
5036         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5037 }
5038 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5039
5040 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5041 {
5042         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5043 }
5044 SLAB_ATTR_RO(objects);
5045
5046 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5047 {
5048         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5049 }
5050 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5051
5052 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5053 {
5054         int objects = 0;
5055         int pages = 0;
5056         int cpu;
5057         int len;
5058
5059         for_each_online_cpu(cpu) {
5060                 struct page *page;
5061
5062                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5063
5064                 if (page) {
5065                         pages += page->pages;
5066                         objects += page->pobjects;
5067                 }
5068         }
5069
5070         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
5071
5072 #ifdef CONFIG_SMP
5073         for_each_online_cpu(cpu) {
5074                 struct page *page;
5075
5076                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5077
5078                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
5079                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
5080                                 page->pobjects, page->pages);
5081         }
5082 #endif
5083         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5084 }
5085 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5086
5087 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5088 {
5089         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5090 }
5091
5092 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
5093                                 const char *buf, size_t length)
5094 {
5095         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5096         if (buf[0] == '1')
5097                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5098         return length;
5099 }
5100 SLAB_ATTR(reclaim_account);
5101
5102 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5103 {
5104         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5105 }
5106 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5107
5108 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5109 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5110 {
5111         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5112 }
5113 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5114 #endif
5115
5116 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5117 {
5118         return sprintf(buf, "%u\n", s->usersize);
5119 }
5120 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5121
5122 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5123 {
5124         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5125 }
5126 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5127
5128 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5129 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5130 {
5131         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5132 }
5133 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5134
5135 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5136 {
5137         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5138 }
5139 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5140
5141 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5142 {
5143         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5144 }
5145
5146 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
5147                                 const char *buf, size_t length)
5148 {
5149         s->flags &= ~SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5150         if (buf[0] == '1') {
5151                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5152                 s->flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5153         }
5154         return length;
5155 }
5156 SLAB_ATTR(sanity_checks);
5157
5158 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5159 {
5160         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5161 }
5162
5163 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5164                                                         size_t length)
5165 {
5166         /*
5167          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
5168          * as well as cause other issues like converting a mergeable
5169          * cache into an umergeable one.
5170          */
5171         if (s->refcount > 1)
5172                 return -EINVAL;
5173
5174         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
5175         if (buf[0] == '1') {
5176                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5177                 s->flags |= SLAB_TRACE;
5178         }
5179         return length;
5180 }
5181 SLAB_ATTR(trace);
5182
5183 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5184 {
5185         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5186 }
5187
5188 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
5189                                 const char *buf, size_t length)
5190 {
5191         if (any_slab_objects(s))
5192                 return -EBUSY;
5193
5194         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
5195         if (buf[0] == '1') {
5196                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
5197         }
5198         calculate_sizes(s, -1);
5199         return length;
5200 }
5201 SLAB_ATTR(red_zone);
5202
5203 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5204 {
5205         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5206 }
5207
5208 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
5209                                 const char *buf, size_t length)
5210 {
5211         if (any_slab_objects(s))
5212                 return -EBUSY;
5213
5214         s->flags &= ~SLAB_POISON;
5215         if (buf[0] == '1') {
5216                 s->flags |= SLAB_POISON;
5217         }
5218         calculate_sizes(s, -1);
5219         return length;
5220 }
5221 SLAB_ATTR(poison);
5222
5223 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5224 {
5225         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5226 }
5227
5228 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
5229                                 const char *buf, size_t length)
5230 {
5231         if (any_slab_objects(s))
5232                 return -EBUSY;
5233
5234         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
5235         if (buf[0] == '1') {
5236                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5237                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
5238         }
5239         calculate_sizes(s, -1);
5240         return length;
5241 }
5242 SLAB_ATTR(store_user);
5243
5244 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5245 {
5246         return 0;
5247 }
5248
5249 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5250                         const char *buf, size_t length)
5251 {
5252         int ret = -EINVAL;
5253
5254         if (buf[0] == '1') {
5255                 ret = validate_slab_cache(s);
5256                 if (ret >= 0)
5257                         ret = length;
5258         }
5259         return ret;
5260 }
5261 SLAB_ATTR(validate);
5262
5263 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5264 {
5265         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5266                 return -ENOSYS;
5267         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5268 }
5269 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5270
5271 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5272 {
5273         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5274                 return -ENOSYS;
5275         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5276 }
5277 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5278 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5279
5280 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5281 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5282 {
5283         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5284 }
5285
5286 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5287                                                         size_t length)
5288 {
5289         if (s->refcount > 1)
5290                 return -EINVAL;
5291
5292         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
5293         if (buf[0] == '1')
5294                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
5295         return length;
5296 }
5297 SLAB_ATTR(failslab);
5298 #endif
5299
5300 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5301 {
5302         return 0;
5303 }
5304
5305 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5306                         const char *buf, size_t length)
5307 {
5308         if (buf[0] == '1')
5309                 kmem_cache_shrink_all(s);
5310         else
5311                 return -EINVAL;
5312         return length;
5313 }
5314 SLAB_ATTR(shrink);
5315
5316 #ifdef CONFIG_NUMA
5317 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5318 {
5319         return sprintf(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5320 }
5321
5322 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5323                                 const char *buf, size_t length)
5324 {
5325         unsigned int ratio;
5326         int err;
5327
5328         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5329         if (err)
5330                 return err;
5331         if (ratio > 100)
5332                 return -ERANGE;
5333
5334         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5335
5336         return length;
5337 }
5338 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5339 #endif
5340
5341 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5342 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5343 {
5344         unsigned long sum  = 0;
5345         int cpu;
5346         int len;
5347         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5348
5349         if (!data)
5350                 return -ENOMEM;
5351
5352         for_each_online_cpu(cpu) {
5353                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5354
5355                 data[cpu] = x;
5356                 sum += x;
5357         }
5358
5359         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5360
5361 #ifdef CONFIG_SMP
5362         for_each_online_cpu(cpu) {
5363                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5364                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5365         }
5366 #endif
5367         kfree(data);
5368         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5369 }
5370
5371 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5372 {
5373         int cpu;
5374
5375         for_each_online_cpu(cpu)
5376                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5377 }
5378
5379 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5380 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5381 {                                                               \
5382         return show_stat(s, buf, si);                           \
5383 }                                                               \
5384 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5385                                 const char *buf, size_t length) \
5386 {                                                               \
5387         if (buf[0] != '0')                                      \
5388                 return -EINVAL;                                 \
5389         clear_stat(s, si);                                      \
5390         return length;                                          \
5391 }                                                               \
5392 SLAB_ATTR(text);                                                \
5393
5394 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5395 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5396 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5397 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5398 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5399 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5400 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5401 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5402 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5403 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5404 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5405 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5406 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5407 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5408 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5409 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5410 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5411 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5412 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5413 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5414 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5415 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5416 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5417 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5418 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5419 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5420 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
5421
5422 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5423         &slab_size_attr.attr,
5424         &object_size_attr.attr,
5425         &objs_per_slab_attr.attr,
5426         &order_attr.attr,
5427         &min_partial_attr.attr,
5428         &cpu_partial_attr.attr,
5429         &objects_attr.attr,
5430         &objects_partial_attr.attr,
5431         &partial_attr.attr,
5432         &cpu_slabs_attr.attr,
5433         &ctor_attr.attr,
5434         &aliases_attr.attr,
5435         &align_attr.attr,
5436         &hwcache_align_attr.attr,
5437         &reclaim_account_attr.attr,
5438         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5439         &shrink_attr.attr,
5440         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5441 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5442         &total_objects_attr.attr,
5443         &slabs_attr.attr,
5444         &sanity_checks_attr.attr,
5445         &trace_attr.attr,
5446         &red_zone_attr.attr,
5447         &poison_attr.attr,
5448         &store_user_attr.attr,
5449         &validate_attr.attr,
5450         &alloc_calls_attr.attr,
5451         &free_calls_attr.attr,
5452 #endif
5453 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5454         &cache_dma_attr.attr,
5455 #endif
5456 #ifdef CONFIG_NUMA
5457         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5458 #endif
5459 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5460         &alloc_fastpath_attr.attr,
5461         &alloc_slowpath_attr.attr,
5462         &free_fastpath_attr.attr,
5463         &free_slowpath_attr.attr,
5464         &free_frozen_attr.attr,
5465         &free_add_partial_attr.attr,
5466         &free_remove_partial_attr.attr,
5467         &alloc_from_partial_attr.attr,
5468         &alloc_slab_attr.attr,
5469         &alloc_refill_attr.attr,
5470         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5471         &free_slab_attr.attr,
5472         &cpuslab_flush_attr.attr,
5473         &deactivate_full_attr.attr,
5474         &deactivate_empty_attr.attr,
5475         &deactivate_to_head_attr.attr,
5476         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5477         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5478         &deactivate_bypass_attr.attr,
5479         &order_fallback_attr.attr,
5480         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5481         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5482         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5483         &cpu_partial_free_attr.attr,
5484         &cpu_partial_node_attr.attr,
5485         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5486 #endif
5487 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5488         &failslab_attr.attr,
5489 #endif
5490         &usersize_attr.attr,
5491
5492         NULL
5493 };
5494
5495 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5496         .attrs = slab_attrs,
5497 };
5498
5499 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5500                                 struct attribute *attr,
5501                                 char *buf)
5502 {
5503         struct slab_attribute *attribute;
5504         struct kmem_cache *s;
5505         int err;
5506
5507         attribute = to_slab_attr(attr);
5508         s = to_slab(kobj);
5509
5510         if (!attribute->show)
5511                 return -EIO;
5512
5513         err = attribute->show(s, buf);
5514
5515         return err;
5516 }
5517
5518 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5519                                 struct attribute *attr,
5520                                 const char *buf, size_t len)
5521 {
5522         struct slab_attribute *attribute;
5523         struct kmem_cache *s;
5524         int err;
5525
5526         attribute = to_slab_attr(attr);
5527         s = to_slab(kobj);
5528
5529         if (!attribute->store)
5530                 return -EIO;
5531
5532         err = attribute->store(s, buf, len);
5533 #ifdef CONFIG_MEMCG
5534         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5535                 struct kmem_cache *c;
5536
5537                 mutex_lock(&slab_mutex);
5538                 if (s->max_attr_size < len)
5539                         s->max_attr_size = len;
5540
5541                 /*
5542                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5543                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5544                  * basically because not all attributes will have a well
5545                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5546                  * have permanent effects.
5547                  *
5548                  * Returning the error value of any of the children that fail
5549                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5550                  * error code won't be able to know anything about the state of
5551                  * the cache.
5552                  *
5553                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5554                  * has well defined semantics. The cache being written to
5555                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5556                  * through the descendants with best-effort propagation.
5557                  */
5558                 for_each_memcg_cache(c, s)
5559                         attribute->store(c, buf, len);
5560                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5561         }
5562 #endif
5563         return err;
5564 }
5565
5566 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5567 {
5568 #ifdef CONFIG_MEMCG
5569         int i;
5570         char *buffer = NULL;
5571         struct kmem_cache *root_cache;
5572
5573         if (is_root_cache(s))
5574                 return;
5575
5576         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5577
5578         /*
5579          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5580          * in copying default values around
5581          */
5582         if (!root_cache->max_attr_size)
5583                 return;
5584
5585         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5586                 char mbuf[64];
5587                 char *buf;
5588                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5589                 ssize_t len;
5590
5591                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5592                         continue;
5593
5594                 /*
5595                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5596                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5597                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5598                  *
5599                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5600                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5601                  * theoretically happen.
5602                  */
5603                 if (buffer)
5604                         buf = buffer;
5605                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5606                         buf = mbuf;
5607                 else {
5608                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5609                         if (WARN_ON(!buffer))
5610                                 continue;
5611                         buf = buffer;
5612                 }
5613
5614                 len = attr->show(root_cache, buf);
5615                 if (len > 0)
5616                         attr->store(s, buf, len);
5617         }
5618
5619         if (buffer)
5620                 free_page((unsigned long)buffer);
5621 #endif  /* CONFIG_MEMCG */
5622 }
5623
5624 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5625 {
5626         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5627 }
5628
5629 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5630         .show = slab_attr_show,
5631         .store = slab_attr_store,
5632 };
5633
5634 static struct kobj_type slab_ktype = {
5635         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5636         .release = kmem_cache_release,
5637 };
5638
5639 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5640 {
5641         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5642
5643         if (ktype == &slab_ktype)
5644                 return 1;
5645         return 0;
5646 }
5647
5648 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5649         .filter = uevent_filter,
5650 };
5651
5652 static struct kset *slab_kset;
5653
5654 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5655 {
5656 #ifdef CONFIG_MEMCG
5657         if (!is_root_cache(s))
5658                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5659 #endif
5660         return slab_kset;
5661 }
5662
5663 #define ID_STR_LENGTH 64
5664
5665 /* Create a unique string id for a slab cache:
5666  *
5667  * Format       :[flags-]size
5668  */
5669 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5670 {
5671         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5672         char *p = name;
5673
5674         BUG_ON(!name);
5675
5676         *p++ = ':';
5677         /*
5678          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5679          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5680          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5681          * are matched during merging to guarantee that the id is
5682          * unique.
5683          */
5684         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5685                 *p++ = 'd';
5686         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5687                 *p++ = 'D';
5688         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5689                 *p++ = 'a';
5690         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5691                 *p++ = 'F';
5692         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5693                 *p++ = 'A';
5694         if (p != name + 1)
5695                 *p++ = '-';
5696         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5697
5698         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5699         return name;
5700 }
5701
5702 static void sysfs_slab_remove_workfn(struct work_struct *work)
5703 {
5704         struct kmem_cache *s =
5705                 container_of(work, struct kmem_cache, kobj_remove_work);
5706
5707         if (!s->kobj.state_in_sysfs)
5708                 /*
5709                  * For a memcg cache, this may be called during
5710                  * deactivation and again on shutdown.  Remove only once.
5711                  * A cache is never shut down before deactivation is
5712                  * complete, so no need to worry about synchronization.
5713                  */
5714                 goto out;
5715
5716 #ifdef CONFIG_MEMCG
5717         kset_unregister(s->memcg_kset);
5718 #endif
5719         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5720 out:
5721         kobject_put(&s->kobj);
5722 }
5723
5724 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5725 {
5726         int err;
5727         const char *name;
5728         struct kset *kset = cache_kset(s);
5729         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5730
5731         INIT_WORK(&s->kobj_remove_work, sysfs_slab_remove_workfn);
5732
5733         if (!kset) {
5734                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5735                 return 0;
5736         }
5737
5738         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5739                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5740                 unmergeable = 1;
5741
5742         if (unmergeable) {
5743                 /*
5744                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5745                  * This is typically the case for debug situations. In that
5746                  * case we can catch duplicate names easily.
5747                  */
5748                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5749                 name = s->name;
5750         } else {
5751                 /*
5752                  * Create a unique name for the slab as a target
5753                  * for the symlinks.
5754                  */
5755                 name = create_unique_id(s);
5756         }
5757
5758         s->kobj.kset = kset;
5759         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5760         if (err)
5761                 goto out;
5762
5763         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5764         if (err)
5765                 goto out_del_kobj;
5766
5767 #ifdef CONFIG_MEMCG
5768         if (is_root_cache(s) && memcg_sysfs_enabled) {
5769                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5770                 if (!s->memcg_kset) {
5771                         err = -ENOMEM;
5772                         goto out_del_kobj;
5773                 }
5774         }
5775 #endif
5776
5777         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5778         if (!unmergeable) {
5779                 /* Setup first alias */
5780                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5781         }
5782 out:
5783         if (!unmergeable)
5784                 kfree(name);
5785         return err;
5786 out_del_kobj:
5787         kobject_del(&s->kobj);
5788         goto out;
5789 }
5790
5791 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5792 {
5793         if (slab_state < FULL)
5794                 /*
5795                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5796                  * cache from sysfs.
5797                  */
5798                 return;
5799
5800         kobject_get(&s->kobj);
5801         schedule_work(&s->kobj_remove_work);
5802 }
5803
5804 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5805 {
5806         if (slab_state >= FULL)
5807                 kobject_del(&s->kobj);
5808 }
5809
5810 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5811 {
5812         if (slab_state >= FULL)
5813                 kobject_put(&s->kobj);
5814 }
5815
5816 /*
5817  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5818  * available lest we lose that information.
5819  */
5820 struct saved_alias {
5821         struct kmem_cache *s;
5822         const char *name;
5823         struct saved_alias *next;
5824 };
5825
5826 static struct saved_alias *alias_list;
5827
5828 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5829 {
5830         struct saved_alias *al;
5831
5832         if (slab_state == FULL) {
5833                 /*
5834                  * If we have a leftover link then remove it.
5835                  */
5836                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5837                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5838         }
5839
5840         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5841         if (!al)
5842                 return -ENOMEM;
5843
5844         al->s = s;
5845         al->name = name;
5846         al->next = alias_list;
5847         alias_list = al;
5848         return 0;
5849 }
5850
5851 static int __init slab_sysfs_init(void)
5852 {
5853         struct kmem_cache *s;
5854         int err;
5855
5856         mutex_lock(&slab_mutex);
5857
5858         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5859         if (!slab_kset) {
5860                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5861                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5862                 return -ENOSYS;
5863         }
5864
5865         slab_state = FULL;
5866
5867         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5868                 err = sysfs_slab_add(s);
5869                 if (err)
5870                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5871                                s->name);
5872         }
5873
5874         while (alias_list) {
5875                 struct saved_alias *al = alias_list;
5876
5877                 alias_list = alias_list->next;
5878                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5879                 if (err)
5880                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5881                                al->name);
5882                 kfree(al);
5883         }
5884
5885         mutex_unlock(&slab_mutex);
5886         resiliency_test();
5887         return 0;
5888 }
5889
5890 __initcall(slab_sysfs_init);
5891 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5892
5893 /*
5894  * The /proc/slabinfo ABI
5895  */
5896 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5897 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5898 {
5899         unsigned long nr_slabs = 0;
5900         unsigned long nr_objs = 0;
5901         unsigned long nr_free = 0;
5902         int node;
5903         struct kmem_cache_node *n;
5904
5905         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5906                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5907                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5908                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5909         }
5910
5911         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5912         sinfo->num_objs = nr_objs;
5913         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5914         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5915         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5916         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5917 }
5918
5919 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5920 {
5921 }
5922
5923 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5924                        size_t count, loff_t *ppos)
5925 {
5926         return -EIO;
5927 }
5928 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */