kasan, mm: integrate slab init_on_alloc with HW_TAGS
[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 operations
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/kfence.h>
31 #include <linux/memory.h>
32 #include <linux/math64.h>
33 #include <linux/fault-inject.h>
34 #include <linux/stacktrace.h>
35 #include <linux/prefetch.h>
36 #include <linux/memcontrol.h>
37 #include <linux/random.h>
38
39 #include <trace/events/kmem.h>
40
41 #include "internal.h"
42
43 /*
44  * Lock order:
45  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
46  *   2. node->list_lock
47  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
48  *
49  *   slab_mutex
50  *
51  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
52  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
53  *
54  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
55  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects:
56  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
57  *      B. page->inuse          -> Number of objects in use
58  *      C. page->objects        -> Number of objects in page
59  *      D. page->frozen         -> frozen state
60  *
61  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
62  *   on any list except per cpu partial list. The processor that froze the
63  *   slab is the one who can perform list operations on the page. Other
64  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
65  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
66  *   page's freelist.
67  *
68  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
69  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
70  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
71  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
72  *   modified without taking the list lock).
73  *
74  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
75  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
76  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
77  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
78  *   the list lock.
79  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
80  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
81  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
82  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
83  *
84  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
85  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
86  *
87  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
88  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
89  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
90  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
91  * cannot scan all objects.
92  *
93  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
94  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
95  * fast frees and allocs.
96  *
97  * page->frozen         The slab is frozen and exempt from list processing.
98  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
99  *                      such as satisfying allocations for a specific
100  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
101  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
102  *                      list operations. It is up to the processor holding
103  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
104  *                      when the slab is no longer needed.
105  *
106  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
107  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
108  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
109  *                      freelist that allows lockless access to
110  *                      free objects in addition to the regular freelist
111  *                      that requires the slab lock.
112  *
113  * SLAB_DEBUG_FLAGS     Slab requires special handling due to debug
114  *                      options set. This moves slab handling out of
115  *                      the fast path and disables lockless freelists.
116  */
117
118 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
119 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
120 DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(slub_debug_enabled);
121 #else
122 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(slub_debug_enabled);
123 #endif
124 #endif
125
126 static inline bool kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
127 {
128         return kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_DEBUG_FLAGS);
129 }
130
131 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
132 {
133         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE))
134                 p += s->red_left_pad;
135
136         return p;
137 }
138
139 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
140 {
141 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
142         return !kmem_cache_debug(s);
143 #else
144         return false;
145 #endif
146 }
147
148 /*
149  * Issues still to be resolved:
150  *
151  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
152  *
153  * - Variable sizing of the per node arrays
154  */
155
156 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
157 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
158
159 /* Enable to log cmpxchg failures */
160 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
161
162 /*
163  * Minimum number of partial slabs. These will be left on the partial
164  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
165  */
166 #define MIN_PARTIAL 5
167
168 /*
169  * Maximum number of desirable partial slabs.
170  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
171  * sort the partial list by the number of objects in use.
172  */
173 #define MAX_PARTIAL 10
174
175 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
176                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
177
178 /*
179  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
180  * issues when checking or reading debug information
181  */
182 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
183                                 SLAB_TRACE)
184
185
186 /*
187  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
188  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
189  * metadata.
190  */
191 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
192
193 #define OO_SHIFT        16
194 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
195 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
196
197 /* Internal SLUB flags */
198 /* Poison object */
199 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
200 /* Use cmpxchg_double */
201 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
202
203 /*
204  * Tracking user of a slab.
205  */
206 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
207 struct track {
208         unsigned long addr;     /* Called from address */
209 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
210         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
211 #endif
212         int cpu;                /* Was running on cpu */
213         int pid;                /* Pid context */
214         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
215 };
216
217 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
218
219 #ifdef CONFIG_SYSFS
220 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
221 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
222 #else
223 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
224 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
225                                                         { return 0; }
226 #endif
227
228 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
229 {
230 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
231         /*
232          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
233          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
234          */
235         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
236 #endif
237 }
238
239 /*
240  * Tracks for which NUMA nodes we have kmem_cache_nodes allocated.
241  * Corresponds to node_state[N_NORMAL_MEMORY], but can temporarily
242  * differ during memory hotplug/hotremove operations.
243  * Protected by slab_mutex.
244  */
245 static nodemask_t slab_nodes;
246
247 /********************************************************************
248  *                      Core slab cache functions
249  *******************************************************************/
250
251 /*
252  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
253  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
254  * random number.
255  */
256 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
257                                  unsigned long ptr_addr)
258 {
259 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
260         /*
261          * When CONFIG_KASAN_SW/HW_TAGS is enabled, ptr_addr might be tagged.
262          * Normally, this doesn't cause any issues, as both set_freepointer()
263          * and get_freepointer() are called with a pointer with the same tag.
264          * However, there are some issues with CONFIG_SLUB_DEBUG code. For
265          * example, when __free_slub() iterates over objects in a cache, it
266          * passes untagged pointers to check_object(). check_object() in turns
267          * calls get_freepointer() with an untagged pointer, which causes the
268          * freepointer to be restored incorrectly.
269          */
270         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^
271                         swab((unsigned long)kasan_reset_tag((void *)ptr_addr)));
272 #else
273         return ptr;
274 #endif
275 }
276
277 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
278 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
279                                          void *ptr_addr)
280 {
281         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
282                             (unsigned long)ptr_addr);
283 }
284
285 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
286 {
287         object = kasan_reset_tag(object);
288         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
289 }
290
291 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
292 {
293         prefetch(object + s->offset);
294 }
295
296 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
297 {
298         unsigned long freepointer_addr;
299         void *p;
300
301         if (!debug_pagealloc_enabled_static())
302                 return get_freepointer(s, object);
303
304         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
305         copy_from_kernel_nofault(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
306         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
307 }
308
309 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
310 {
311         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
312
313 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
314         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
315 #endif
316
317         freeptr_addr = (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)freeptr_addr);
318         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
319 }
320
321 /* Loop over all objects in a slab */
322 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
323         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
324                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
325                 __p += (__s)->size)
326
327 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
328 {
329         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
330 }
331
332 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
333                 unsigned int size)
334 {
335         struct kmem_cache_order_objects x = {
336                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
337         };
338
339         return x;
340 }
341
342 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
343 {
344         return x.x >> OO_SHIFT;
345 }
346
347 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
348 {
349         return x.x & OO_MASK;
350 }
351
352 /*
353  * Per slab locking using the pagelock
354  */
355 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
356 {
357         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
358         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
359 }
360
361 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
362 {
363         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
364         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
365 }
366
367 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
368 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
369                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
370                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
371                 const char *n)
372 {
373         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
374 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
375     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
376         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
377                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
378                                    freelist_old, counters_old,
379                                    freelist_new, counters_new))
380                         return true;
381         } else
382 #endif
383         {
384                 slab_lock(page);
385                 if (page->freelist == freelist_old &&
386                                         page->counters == counters_old) {
387                         page->freelist = freelist_new;
388                         page->counters = counters_new;
389                         slab_unlock(page);
390                         return true;
391                 }
392                 slab_unlock(page);
393         }
394
395         cpu_relax();
396         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
397
398 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
399         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
400 #endif
401
402         return false;
403 }
404
405 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
406                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
407                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
408                 const char *n)
409 {
410 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
411     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
412         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
413                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
414                                    freelist_old, counters_old,
415                                    freelist_new, counters_new))
416                         return true;
417         } else
418 #endif
419         {
420                 unsigned long flags;
421
422                 local_irq_save(flags);
423                 slab_lock(page);
424                 if (page->freelist == freelist_old &&
425                                         page->counters == counters_old) {
426                         page->freelist = freelist_new;
427                         page->counters = counters_new;
428                         slab_unlock(page);
429                         local_irq_restore(flags);
430                         return true;
431                 }
432                 slab_unlock(page);
433                 local_irq_restore(flags);
434         }
435
436         cpu_relax();
437         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
438
439 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
440         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
441 #endif
442
443         return false;
444 }
445
446 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
447 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
448 static DEFINE_SPINLOCK(object_map_lock);
449
450 /*
451  * Determine a map of object in use on a page.
452  *
453  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
454  * not vanish from under us.
455  */
456 static unsigned long *get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page)
457         __acquires(&object_map_lock)
458 {
459         void *p;
460         void *addr = page_address(page);
461
462         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
463
464         spin_lock(&object_map_lock);
465
466         bitmap_zero(object_map, page->objects);
467
468         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
469                 set_bit(__obj_to_index(s, addr, p), object_map);
470
471         return object_map;
472 }
473
474 static void put_map(unsigned long *map) __releases(&object_map_lock)
475 {
476         VM_BUG_ON(map != object_map);
477         spin_unlock(&object_map_lock);
478 }
479
480 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
481 {
482         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
483                 return s->size - s->red_left_pad;
484
485         return s->size;
486 }
487
488 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
489 {
490         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
491                 p -= s->red_left_pad;
492
493         return p;
494 }
495
496 /*
497  * Debug settings:
498  */
499 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
500 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
501 #else
502 static slab_flags_t slub_debug;
503 #endif
504
505 static char *slub_debug_string;
506 static int disable_higher_order_debug;
507
508 /*
509  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
510  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
511  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
512  * to tell kasan that these accesses are OK.
513  */
514 static inline void metadata_access_enable(void)
515 {
516         kasan_disable_current();
517 }
518
519 static inline void metadata_access_disable(void)
520 {
521         kasan_enable_current();
522 }
523
524 /*
525  * Object debugging
526  */
527
528 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
529 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
530                                 struct page *page, void *object)
531 {
532         void *base;
533
534         if (!object)
535                 return 1;
536
537         base = page_address(page);
538         object = kasan_reset_tag(object);
539         object = restore_red_left(s, object);
540         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
541                 (object - base) % s->size) {
542                 return 0;
543         }
544
545         return 1;
546 }
547
548 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
549                           unsigned int length)
550 {
551         metadata_access_enable();
552         print_hex_dump(level, kasan_reset_tag(text), DUMP_PREFIX_ADDRESS,
553                         16, 1, addr, length, 1);
554         metadata_access_disable();
555 }
556
557 /*
558  * See comment in calculate_sizes().
559  */
560 static inline bool freeptr_outside_object(struct kmem_cache *s)
561 {
562         return s->offset >= s->inuse;
563 }
564
565 /*
566  * Return offset of the end of info block which is inuse + free pointer if
567  * not overlapping with object.
568  */
569 static inline unsigned int get_info_end(struct kmem_cache *s)
570 {
571         if (freeptr_outside_object(s))
572                 return s->inuse + sizeof(void *);
573         else
574                 return s->inuse;
575 }
576
577 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
578         enum track_item alloc)
579 {
580         struct track *p;
581
582         p = object + get_info_end(s);
583
584         return kasan_reset_tag(p + alloc);
585 }
586
587 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
588                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
589 {
590         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
591
592         if (addr) {
593 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
594                 unsigned int nr_entries;
595
596                 metadata_access_enable();
597                 nr_entries = stack_trace_save(kasan_reset_tag(p->addrs),
598                                               TRACK_ADDRS_COUNT, 3);
599                 metadata_access_disable();
600
601                 if (nr_entries < TRACK_ADDRS_COUNT)
602                         p->addrs[nr_entries] = 0;
603 #endif
604                 p->addr = addr;
605                 p->cpu = smp_processor_id();
606                 p->pid = current->pid;
607                 p->when = jiffies;
608         } else {
609                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
610         }
611 }
612
613 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
614 {
615         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
616                 return;
617
618         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
619         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
620 }
621
622 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
623 {
624         if (!t->addr)
625                 return;
626
627         pr_err("%s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
628                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
629 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
630         {
631                 int i;
632                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
633                         if (t->addrs[i])
634                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
635                         else
636                                 break;
637         }
638 #endif
639 }
640
641 void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
642 {
643         unsigned long pr_time = jiffies;
644         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
645                 return;
646
647         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
648         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
649 }
650
651 static void print_page_info(struct page *page)
652 {
653         pr_err("Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=%#lx(%pGp)\n",
654                page, page->objects, page->inuse, page->freelist,
655                page->flags, &page->flags);
656
657 }
658
659 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
660 {
661         struct va_format vaf;
662         va_list args;
663
664         va_start(args, fmt);
665         vaf.fmt = fmt;
666         vaf.va = &args;
667         pr_err("=============================================================================\n");
668         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
669         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
670
671         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
672         va_end(args);
673 }
674
675 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
676 {
677         struct va_format vaf;
678         va_list args;
679
680         va_start(args, fmt);
681         vaf.fmt = fmt;
682         vaf.va = &args;
683         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
684         va_end(args);
685 }
686
687 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
688                                void **freelist, void *nextfree)
689 {
690         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
691             !check_valid_pointer(s, page, nextfree) && freelist) {
692                 object_err(s, page, *freelist, "Freechain corrupt");
693                 *freelist = NULL;
694                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
695                 return true;
696         }
697
698         return false;
699 }
700
701 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
702 {
703         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
704         u8 *addr = page_address(page);
705
706         print_tracking(s, p);
707
708         print_page_info(page);
709
710         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
711                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
712
713         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
714                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p - s->red_left_pad,
715                               s->red_left_pad);
716         else if (p > addr + 16)
717                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
718
719         print_section(KERN_ERR, "Object ", p,
720                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
721         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
722                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p + s->object_size,
723                         s->inuse - s->object_size);
724
725         off = get_info_end(s);
726
727         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
728                 off += 2 * sizeof(struct track);
729
730         off += kasan_metadata_size(s);
731
732         if (off != size_from_object(s))
733                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
734                 print_section(KERN_ERR, "Padding ", p + off,
735                               size_from_object(s) - off);
736
737         dump_stack();
738 }
739
740 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
741                         u8 *object, char *reason)
742 {
743         slab_bug(s, "%s", reason);
744         print_trailer(s, page, object);
745 }
746
747 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
748                         const char *fmt, ...)
749 {
750         va_list args;
751         char buf[100];
752
753         va_start(args, fmt);
754         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
755         va_end(args);
756         slab_bug(s, "%s", buf);
757         print_page_info(page);
758         dump_stack();
759 }
760
761 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
762 {
763         u8 *p = kasan_reset_tag(object);
764
765         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
766                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
767
768         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
769                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
770                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
771         }
772
773         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
774                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
775 }
776
777 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
778                                                 void *from, void *to)
779 {
780         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
781         memset(from, data, to - from);
782 }
783
784 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
785                         u8 *object, char *what,
786                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
787 {
788         u8 *fault;
789         u8 *end;
790         u8 *addr = page_address(page);
791
792         metadata_access_enable();
793         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(start), value, bytes);
794         metadata_access_disable();
795         if (!fault)
796                 return 1;
797
798         end = start + bytes;
799         while (end > fault && end[-1] == value)
800                 end--;
801
802         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
803         pr_err("0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
804                                         fault, end - 1, fault - addr,
805                                         fault[0], value);
806         print_trailer(s, page, object);
807
808         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
809         return 0;
810 }
811
812 /*
813  * Object layout:
814  *
815  * object address
816  *      Bytes of the object to be managed.
817  *      If the freepointer may overlay the object then the free
818  *      pointer is at the middle of the object.
819  *
820  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
821  *      0xa5 (POISON_END)
822  *
823  * object + s->object_size
824  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
825  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
826  *      object_size == inuse.
827  *
828  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
829  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
830  *
831  * object + s->inuse
832  *      Meta data starts here.
833  *
834  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
835  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
836  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at minimum
837  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
838  *              before the word boundary.
839  *
840  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
841  *
842  * object + s->size
843  *      Nothing is used beyond s->size.
844  *
845  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
846  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
847  * may be used with merged slabcaches.
848  */
849
850 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
851 {
852         unsigned long off = get_info_end(s);    /* The end of info */
853
854         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
855                 /* We also have user information there */
856                 off += 2 * sizeof(struct track);
857
858         off += kasan_metadata_size(s);
859
860         if (size_from_object(s) == off)
861                 return 1;
862
863         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
864                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
865 }
866
867 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
868 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
869 {
870         u8 *start;
871         u8 *fault;
872         u8 *end;
873         u8 *pad;
874         int length;
875         int remainder;
876
877         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
878                 return 1;
879
880         start = page_address(page);
881         length = page_size(page);
882         end = start + length;
883         remainder = length % s->size;
884         if (!remainder)
885                 return 1;
886
887         pad = end - remainder;
888         metadata_access_enable();
889         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(pad), POISON_INUSE, remainder);
890         metadata_access_disable();
891         if (!fault)
892                 return 1;
893         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
894                 end--;
895
896         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
897                         fault, end - 1, fault - start);
898         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
899
900         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
901         return 0;
902 }
903
904 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
905                                         void *object, u8 val)
906 {
907         u8 *p = object;
908         u8 *endobject = object + s->object_size;
909
910         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
911                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
912                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
913                         return 0;
914
915                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
916                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
917                         return 0;
918         } else {
919                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
920                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
921                                 endobject, POISON_INUSE,
922                                 s->inuse - s->object_size);
923                 }
924         }
925
926         if (s->flags & SLAB_POISON) {
927                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
928                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
929                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
930                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
931                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
932                         return 0;
933                 /*
934                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
935                  */
936                 check_pad_bytes(s, page, p);
937         }
938
939         if (!freeptr_outside_object(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE)
940                 /*
941                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
942                  * freepointer while object is allocated.
943                  */
944                 return 1;
945
946         /* Check free pointer validity */
947         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
948                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
949                 /*
950                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
951                  * of the free objects in this slab. May cause
952                  * another error because the object count is now wrong.
953                  */
954                 set_freepointer(s, p, NULL);
955                 return 0;
956         }
957         return 1;
958 }
959
960 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
961 {
962         int maxobj;
963
964         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
965
966         if (!PageSlab(page)) {
967                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
968                 return 0;
969         }
970
971         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size);
972         if (page->objects > maxobj) {
973                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
974                         page->objects, maxobj);
975                 return 0;
976         }
977         if (page->inuse > page->objects) {
978                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
979                         page->inuse, page->objects);
980                 return 0;
981         }
982         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
983         slab_pad_check(s, page);
984         return 1;
985 }
986
987 /*
988  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
989  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
990  */
991 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
992 {
993         int nr = 0;
994         void *fp;
995         void *object = NULL;
996         int max_objects;
997
998         fp = page->freelist;
999         while (fp && nr <= page->objects) {
1000                 if (fp == search)
1001                         return 1;
1002                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
1003                         if (object) {
1004                                 object_err(s, page, object,
1005                                         "Freechain corrupt");
1006                                 set_freepointer(s, object, NULL);
1007                         } else {
1008                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
1009                                 page->freelist = NULL;
1010                                 page->inuse = page->objects;
1011                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
1012                                 return 0;
1013                         }
1014                         break;
1015                 }
1016                 object = fp;
1017                 fp = get_freepointer(s, object);
1018                 nr++;
1019         }
1020
1021         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size);
1022         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1023                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1024
1025         if (page->objects != max_objects) {
1026                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1027                          page->objects, max_objects);
1028                 page->objects = max_objects;
1029                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
1030         }
1031         if (page->inuse != page->objects - nr) {
1032                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1033                          page->inuse, page->objects - nr);
1034                 page->inuse = page->objects - nr;
1035                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
1036         }
1037         return search == NULL;
1038 }
1039
1040 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1041                                                                 int alloc)
1042 {
1043         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1044                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1045                         s->name,
1046                         alloc ? "alloc" : "free",
1047                         object, page->inuse,
1048                         page->freelist);
1049
1050                 if (!alloc)
1051                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1052                                         s->object_size);
1053
1054                 dump_stack();
1055         }
1056 }
1057
1058 /*
1059  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1060  */
1061 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1062         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1063 {
1064         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1065                 return;
1066
1067         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1068         list_add(&page->slab_list, &n->full);
1069 }
1070
1071 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1072 {
1073         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1074                 return;
1075
1076         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1077         list_del(&page->slab_list);
1078 }
1079
1080 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1081 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1082 {
1083         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1084
1085         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1086 }
1087
1088 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1089 {
1090         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1091 }
1092
1093 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1094 {
1095         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1096
1097         /*
1098          * May be called early in order to allocate a slab for the
1099          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1100          * dilemma by deferring the increment of the count during
1101          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1102          */
1103         if (likely(n)) {
1104                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1105                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1106         }
1107 }
1108 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1109 {
1110         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1111
1112         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1113         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1114 }
1115
1116 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1117 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1118                                                                 void *object)
1119 {
1120         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON))
1121                 return;
1122
1123         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1124         init_tracking(s, object);
1125 }
1126
1127 static
1128 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr)
1129 {
1130         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_POISON))
1131                 return;
1132
1133         metadata_access_enable();
1134         memset(kasan_reset_tag(addr), POISON_INUSE, page_size(page));
1135         metadata_access_disable();
1136 }
1137
1138 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1139                                         struct page *page, void *object)
1140 {
1141         if (!check_slab(s, page))
1142                 return 0;
1143
1144         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1145                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1146                 return 0;
1147         }
1148
1149         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1150                 return 0;
1151
1152         return 1;
1153 }
1154
1155 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1156                                         struct page *page,
1157                                         void *object, unsigned long addr)
1158 {
1159         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1160                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object))
1161                         goto bad;
1162         }
1163
1164         /* Success perform special debug activities for allocs */
1165         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1166                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1167         trace(s, page, object, 1);
1168         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1169         return 1;
1170
1171 bad:
1172         if (PageSlab(page)) {
1173                 /*
1174                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1175                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1176                  * as used avoids touching the remaining objects.
1177                  */
1178                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1179                 page->inuse = page->objects;
1180                 page->freelist = NULL;
1181         }
1182         return 0;
1183 }
1184
1185 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1186                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1187 {
1188         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1189                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1190                 return 0;
1191         }
1192
1193         if (on_freelist(s, page, object)) {
1194                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1195                 return 0;
1196         }
1197
1198         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1199                 return 0;
1200
1201         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1202                 if (!PageSlab(page)) {
1203                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1204                                  object);
1205                 } else if (!page->slab_cache) {
1206                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1207                                object);
1208                         dump_stack();
1209                 } else
1210                         object_err(s, page, object,
1211                                         "page slab pointer corrupt.");
1212                 return 0;
1213         }
1214         return 1;
1215 }
1216
1217 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1218 static noinline int free_debug_processing(
1219         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1220         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1221         unsigned long addr)
1222 {
1223         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1224         void *object = head;
1225         int cnt = 0;
1226         unsigned long flags;
1227         int ret = 0;
1228
1229         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1230         slab_lock(page);
1231
1232         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1233                 if (!check_slab(s, page))
1234                         goto out;
1235         }
1236
1237 next_object:
1238         cnt++;
1239
1240         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1241                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1242                         goto out;
1243         }
1244
1245         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1246                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1247         trace(s, page, object, 0);
1248         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1249         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1250
1251         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1252         if (object != tail) {
1253                 object = get_freepointer(s, object);
1254                 goto next_object;
1255         }
1256         ret = 1;
1257
1258 out:
1259         if (cnt != bulk_cnt)
1260                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1261                          bulk_cnt, cnt);
1262
1263         slab_unlock(page);
1264         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1265         if (!ret)
1266                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1267         return ret;
1268 }
1269
1270 /*
1271  * Parse a block of slub_debug options. Blocks are delimited by ';'
1272  *
1273  * @str:    start of block
1274  * @flags:  returns parsed flags, or DEBUG_DEFAULT_FLAGS if none specified
1275  * @slabs:  return start of list of slabs, or NULL when there's no list
1276  * @init:   assume this is initial parsing and not per-kmem-create parsing
1277  *
1278  * returns the start of next block if there's any, or NULL
1279  */
1280 static char *
1281 parse_slub_debug_flags(char *str, slab_flags_t *flags, char **slabs, bool init)
1282 {
1283         bool higher_order_disable = false;
1284
1285         /* Skip any completely empty blocks */
1286         while (*str && *str == ';')
1287                 str++;
1288
1289         if (*str == ',') {
1290                 /*
1291                  * No options but restriction on slabs. This means full
1292                  * debugging for slabs matching a pattern.
1293                  */
1294                 *flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1295                 goto check_slabs;
1296         }
1297         *flags = 0;
1298
1299         /* Determine which debug features should be switched on */
1300         for (; *str && *str != ',' && *str != ';'; str++) {
1301                 switch (tolower(*str)) {
1302                 case '-':
1303                         *flags = 0;
1304                         break;
1305                 case 'f':
1306                         *flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1307                         break;
1308                 case 'z':
1309                         *flags |= SLAB_RED_ZONE;
1310                         break;
1311                 case 'p':
1312                         *flags |= SLAB_POISON;
1313                         break;
1314                 case 'u':
1315                         *flags |= SLAB_STORE_USER;
1316                         break;
1317                 case 't':
1318                         *flags |= SLAB_TRACE;
1319                         break;
1320                 case 'a':
1321                         *flags |= SLAB_FAILSLAB;
1322                         break;
1323                 case 'o':
1324                         /*
1325                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1326                          * order would increase as a result.
1327                          */
1328                         higher_order_disable = true;
1329                         break;
1330                 default:
1331                         if (init)
1332                                 pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n", *str);
1333                 }
1334         }
1335 check_slabs:
1336         if (*str == ',')
1337                 *slabs = ++str;
1338         else
1339                 *slabs = NULL;
1340
1341         /* Skip over the slab list */
1342         while (*str && *str != ';')
1343                 str++;
1344
1345         /* Skip any completely empty blocks */
1346         while (*str && *str == ';')
1347                 str++;
1348
1349         if (init && higher_order_disable)
1350                 disable_higher_order_debug = 1;
1351
1352         if (*str)
1353                 return str;
1354         else
1355                 return NULL;
1356 }
1357
1358 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1359 {
1360         slab_flags_t flags;
1361         char *saved_str;
1362         char *slab_list;
1363         bool global_slub_debug_changed = false;
1364         bool slab_list_specified = false;
1365
1366         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1367         if (*str++ != '=' || !*str)
1368                 /*
1369                  * No options specified. Switch on full debugging.
1370                  */
1371                 goto out;
1372
1373         saved_str = str;
1374         while (str) {
1375                 str = parse_slub_debug_flags(str, &flags, &slab_list, true);
1376
1377                 if (!slab_list) {
1378                         slub_debug = flags;
1379                         global_slub_debug_changed = true;
1380                 } else {
1381                         slab_list_specified = true;
1382                 }
1383         }
1384
1385         /*
1386          * For backwards compatibility, a single list of flags with list of
1387          * slabs means debugging is only enabled for those slabs, so the global
1388          * slub_debug should be 0. We can extended that to multiple lists as
1389          * long as there is no option specifying flags without a slab list.
1390          */
1391         if (slab_list_specified) {
1392                 if (!global_slub_debug_changed)
1393                         slub_debug = 0;
1394                 slub_debug_string = saved_str;
1395         }
1396 out:
1397         if (slub_debug != 0 || slub_debug_string)
1398                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
1399         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1400              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1401             (slub_debug & SLAB_POISON))
1402                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1403         return 1;
1404 }
1405
1406 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1407
1408 /*
1409  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1410  * @object_size:        the size of an object without meta data
1411  * @flags:              flags to set
1412  * @name:               name of the cache
1413  *
1414  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1415  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1416  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1417  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1418  */
1419 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1420         slab_flags_t flags, const char *name)
1421 {
1422         char *iter;
1423         size_t len;
1424         char *next_block;
1425         slab_flags_t block_flags;
1426         slab_flags_t slub_debug_local = slub_debug;
1427
1428         /*
1429          * If the slab cache is for debugging (e.g. kmemleak) then
1430          * don't store user (stack trace) information by default,
1431          * but let the user enable it via the command line below.
1432          */
1433         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1434                 slub_debug_local &= ~SLAB_STORE_USER;
1435
1436         len = strlen(name);
1437         next_block = slub_debug_string;
1438         /* Go through all blocks of debug options, see if any matches our slab's name */
1439         while (next_block) {
1440                 next_block = parse_slub_debug_flags(next_block, &block_flags, &iter, false);
1441                 if (!iter)
1442                         continue;
1443                 /* Found a block that has a slab list, search it */
1444                 while (*iter) {
1445                         char *end, *glob;
1446                         size_t cmplen;
1447
1448                         end = strchrnul(iter, ',');
1449                         if (next_block && next_block < end)
1450                                 end = next_block - 1;
1451
1452                         glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1453                         if (glob)
1454                                 cmplen = glob - iter;
1455                         else
1456                                 cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1457
1458                         if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1459                                 flags |= block_flags;
1460                                 return flags;
1461                         }
1462
1463                         if (!*end || *end == ';')
1464                                 break;
1465                         iter = end + 1;
1466                 }
1467         }
1468
1469         return flags | slub_debug_local;
1470 }
1471 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1472 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1473                         struct page *page, void *object) {}
1474 static inline
1475 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr) {}
1476
1477 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1478         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1479
1480 static inline int free_debug_processing(
1481         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1482         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1483         unsigned long addr) { return 0; }
1484
1485 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1486                         { return 1; }
1487 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1488                         void *object, u8 val) { return 1; }
1489 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1490                                         struct page *page) {}
1491 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1492                                         struct page *page) {}
1493 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1494         slab_flags_t flags, const char *name)
1495 {
1496         return flags;
1497 }
1498 #define slub_debug 0
1499
1500 #define disable_higher_order_debug 0
1501
1502 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1503                                                         { return 0; }
1504 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1505                                                         { return 0; }
1506 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1507                                                         int objects) {}
1508 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1509                                                         int objects) {}
1510
1511 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1512                                void **freelist, void *nextfree)
1513 {
1514         return false;
1515 }
1516 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1517
1518 /*
1519  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1520  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1521  */
1522 static inline void *kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1523 {
1524         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1525         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1526         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1527         return ptr;
1528 }
1529
1530 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1531 {
1532         kmemleak_free(x);
1533         kasan_kfree_large(x);
1534 }
1535
1536 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1537 {
1538         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1539
1540         /*
1541          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1542          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1543          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1544          */
1545 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1546         {
1547                 unsigned long flags;
1548
1549                 local_irq_save(flags);
1550                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1551                 local_irq_restore(flags);
1552         }
1553 #endif
1554         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1555                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1556
1557         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
1558         if (!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1559                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
1560                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
1561
1562         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse */
1563         return kasan_slab_free(s, x);
1564 }
1565
1566 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1567                                            void **head, void **tail)
1568 {
1569
1570         void *object;
1571         void *next = *head;
1572         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1573         int rsize;
1574
1575         if (is_kfence_address(next)) {
1576                 slab_free_hook(s, next);
1577                 return true;
1578         }
1579
1580         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1581         *head = NULL;
1582         *tail = NULL;
1583
1584         do {
1585                 object = next;
1586                 next = get_freepointer(s, object);
1587
1588                 if (slab_want_init_on_free(s)) {
1589                         /*
1590                          * Clear the object and the metadata, but don't touch
1591                          * the redzone.
1592                          */
1593                         memset(kasan_reset_tag(object), 0, s->object_size);
1594                         rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad
1595                                                            : 0;
1596                         memset((char *)kasan_reset_tag(object) + s->inuse, 0,
1597                                s->size - s->inuse - rsize);
1598
1599                 }
1600                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1601                 if (!slab_free_hook(s, object)) {
1602                         /* Move object to the new freelist */
1603                         set_freepointer(s, object, *head);
1604                         *head = object;
1605                         if (!*tail)
1606                                 *tail = object;
1607                 }
1608         } while (object != old_tail);
1609
1610         if (*head == *tail)
1611                 *tail = NULL;
1612
1613         return *head != NULL;
1614 }
1615
1616 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1617                                 void *object)
1618 {
1619         setup_object_debug(s, page, object);
1620         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
1621         if (unlikely(s->ctor)) {
1622                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1623                 s->ctor(object);
1624                 kasan_poison_object_data(s, object);
1625         }
1626         return object;
1627 }
1628
1629 /*
1630  * Slab allocation and freeing
1631  */
1632 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1633                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1634 {
1635         struct page *page;
1636         unsigned int order = oo_order(oo);
1637
1638         if (node == NUMA_NO_NODE)
1639                 page = alloc_pages(flags, order);
1640         else
1641                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1642
1643         return page;
1644 }
1645
1646 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1647 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1648 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1649 {
1650         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1651         int err;
1652
1653         /* Bailout if already initialised */
1654         if (s->random_seq)
1655                 return 0;
1656
1657         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1658         if (err) {
1659                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1660                         s->name);
1661                 return err;
1662         }
1663
1664         /* Transform to an offset on the set of pages */
1665         if (s->random_seq) {
1666                 unsigned int i;
1667
1668                 for (i = 0; i < count; i++)
1669                         s->random_seq[i] *= s->size;
1670         }
1671         return 0;
1672 }
1673
1674 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1675 static void __init init_freelist_randomization(void)
1676 {
1677         struct kmem_cache *s;
1678
1679         mutex_lock(&slab_mutex);
1680
1681         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1682                 init_cache_random_seq(s);
1683
1684         mutex_unlock(&slab_mutex);
1685 }
1686
1687 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1688 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1689                                 unsigned long *pos, void *start,
1690                                 unsigned long page_limit,
1691                                 unsigned long freelist_count)
1692 {
1693         unsigned int idx;
1694
1695         /*
1696          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1697          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1698          */
1699         do {
1700                 idx = s->random_seq[*pos];
1701                 *pos += 1;
1702                 if (*pos >= freelist_count)
1703                         *pos = 0;
1704         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1705
1706         return (char *)start + idx;
1707 }
1708
1709 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1710 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1711 {
1712         void *start;
1713         void *cur;
1714         void *next;
1715         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1716
1717         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1718                 return false;
1719
1720         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1721         pos = get_random_int() % freelist_count;
1722
1723         page_limit = page->objects * s->size;
1724         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1725
1726         /* First entry is used as the base of the freelist */
1727         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1728                                 freelist_count);
1729         cur = setup_object(s, page, cur);
1730         page->freelist = cur;
1731
1732         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1733                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1734                         freelist_count);
1735                 next = setup_object(s, page, next);
1736                 set_freepointer(s, cur, next);
1737                 cur = next;
1738         }
1739         set_freepointer(s, cur, NULL);
1740
1741         return true;
1742 }
1743 #else
1744 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1745 {
1746         return 0;
1747 }
1748 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1749 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1750 {
1751         return false;
1752 }
1753 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1754
1755 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1756 {
1757         struct page *page;
1758         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1759         gfp_t alloc_gfp;
1760         void *start, *p, *next;
1761         int idx;
1762         bool shuffle;
1763
1764         flags &= gfp_allowed_mask;
1765
1766         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1767                 local_irq_enable();
1768
1769         flags |= s->allocflags;
1770
1771         /*
1772          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1773          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1774          */
1775         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1776         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1777                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1778
1779         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1780         if (unlikely(!page)) {
1781                 oo = s->min;
1782                 alloc_gfp = flags;
1783                 /*
1784                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1785                  * Try a lower order alloc if possible
1786                  */
1787                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1788                 if (unlikely(!page))
1789                         goto out;
1790                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1791         }
1792
1793         page->objects = oo_objects(oo);
1794
1795         account_slab_page(page, oo_order(oo), s, flags);
1796
1797         page->slab_cache = s;
1798         __SetPageSlab(page);
1799         if (page_is_pfmemalloc(page))
1800                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1801
1802         kasan_poison_slab(page);
1803
1804         start = page_address(page);
1805
1806         setup_page_debug(s, page, start);
1807
1808         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1809
1810         if (!shuffle) {
1811                 start = fixup_red_left(s, start);
1812                 start = setup_object(s, page, start);
1813                 page->freelist = start;
1814                 for (idx = 0, p = start; idx < page->objects - 1; idx++) {
1815                         next = p + s->size;
1816                         next = setup_object(s, page, next);
1817                         set_freepointer(s, p, next);
1818                         p = next;
1819                 }
1820                 set_freepointer(s, p, NULL);
1821         }
1822
1823         page->inuse = page->objects;
1824         page->frozen = 1;
1825
1826 out:
1827         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1828                 local_irq_disable();
1829         if (!page)
1830                 return NULL;
1831
1832         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1833
1834         return page;
1835 }
1836
1837 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1838 {
1839         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
1840                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
1841
1842         return allocate_slab(s,
1843                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1844 }
1845
1846 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1847 {
1848         int order = compound_order(page);
1849         int pages = 1 << order;
1850
1851         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
1852                 void *p;
1853
1854                 slab_pad_check(s, page);
1855                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1856                                                 page->objects)
1857                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1858         }
1859
1860         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1861         __ClearPageSlab(page);
1862         /* In union with page->mapping where page allocator expects NULL */
1863         page->slab_cache = NULL;
1864         if (current->reclaim_state)
1865                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1866         unaccount_slab_page(page, order, s);
1867         __free_pages(page, order);
1868 }
1869
1870 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1871 {
1872         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1873
1874         __free_slab(page->slab_cache, page);
1875 }
1876
1877 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1878 {
1879         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1880                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1881         } else
1882                 __free_slab(s, page);
1883 }
1884
1885 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1886 {
1887         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1888         free_slab(s, page);
1889 }
1890
1891 /*
1892  * Management of partially allocated slabs.
1893  */
1894 static inline void
1895 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1896 {
1897         n->nr_partial++;
1898         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1899                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->partial);
1900         else
1901                 list_add(&page->slab_list, &n->partial);
1902 }
1903
1904 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1905                                 struct page *page, int tail)
1906 {
1907         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1908         __add_partial(n, page, tail);
1909 }
1910
1911 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1912                                         struct page *page)
1913 {
1914         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1915         list_del(&page->slab_list);
1916         n->nr_partial--;
1917 }
1918
1919 /*
1920  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1921  * return the pointer to the freelist.
1922  *
1923  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1924  */
1925 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1926                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1927                 int mode, int *objects)
1928 {
1929         void *freelist;
1930         unsigned long counters;
1931         struct page new;
1932
1933         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1934
1935         /*
1936          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1937          * The old freelist is the list of objects for the
1938          * per cpu allocation list.
1939          */
1940         freelist = page->freelist;
1941         counters = page->counters;
1942         new.counters = counters;
1943         *objects = new.objects - new.inuse;
1944         if (mode) {
1945                 new.inuse = page->objects;
1946                 new.freelist = NULL;
1947         } else {
1948                 new.freelist = freelist;
1949         }
1950
1951         VM_BUG_ON(new.frozen);
1952         new.frozen = 1;
1953
1954         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1955                         freelist, counters,
1956                         new.freelist, new.counters,
1957                         "acquire_slab"))
1958                 return NULL;
1959
1960         remove_partial(n, page);
1961         WARN_ON(!freelist);
1962         return freelist;
1963 }
1964
1965 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1966 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1967
1968 /*
1969  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1970  */
1971 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1972                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1973 {
1974         struct page *page, *page2;
1975         void *object = NULL;
1976         unsigned int available = 0;
1977         int objects;
1978
1979         /*
1980          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1981          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1982          * partial slab and there is none available then get_partial()
1983          * will return NULL.
1984          */
1985         if (!n || !n->nr_partial)
1986                 return NULL;
1987
1988         spin_lock(&n->list_lock);
1989         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, slab_list) {
1990                 void *t;
1991
1992                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1993                         continue;
1994
1995                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1996                 if (!t)
1997                         break;
1998
1999                 available += objects;
2000                 if (!object) {
2001                         c->page = page;
2002                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
2003                         object = t;
2004                 } else {
2005                         put_cpu_partial(s, page, 0);
2006                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
2007                 }
2008                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
2009                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
2010                         break;
2011
2012         }
2013         spin_unlock(&n->list_lock);
2014         return object;
2015 }
2016
2017 /*
2018  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2019  */
2020 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2021                 struct kmem_cache_cpu *c)
2022 {
2023 #ifdef CONFIG_NUMA
2024         struct zonelist *zonelist;
2025         struct zoneref *z;
2026         struct zone *zone;
2027         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(flags);
2028         void *object;
2029         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2030
2031         /*
2032          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2033          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2034          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2035          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2036          *
2037          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2038          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2039          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2040          * from other nodes and filled up.
2041          *
2042          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2043          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2044          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2045          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2046          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2047          * with available objects.
2048          */
2049         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2050                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2051                 return NULL;
2052
2053         do {
2054                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2055                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
2056                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2057                         struct kmem_cache_node *n;
2058
2059                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2060
2061                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
2062                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2063                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
2064                                 if (object) {
2065                                         /*
2066                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2067                                          * here - if mems_allowed was updated in
2068                                          * parallel, that was a harmless race
2069                                          * between allocation and the cpuset
2070                                          * update
2071                                          */
2072                                         return object;
2073                                 }
2074                         }
2075                 }
2076         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2077 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2078         return NULL;
2079 }
2080
2081 /*
2082  * Get a partial page, lock it and return it.
2083  */
2084 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
2085                 struct kmem_cache_cpu *c)
2086 {
2087         void *object;
2088         int searchnode = node;
2089
2090         if (node == NUMA_NO_NODE)
2091                 searchnode = numa_mem_id();
2092
2093         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
2094         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
2095                 return object;
2096
2097         return get_any_partial(s, flags, c);
2098 }
2099
2100 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2101 /*
2102  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2103  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2104  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2105  */
2106 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2107 #else
2108 /*
2109  * No preemption supported therefore also no need to check for
2110  * different cpus.
2111  */
2112 #define TID_STEP 1
2113 #endif
2114
2115 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2116 {
2117         return tid + TID_STEP;
2118 }
2119
2120 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2121 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2122 {
2123         return tid % TID_STEP;
2124 }
2125
2126 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2127 {
2128         return tid / TID_STEP;
2129 }
2130 #endif
2131
2132 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2133 {
2134         return cpu;
2135 }
2136
2137 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2138                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2139 {
2140 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2141         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2142
2143         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2144
2145 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2146         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2147                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2148                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2149         else
2150 #endif
2151         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2152                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2153                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2154         else
2155                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2156                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2157 #endif
2158         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2159 }
2160
2161 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2162 {
2163         int cpu;
2164
2165         for_each_possible_cpu(cpu)
2166                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2167 }
2168
2169 /*
2170  * Remove the cpu slab
2171  */
2172 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2173                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2174 {
2175         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2176         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2177         int lock = 0, free_delta = 0;
2178         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2179         void *nextfree, *freelist_iter, *freelist_tail;
2180         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2181         struct page new;
2182         struct page old;
2183
2184         if (page->freelist) {
2185                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2186                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2187         }
2188
2189         /*
2190          * Stage one: Count the objects on cpu's freelist as free_delta and
2191          * remember the last object in freelist_tail for later splicing.
2192          */
2193         freelist_tail = NULL;
2194         freelist_iter = freelist;
2195         while (freelist_iter) {
2196                 nextfree = get_freepointer(s, freelist_iter);
2197
2198                 /*
2199                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2200                  * 'freelist_iter' is already corrupted.  So isolate all objects
2201                  * starting at 'freelist_iter' by skipping them.
2202                  */
2203                 if (freelist_corrupted(s, page, &freelist_iter, nextfree))
2204                         break;
2205
2206                 freelist_tail = freelist_iter;
2207                 free_delta++;
2208
2209                 freelist_iter = nextfree;
2210         }
2211
2212         /*
2213          * Stage two: Unfreeze the page while splicing the per-cpu
2214          * freelist to the head of page's freelist.
2215          *
2216          * Ensure that the page is unfrozen while the list presence
2217          * reflects the actual number of objects during unfreeze.
2218          *
2219          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2220          * with the count. If there is a mismatch then the page
2221          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2222          *
2223          * Then we restart the process which may have to remove
2224          * the page from the list that we just put it on again
2225          * because the number of objects in the slab may have
2226          * changed.
2227          */
2228 redo:
2229
2230         old.freelist = READ_ONCE(page->freelist);
2231         old.counters = READ_ONCE(page->counters);
2232         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2233
2234         /* Determine target state of the slab */
2235         new.counters = old.counters;
2236         if (freelist_tail) {
2237                 new.inuse -= free_delta;
2238                 set_freepointer(s, freelist_tail, old.freelist);
2239                 new.freelist = freelist;
2240         } else
2241                 new.freelist = old.freelist;
2242
2243         new.frozen = 0;
2244
2245         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2246                 m = M_FREE;
2247         else if (new.freelist) {
2248                 m = M_PARTIAL;
2249                 if (!lock) {
2250                         lock = 1;
2251                         /*
2252                          * Taking the spinlock removes the possibility
2253                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2254                          * is frozen
2255                          */
2256                         spin_lock(&n->list_lock);
2257                 }
2258         } else {
2259                 m = M_FULL;
2260                 if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER) && !lock) {
2261                         lock = 1;
2262                         /*
2263                          * This also ensures that the scanning of full
2264                          * slabs from diagnostic functions will not see
2265                          * any frozen slabs.
2266                          */
2267                         spin_lock(&n->list_lock);
2268                 }
2269         }
2270
2271         if (l != m) {
2272                 if (l == M_PARTIAL)
2273                         remove_partial(n, page);
2274                 else if (l == M_FULL)
2275                         remove_full(s, n, page);
2276
2277                 if (m == M_PARTIAL)
2278                         add_partial(n, page, tail);
2279                 else if (m == M_FULL)
2280                         add_full(s, n, page);
2281         }
2282
2283         l = m;
2284         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2285                                 old.freelist, old.counters,
2286                                 new.freelist, new.counters,
2287                                 "unfreezing slab"))
2288                 goto redo;
2289
2290         if (lock)
2291                 spin_unlock(&n->list_lock);
2292
2293         if (m == M_PARTIAL)
2294                 stat(s, tail);
2295         else if (m == M_FULL)
2296                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2297         else if (m == M_FREE) {
2298                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2299                 discard_slab(s, page);
2300                 stat(s, FREE_SLAB);
2301         }
2302
2303         c->page = NULL;
2304         c->freelist = NULL;
2305 }
2306
2307 /*
2308  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2309  *
2310  * This function must be called with interrupts disabled
2311  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2312  * to guarantee no concurrent accesses).
2313  */
2314 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2315                 struct kmem_cache_cpu *c)
2316 {
2317 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2318         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2319         struct page *page, *discard_page = NULL;
2320
2321         while ((page = slub_percpu_partial(c))) {
2322                 struct page new;
2323                 struct page old;
2324
2325                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2326
2327                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2328                 if (n != n2) {
2329                         if (n)
2330                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2331
2332                         n = n2;
2333                         spin_lock(&n->list_lock);
2334                 }
2335
2336                 do {
2337
2338                         old.freelist = page->freelist;
2339                         old.counters = page->counters;
2340                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2341
2342                         new.counters = old.counters;
2343                         new.freelist = old.freelist;
2344
2345                         new.frozen = 0;
2346
2347                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2348                                 old.freelist, old.counters,
2349                                 new.freelist, new.counters,
2350                                 "unfreezing slab"));
2351
2352                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2353                         page->next = discard_page;
2354                         discard_page = page;
2355                 } else {
2356                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2357                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2358                 }
2359         }
2360
2361         if (n)
2362                 spin_unlock(&n->list_lock);
2363
2364         while (discard_page) {
2365                 page = discard_page;
2366                 discard_page = discard_page->next;
2367
2368                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2369                 discard_slab(s, page);
2370                 stat(s, FREE_SLAB);
2371         }
2372 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2373 }
2374
2375 /*
2376  * Put a page that was just frozen (in __slab_free|get_partial_node) into a
2377  * partial page slot if available.
2378  *
2379  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2380  * per node partial list.
2381  */
2382 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2383 {
2384 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2385         struct page *oldpage;
2386         int pages;
2387         int pobjects;
2388
2389         preempt_disable();
2390         do {
2391                 pages = 0;
2392                 pobjects = 0;
2393                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2394
2395                 if (oldpage) {
2396                         pobjects = oldpage->pobjects;
2397                         pages = oldpage->pages;
2398                         if (drain && pobjects > slub_cpu_partial(s)) {
2399                                 unsigned long flags;
2400                                 /*
2401                                  * partial array is full. Move the existing
2402                                  * set to the per node partial list.
2403                                  */
2404                                 local_irq_save(flags);
2405                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2406                                 local_irq_restore(flags);
2407                                 oldpage = NULL;
2408                                 pobjects = 0;
2409                                 pages = 0;
2410                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2411                         }
2412                 }
2413
2414                 pages++;
2415                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2416
2417                 page->pages = pages;
2418                 page->pobjects = pobjects;
2419                 page->next = oldpage;
2420
2421         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2422                                                                 != oldpage);
2423         if (unlikely(!slub_cpu_partial(s))) {
2424                 unsigned long flags;
2425
2426                 local_irq_save(flags);
2427                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2428                 local_irq_restore(flags);
2429         }
2430         preempt_enable();
2431 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2432 }
2433
2434 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2435 {
2436         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2437         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2438
2439         c->tid = next_tid(c->tid);
2440 }
2441
2442 /*
2443  * Flush cpu slab.
2444  *
2445  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2446  */
2447 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2448 {
2449         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2450
2451         if (c->page)
2452                 flush_slab(s, c);
2453
2454         unfreeze_partials(s, c);
2455 }
2456
2457 static void flush_cpu_slab(void *d)
2458 {
2459         struct kmem_cache *s = d;
2460
2461         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2462 }
2463
2464 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2465 {
2466         struct kmem_cache *s = info;
2467         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2468
2469         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2470 }
2471
2472 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2473 {
2474         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1);
2475 }
2476
2477 /*
2478  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2479  * necessary.
2480  */
2481 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2482 {
2483         struct kmem_cache *s;
2484         unsigned long flags;
2485
2486         mutex_lock(&slab_mutex);
2487         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2488                 local_irq_save(flags);
2489                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2490                 local_irq_restore(flags);
2491         }
2492         mutex_unlock(&slab_mutex);
2493         return 0;
2494 }
2495
2496 /*
2497  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2498  * locality expectations.
2499  */
2500 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2501 {
2502 #ifdef CONFIG_NUMA
2503         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2504                 return 0;
2505 #endif
2506         return 1;
2507 }
2508
2509 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2510 static int count_free(struct page *page)
2511 {
2512         return page->objects - page->inuse;
2513 }
2514
2515 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2516 {
2517         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2518 }
2519 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2520
2521 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2522 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2523                                         int (*get_count)(struct page *))
2524 {
2525         unsigned long flags;
2526         unsigned long x = 0;
2527         struct page *page;
2528
2529         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2530         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
2531                 x += get_count(page);
2532         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2533         return x;
2534 }
2535 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2536
2537 static noinline void
2538 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2539 {
2540 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2541         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2542                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2543         int node;
2544         struct kmem_cache_node *n;
2545
2546         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2547                 return;
2548
2549         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2550                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2551         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2552                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2553                 oo_order(s->min));
2554
2555         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2556                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2557                         s->name);
2558
2559         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2560                 unsigned long nr_slabs;
2561                 unsigned long nr_objs;
2562                 unsigned long nr_free;
2563
2564                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2565                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2566                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2567
2568                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2569                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2570         }
2571 #endif
2572 }
2573
2574 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2575                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2576 {
2577         void *freelist;
2578         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2579         struct page *page;
2580
2581         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2582
2583         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2584
2585         if (freelist)
2586                 return freelist;
2587
2588         page = new_slab(s, flags, node);
2589         if (page) {
2590                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2591                 if (c->page)
2592                         flush_slab(s, c);
2593
2594                 /*
2595                  * No other reference to the page yet so we can
2596                  * muck around with it freely without cmpxchg
2597                  */
2598                 freelist = page->freelist;
2599                 page->freelist = NULL;
2600
2601                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2602                 c->page = page;
2603                 *pc = c;
2604         }
2605
2606         return freelist;
2607 }
2608
2609 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2610 {
2611         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2612                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2613
2614         return true;
2615 }
2616
2617 /*
2618  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2619  * per cpu freelist or deactivate the page.
2620  *
2621  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2622  *
2623  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2624  *
2625  * This function must be called with interrupt disabled.
2626  */
2627 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2628 {
2629         struct page new;
2630         unsigned long counters;
2631         void *freelist;
2632
2633         do {
2634                 freelist = page->freelist;
2635                 counters = page->counters;
2636
2637                 new.counters = counters;
2638                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2639
2640                 new.inuse = page->objects;
2641                 new.frozen = freelist != NULL;
2642
2643         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2644                 freelist, counters,
2645                 NULL, new.counters,
2646                 "get_freelist"));
2647
2648         return freelist;
2649 }
2650
2651 /*
2652  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2653  * debugging duties.
2654  *
2655  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2656  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2657  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2658  *
2659  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2660  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2661  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2662  *
2663  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2664  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2665  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2666  *
2667  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2668  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2669  */
2670 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2671                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2672 {
2673         void *freelist;
2674         struct page *page;
2675
2676         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2677
2678         page = c->page;
2679         if (!page) {
2680                 /*
2681                  * if the node is not online or has no normal memory, just
2682                  * ignore the node constraint
2683                  */
2684                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
2685                              !node_isset(node, slab_nodes)))
2686                         node = NUMA_NO_NODE;
2687                 goto new_slab;
2688         }
2689 redo:
2690
2691         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2692                 /*
2693                  * same as above but node_match() being false already
2694                  * implies node != NUMA_NO_NODE
2695                  */
2696                 if (!node_isset(node, slab_nodes)) {
2697                         node = NUMA_NO_NODE;
2698                         goto redo;
2699                 } else {
2700                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2701                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2702                         goto new_slab;
2703                 }
2704         }
2705
2706         /*
2707          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2708          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2709          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2710          */
2711         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2712                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2713                 goto new_slab;
2714         }
2715
2716         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2717         freelist = c->freelist;
2718         if (freelist)
2719                 goto load_freelist;
2720
2721         freelist = get_freelist(s, page);
2722
2723         if (!freelist) {
2724                 c->page = NULL;
2725                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2726                 goto new_slab;
2727         }
2728
2729         stat(s, ALLOC_REFILL);
2730
2731 load_freelist:
2732         /*
2733          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2734          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2735          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2736          */
2737         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2738         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2739         c->tid = next_tid(c->tid);
2740         return freelist;
2741
2742 new_slab:
2743
2744         if (slub_percpu_partial(c)) {
2745                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2746                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2747                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2748                 goto redo;
2749         }
2750
2751         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2752
2753         if (unlikely(!freelist)) {
2754                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2755                 return NULL;
2756         }
2757
2758         page = c->page;
2759         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2760                 goto load_freelist;
2761
2762         /* Only entered in the debug case */
2763         if (kmem_cache_debug(s) &&
2764                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2765                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2766
2767         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2768         return freelist;
2769 }
2770
2771 /*
2772  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2773  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2774  */
2775 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2776                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2777 {
2778         void *p;
2779         unsigned long flags;
2780
2781         local_irq_save(flags);
2782 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2783         /*
2784          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2785          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2786          * pointer.
2787          */
2788         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2789 #endif
2790
2791         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2792         local_irq_restore(flags);
2793         return p;
2794 }
2795
2796 /*
2797  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
2798  * zeroing out freelist pointer.
2799  */
2800 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
2801                                                    void *obj)
2802 {
2803         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj)
2804                 memset((void *)((char *)kasan_reset_tag(obj) + s->offset),
2805                         0, sizeof(void *));
2806 }
2807
2808 /*
2809  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2810  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2811  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2812  *
2813  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2814  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2815  *
2816  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2817  */
2818 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2819                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
2820 {
2821         void *object;
2822         struct kmem_cache_cpu *c;
2823         struct page *page;
2824         unsigned long tid;
2825         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2826         bool init = false;
2827
2828         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, 1, gfpflags);
2829         if (!s)
2830                 return NULL;
2831
2832         object = kfence_alloc(s, orig_size, gfpflags);
2833         if (unlikely(object))
2834                 goto out;
2835
2836 redo:
2837         /*
2838          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2839          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2840          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2841          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2842          *
2843          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2844          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPTION so we need
2845          * to check if it is matched or not.
2846          */
2847         do {
2848                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2849                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2850         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
2851                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2852
2853         /*
2854          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2855          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2856          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2857          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2858          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2859          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2860          */
2861         barrier();
2862
2863         /*
2864          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2865          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2866          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2867          * linked list in between.
2868          */
2869
2870         object = c->freelist;
2871         page = c->page;
2872         if (unlikely(!object || !page || !node_match(page, node))) {
2873                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2874         } else {
2875                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2876
2877                 /*
2878                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2879                  * operation and if we are on the right processor.
2880                  *
2881                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2882                  * semantics!)
2883                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2884                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2885                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2886                  *
2887                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2888                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2889                  * other cpus.
2890                  */
2891                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2892                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2893                                 object, tid,
2894                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2895
2896                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2897                         goto redo;
2898                 }
2899                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2900                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2901         }
2902
2903         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
2904         init = slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s);
2905
2906 out:
2907         slab_post_alloc_hook(s, objcg, gfpflags, 1, &object, init);
2908
2909         return object;
2910 }
2911
2912 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2913                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr, size_t orig_size)
2914 {
2915         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr, orig_size);
2916 }
2917
2918 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2919 {
2920         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_, s->object_size);
2921
2922         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2923                                 s->size, gfpflags);
2924
2925         return ret;
2926 }
2927 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2928
2929 #ifdef CONFIG_TRACING
2930 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2931 {
2932         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_, size);
2933         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2934         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2935         return ret;
2936 }
2937 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2938 #endif
2939
2940 #ifdef CONFIG_NUMA
2941 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2942 {
2943         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_, s->object_size);
2944
2945         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2946                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2947
2948         return ret;
2949 }
2950 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2951
2952 #ifdef CONFIG_TRACING
2953 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2954                                     gfp_t gfpflags,
2955                                     int node, size_t size)
2956 {
2957         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_, size);
2958
2959         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2960                            size, s->size, gfpflags, node);
2961
2962         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2963         return ret;
2964 }
2965 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2966 #endif
2967 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2968
2969 /*
2970  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2971  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2972  *
2973  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2974  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2975  * handling required then we can return immediately.
2976  */
2977 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2978                         void *head, void *tail, int cnt,
2979                         unsigned long addr)
2980
2981 {
2982         void *prior;
2983         int was_frozen;
2984         struct page new;
2985         unsigned long counters;
2986         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2987         unsigned long flags;
2988
2989         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2990
2991         if (kfence_free(head))
2992                 return;
2993
2994         if (kmem_cache_debug(s) &&
2995             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2996                 return;
2997
2998         do {
2999                 if (unlikely(n)) {
3000                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3001                         n = NULL;
3002                 }
3003                 prior = page->freelist;
3004                 counters = page->counters;
3005                 set_freepointer(s, tail, prior);
3006                 new.counters = counters;
3007                 was_frozen = new.frozen;
3008                 new.inuse -= cnt;
3009                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
3010
3011                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
3012
3013                                 /*
3014                                  * Slab was on no list before and will be
3015                                  * partially empty
3016                                  * We can defer the list move and instead
3017                                  * freeze it.
3018                                  */
3019                                 new.frozen = 1;
3020
3021                         } else { /* Needs to be taken off a list */
3022
3023                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
3024                                 /*
3025                                  * Speculatively acquire the list_lock.
3026                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
3027                                  * drop the list_lock without any processing.
3028                                  *
3029                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
3030                                  * other processors updating the list of slabs.
3031                                  */
3032                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3033
3034                         }
3035                 }
3036
3037         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
3038                 prior, counters,
3039                 head, new.counters,
3040                 "__slab_free"));
3041
3042         if (likely(!n)) {
3043
3044                 if (likely(was_frozen)) {
3045                         /*
3046                          * The list lock was not taken therefore no list
3047                          * activity can be necessary.
3048                          */
3049                         stat(s, FREE_FROZEN);
3050                 } else if (new.frozen) {
3051                         /*
3052                          * If we just froze the page then put it onto the
3053                          * per cpu partial list.
3054                          */
3055                         put_cpu_partial(s, page, 1);
3056                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
3057                 }
3058
3059                 return;
3060         }
3061
3062         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
3063                 goto slab_empty;
3064
3065         /*
3066          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
3067          * then add it.
3068          */
3069         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
3070                 remove_full(s, n, page);
3071                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
3072                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
3073         }
3074         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3075         return;
3076
3077 slab_empty:
3078         if (prior) {
3079                 /*
3080                  * Slab on the partial list.
3081                  */
3082                 remove_partial(n, page);
3083                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
3084         } else {
3085                 /* Slab must be on the full list */
3086                 remove_full(s, n, page);
3087         }
3088
3089         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3090         stat(s, FREE_SLAB);
3091         discard_slab(s, page);
3092 }
3093
3094 /*
3095  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
3096  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
3097  *
3098  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
3099  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
3100  * the item before.
3101  *
3102  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
3103  * with all sorts of special processing.
3104  *
3105  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
3106  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
3107  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
3108  */
3109 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
3110                                 struct page *page, void *head, void *tail,
3111                                 int cnt, unsigned long addr)
3112 {
3113         void *tail_obj = tail ? : head;
3114         struct kmem_cache_cpu *c;
3115         unsigned long tid;
3116
3117         memcg_slab_free_hook(s, &head, 1);
3118 redo:
3119         /*
3120          * Determine the currently cpus per cpu slab.
3121          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
3122          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
3123          * during the cmpxchg then the free will succeed.
3124          */
3125         do {
3126                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
3127                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3128         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
3129                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
3130
3131         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
3132         barrier();
3133
3134         if (likely(page == c->page)) {
3135                 void **freelist = READ_ONCE(c->freelist);
3136
3137                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
3138
3139                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
3140                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
3141                                 freelist, tid,
3142                                 head, next_tid(tid)))) {
3143
3144                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
3145                         goto redo;
3146                 }
3147                 stat(s, FREE_FASTPATH);
3148         } else
3149                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
3150
3151 }
3152
3153 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3154                                       void *head, void *tail, int cnt,
3155                                       unsigned long addr)
3156 {
3157         /*
3158          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
3159          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
3160          */
3161         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
3162                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
3163 }
3164
3165 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
3166 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3167 {
3168         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3169 }
3170 #endif
3171
3172 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3173 {
3174         s = cache_from_obj(s, x);
3175         if (!s)
3176                 return;
3177         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3178         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x, s->name);
3179 }
3180 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3181
3182 struct detached_freelist {
3183         struct page *page;
3184         void *tail;
3185         void *freelist;
3186         int cnt;
3187         struct kmem_cache *s;
3188 };
3189
3190 /*
3191  * This function progressively scans the array with free objects (with
3192  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3193  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3194  * page/objects.  This can happen without any need for
3195  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3196  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3197  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3198  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3199  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3200  * to performance reasons.
3201  */
3202 static inline
3203 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3204                             void **p, struct detached_freelist *df)
3205 {
3206         size_t first_skipped_index = 0;
3207         int lookahead = 3;
3208         void *object;
3209         struct page *page;
3210
3211         /* Always re-init detached_freelist */
3212         df->page = NULL;
3213
3214         do {
3215                 object = p[--size];
3216                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3217         } while (!object && size);
3218
3219         if (!object)
3220                 return 0;
3221
3222         page = virt_to_head_page(object);
3223         if (!s) {
3224                 /* Handle kalloc'ed objects */
3225                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3226                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3227                         kfree_hook(object);
3228                         __free_pages(page, compound_order(page));
3229                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3230                         return size;
3231                 }
3232                 /* Derive kmem_cache from object */
3233                 df->s = page->slab_cache;
3234         } else {
3235                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3236         }
3237
3238         if (is_kfence_address(object)) {
3239                 slab_free_hook(df->s, object);
3240                 __kfence_free(object);
3241                 p[size] = NULL; /* mark object processed */
3242                 return size;
3243         }
3244
3245         /* Start new detached freelist */
3246         df->page = page;
3247         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3248         df->tail = object;
3249         df->freelist = object;
3250         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3251         df->cnt = 1;
3252
3253         while (size) {
3254                 object = p[--size];
3255                 if (!object)
3256                         continue; /* Skip processed objects */
3257
3258                 /* df->page is always set at this point */
3259                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3260                         /* Opportunity build freelist */
3261                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3262                         df->freelist = object;
3263                         df->cnt++;
3264                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3265
3266                         continue;
3267                 }
3268
3269                 /* Limit look ahead search */
3270                 if (!--lookahead)
3271                         break;
3272
3273                 if (!first_skipped_index)
3274                         first_skipped_index = size + 1;
3275         }
3276
3277         return first_skipped_index;
3278 }
3279
3280 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3281 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3282 {
3283         if (WARN_ON(!size))
3284                 return;
3285
3286         memcg_slab_free_hook(s, p, size);
3287         do {
3288                 struct detached_freelist df;
3289
3290                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3291                 if (!df.page)
3292                         continue;
3293
3294                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt, _RET_IP_);
3295         } while (likely(size));
3296 }
3297 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3298
3299 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3300 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3301                           void **p)
3302 {
3303         struct kmem_cache_cpu *c;
3304         int i;
3305         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3306
3307         /* memcg and kmem_cache debug support */
3308         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, size, flags);
3309         if (unlikely(!s))
3310                 return false;
3311         /*
3312          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3313          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3314          * handlers invoking normal fastpath.
3315          */
3316         local_irq_disable();
3317         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3318
3319         for (i = 0; i < size; i++) {
3320                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
3321
3322                 if (unlikely(object)) {
3323                         p[i] = object;
3324                         continue;
3325                 }
3326
3327                 object = c->freelist;
3328                 if (unlikely(!object)) {
3329                         /*
3330                          * We may have removed an object from c->freelist using
3331                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
3332                          * c->tid has not been bumped yet.
3333                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
3334                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
3335                          */
3336                         c->tid = next_tid(c->tid);
3337
3338                         /*
3339                          * Invoking slow path likely have side-effect
3340                          * of re-populating per CPU c->freelist
3341                          */
3342                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3343                                             _RET_IP_, c);
3344                         if (unlikely(!p[i]))
3345                                 goto error;
3346
3347                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3348                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3349
3350                         continue; /* goto for-loop */
3351                 }
3352                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3353                 p[i] = object;
3354                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3355         }
3356         c->tid = next_tid(c->tid);
3357         local_irq_enable();
3358
3359         /*
3360          * memcg and kmem_cache debug support and memory initialization.
3361          * Done outside of the IRQ disabled fastpath loop.
3362          */
3363         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p,
3364                                 slab_want_init_on_alloc(flags, s));
3365         return i;
3366 error:
3367         local_irq_enable();
3368         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, i, p, false);
3369         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3370         return 0;
3371 }
3372 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3373
3374
3375 /*
3376  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3377  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3378  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3379  * another.
3380  *
3381  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3382  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3383  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3384  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3385  * locking overhead.
3386  */
3387
3388 /*
3389  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3390  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3391  * and increases the number of allocations possible without having to
3392  * take the list_lock.
3393  */
3394 static unsigned int slub_min_order;
3395 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3396 static unsigned int slub_min_objects;
3397
3398 /*
3399  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3400  *
3401  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3402  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3403  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3404  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3405  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3406  * would be wasted.
3407  *
3408  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3409  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3410  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3411  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3412  *
3413  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3414  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3415  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3416  * of space in favor of a small page order.
3417  *
3418  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3419  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3420  * requested a higher minimum order then we start with that one instead of
3421  * the smallest order which will fit the object.
3422  */
3423 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3424                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3425                 unsigned int fract_leftover)
3426 {
3427         unsigned int min_order = slub_min_order;
3428         unsigned int order;
3429
3430         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3431                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3432
3433         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3434                         order <= max_order; order++) {
3435
3436                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3437                 unsigned int rem;
3438
3439                 rem = slab_size % size;
3440
3441                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3442                         break;
3443         }
3444
3445         return order;
3446 }
3447
3448 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3449 {
3450         unsigned int order;
3451         unsigned int min_objects;
3452         unsigned int max_objects;
3453         unsigned int nr_cpus;
3454
3455         /*
3456          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3457          * works by first attempting to generate a layout with
3458          * the best configuration and backing off gradually.
3459          *
3460          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3461          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3462          */
3463         min_objects = slub_min_objects;
3464         if (!min_objects) {
3465                 /*
3466                  * Some architectures will only update present cpus when
3467                  * onlining them, so don't trust the number if it's just 1. But
3468                  * we also don't want to use nr_cpu_ids always, as on some other
3469                  * architectures, there can be many possible cpus, but never
3470                  * onlined. Here we compromise between trying to avoid too high
3471                  * order on systems that appear larger than they are, and too
3472                  * low order on systems that appear smaller than they are.
3473                  */
3474                 nr_cpus = num_present_cpus();
3475                 if (nr_cpus <= 1)
3476                         nr_cpus = nr_cpu_ids;
3477                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpus) + 1);
3478         }
3479         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3480         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3481
3482         while (min_objects > 1) {
3483                 unsigned int fraction;
3484
3485                 fraction = 16;
3486                 while (fraction >= 4) {
3487                         order = slab_order(size, min_objects,
3488                                         slub_max_order, fraction);
3489                         if (order <= slub_max_order)
3490                                 return order;
3491                         fraction /= 2;
3492                 }
3493                 min_objects--;
3494         }
3495
3496         /*
3497          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3498          * lets see if we can place a single object there.
3499          */
3500         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3501         if (order <= slub_max_order)
3502                 return order;
3503
3504         /*
3505          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3506          */
3507         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3508         if (order < MAX_ORDER)
3509                 return order;
3510         return -ENOSYS;
3511 }
3512
3513 static void
3514 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3515 {
3516         n->nr_partial = 0;
3517         spin_lock_init(&n->list_lock);
3518         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3519 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3520         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3521         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3522         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3523 #endif
3524 }
3525
3526 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3527 {
3528         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3529                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3530
3531         /*
3532          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3533          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3534          */
3535         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3536                                      2 * sizeof(void *));
3537
3538         if (!s->cpu_slab)
3539                 return 0;
3540
3541         init_kmem_cache_cpus(s);
3542
3543         return 1;
3544 }
3545
3546 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3547
3548 /*
3549  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3550  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3551  * possible.
3552  *
3553  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3554  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3555  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3556  */
3557 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3558 {
3559         struct page *page;
3560         struct kmem_cache_node *n;
3561
3562         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3563
3564         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3565
3566         BUG_ON(!page);
3567         if (page_to_nid(page) != node) {
3568                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3569                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3570         }
3571
3572         n = page->freelist;
3573         BUG_ON(!n);
3574 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3575         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3576         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3577 #endif
3578         n = kasan_slab_alloc(kmem_cache_node, n, GFP_KERNEL, false);
3579         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3580         page->inuse = 1;
3581         page->frozen = 0;
3582         kmem_cache_node->node[node] = n;
3583         init_kmem_cache_node(n);
3584         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3585
3586         /*
3587          * No locks need to be taken here as it has just been
3588          * initialized and there is no concurrent access.
3589          */
3590         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3591 }
3592
3593 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3594 {
3595         int node;
3596         struct kmem_cache_node *n;
3597
3598         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3599                 s->node[node] = NULL;
3600                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3601         }
3602 }
3603
3604 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3605 {
3606         cache_random_seq_destroy(s);
3607         free_percpu(s->cpu_slab);
3608         free_kmem_cache_nodes(s);
3609 }
3610
3611 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3612 {
3613         int node;
3614
3615         for_each_node_mask(node, slab_nodes) {
3616                 struct kmem_cache_node *n;
3617
3618                 if (slab_state == DOWN) {
3619                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3620                         continue;
3621                 }
3622                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3623                                                 GFP_KERNEL, node);
3624
3625                 if (!n) {
3626                         free_kmem_cache_nodes(s);
3627                         return 0;
3628                 }
3629
3630                 init_kmem_cache_node(n);
3631                 s->node[node] = n;
3632         }
3633         return 1;
3634 }
3635
3636 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3637 {
3638         if (min < MIN_PARTIAL)
3639                 min = MIN_PARTIAL;
3640         else if (min > MAX_PARTIAL)
3641                 min = MAX_PARTIAL;
3642         s->min_partial = min;
3643 }
3644
3645 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3646 {
3647 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3648         /*
3649          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3650          * per cpu partial lists of a processor.
3651          *
3652          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3653          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3654          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3655          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3656          *
3657          * This setting also determines
3658          *
3659          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3660          *    per node list when we reach the limit.
3661          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3662          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3663          *    50% to keep some capacity around for frees.
3664          */
3665         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3666                 slub_set_cpu_partial(s, 0);
3667         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3668                 slub_set_cpu_partial(s, 2);
3669         else if (s->size >= 1024)
3670                 slub_set_cpu_partial(s, 6);
3671         else if (s->size >= 256)
3672                 slub_set_cpu_partial(s, 13);
3673         else
3674                 slub_set_cpu_partial(s, 30);
3675 #endif
3676 }
3677
3678 /*
3679  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3680  * a slab object.
3681  */
3682 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3683 {
3684         slab_flags_t flags = s->flags;
3685         unsigned int size = s->object_size;
3686         unsigned int freepointer_area;
3687         unsigned int order;
3688
3689         /*
3690          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3691          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3692          * the possible location of the free pointer.
3693          */
3694         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3695         /*
3696          * This is the area of the object where a freepointer can be
3697          * safely written. If redzoning adds more to the inuse size, we
3698          * can't use that portion for writing the freepointer, so
3699          * s->offset must be limited within this for the general case.
3700          */
3701         freepointer_area = size;
3702
3703 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3704         /*
3705          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3706          * the slab may touch the object after free or before allocation
3707          * then we should never poison the object itself.
3708          */
3709         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3710                         !s->ctor)
3711                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3712         else
3713                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3714
3715
3716         /*
3717          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3718          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3719          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3720          */
3721         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3722                 size += sizeof(void *);
3723 #endif
3724
3725         /*
3726          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3727          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3728          */
3729         s->inuse = size;
3730
3731         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3732                 s->ctor)) {
3733                 /*
3734                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3735                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3736                  * kmem_cache_free.
3737                  *
3738                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3739                  * destructor or are poisoning the objects.
3740                  *
3741                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
3742                  * pointer is outside of the object is used in the
3743                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
3744                  * longer true, the function needs to be modified.
3745                  */
3746                 s->offset = size;
3747                 size += sizeof(void *);
3748         } else if (freepointer_area > sizeof(void *)) {
3749                 /*
3750                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
3751                  * it away from the edges of the object to avoid small
3752                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
3753                  */
3754                 s->offset = ALIGN(freepointer_area / 2, sizeof(void *));
3755         }
3756
3757 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3758         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3759                 /*
3760                  * Need to store information about allocs and frees after
3761                  * the object.
3762                  */
3763                 size += 2 * sizeof(struct track);
3764 #endif
3765
3766         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3767 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3768         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3769                 /*
3770                  * Add some empty padding so that we can catch
3771                  * overwrites from earlier objects rather than let
3772                  * tracking information or the free pointer be
3773                  * corrupted if a user writes before the start
3774                  * of the object.
3775                  */
3776                 size += sizeof(void *);
3777
3778                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3779                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3780                 size += s->red_left_pad;
3781         }
3782 #endif
3783
3784         /*
3785          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3786          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3787          * each object to conform to the alignment.
3788          */
3789         size = ALIGN(size, s->align);
3790         s->size = size;
3791         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
3792         if (forced_order >= 0)
3793                 order = forced_order;
3794         else
3795                 order = calculate_order(size);
3796
3797         if ((int)order < 0)
3798                 return 0;
3799
3800         s->allocflags = 0;
3801         if (order)
3802                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3803
3804         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3805                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3806
3807         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
3808                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
3809
3810         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3811                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3812
3813         /*
3814          * Determine the number of objects per slab
3815          */
3816         s->oo = oo_make(order, size);
3817         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3818         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3819                 s->max = s->oo;
3820
3821         return !!oo_objects(s->oo);
3822 }
3823
3824 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3825 {
3826 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3827         /*
3828          * If no slub_debug was enabled globally, the static key is not yet
3829          * enabled by setup_slub_debug(). Enable it if the cache is being
3830          * created with any of the debugging flags passed explicitly.
3831          */
3832         if (flags & SLAB_DEBUG_FLAGS)
3833                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
3834 #endif
3835         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name);
3836 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3837         s->random = get_random_long();
3838 #endif
3839
3840         if (!calculate_sizes(s, -1))
3841                 goto error;
3842         if (disable_higher_order_debug) {
3843                 /*
3844                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3845                  * order increased.
3846                  */
3847                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3848                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3849                         s->offset = 0;
3850                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3851                                 goto error;
3852                 }
3853         }
3854
3855 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3856     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3857         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3858                 /* Enable fast mode */
3859                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3860 #endif
3861
3862         /*
3863          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3864          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3865          */
3866         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3867
3868         set_cpu_partial(s);
3869
3870 #ifdef CONFIG_NUMA
3871         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3872 #endif
3873
3874         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3875         if (slab_state >= UP) {
3876                 if (init_cache_random_seq(s))
3877                         goto error;
3878         }
3879
3880         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3881                 goto error;
3882
3883         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3884                 return 0;
3885
3886         free_kmem_cache_nodes(s);
3887 error:
3888         return -EINVAL;
3889 }
3890
3891 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3892                               const char *text)
3893 {
3894 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3895         void *addr = page_address(page);
3896         unsigned long *map;
3897         void *p;
3898
3899         slab_err(s, page, text, s->name);
3900         slab_lock(page);
3901
3902         map = get_map(s, page);
3903         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3904
3905                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map)) {
3906                         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3907                         print_tracking(s, p);
3908                 }
3909         }
3910         put_map(map);
3911         slab_unlock(page);
3912 #endif
3913 }
3914
3915 /*
3916  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3917  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3918  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3919  */
3920 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3921 {
3922         LIST_HEAD(discard);
3923         struct page *page, *h;
3924
3925         BUG_ON(irqs_disabled());
3926         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3927         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, slab_list) {
3928                 if (!page->inuse) {
3929                         remove_partial(n, page);
3930                         list_add(&page->slab_list, &discard);
3931                 } else {
3932                         list_slab_objects(s, page,
3933                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3934                 }
3935         }
3936         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3937
3938         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, slab_list)
3939                 discard_slab(s, page);
3940 }
3941
3942 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
3943 {
3944         int node;
3945         struct kmem_cache_node *n;
3946
3947         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3948                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3949                         return false;
3950         return true;
3951 }
3952
3953 /*
3954  * Release all resources used by a slab cache.
3955  */
3956 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3957 {
3958         int node;
3959         struct kmem_cache_node *n;
3960
3961         flush_all(s);
3962         /* Attempt to free all objects */
3963         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3964                 free_partial(s, n);
3965                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3966                         return 1;
3967         }
3968         return 0;
3969 }
3970
3971 #ifdef CONFIG_PRINTK
3972 void kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct page *page)
3973 {
3974         void *base;
3975         int __maybe_unused i;
3976         unsigned int objnr;
3977         void *objp;
3978         void *objp0;
3979         struct kmem_cache *s = page->slab_cache;
3980         struct track __maybe_unused *trackp;
3981
3982         kpp->kp_ptr = object;
3983         kpp->kp_page = page;
3984         kpp->kp_slab_cache = s;
3985         base = page_address(page);
3986         objp0 = kasan_reset_tag(object);
3987 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3988         objp = restore_red_left(s, objp0);
3989 #else
3990         objp = objp0;
3991 #endif
3992         objnr = obj_to_index(s, page, objp);
3993         kpp->kp_data_offset = (unsigned long)((char *)objp0 - (char *)objp);
3994         objp = base + s->size * objnr;
3995         kpp->kp_objp = objp;
3996         if (WARN_ON_ONCE(objp < base || objp >= base + page->objects * s->size || (objp - base) % s->size) ||
3997             !(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3998                 return;
3999 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4000         trackp = get_track(s, objp, TRACK_ALLOC);
4001         kpp->kp_ret = (void *)trackp->addr;
4002 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
4003         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++) {
4004                 kpp->kp_stack[i] = (void *)trackp->addrs[i];
4005                 if (!kpp->kp_stack[i])
4006                         break;
4007         }
4008 #endif
4009 #endif
4010 }
4011 #endif
4012
4013 /********************************************************************
4014  *              Kmalloc subsystem
4015  *******************************************************************/
4016
4017 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
4018 {
4019         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
4020
4021         return 1;
4022 }
4023
4024 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
4025
4026 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
4027 {
4028         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
4029         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
4030
4031         return 1;
4032 }
4033
4034 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
4035
4036 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
4037 {
4038         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
4039
4040         return 1;
4041 }
4042
4043 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
4044
4045 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
4046 {
4047         struct kmem_cache *s;
4048         void *ret;
4049
4050         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4051                 return kmalloc_large(size, flags);
4052
4053         s = kmalloc_slab(size, flags);
4054
4055         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4056                 return s;
4057
4058         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_, size);
4059
4060         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
4061
4062         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4063
4064         return ret;
4065 }
4066 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
4067
4068 #ifdef CONFIG_NUMA
4069 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4070 {
4071         struct page *page;
4072         void *ptr = NULL;
4073         unsigned int order = get_order(size);
4074
4075         flags |= __GFP_COMP;
4076         page = alloc_pages_node(node, flags, order);
4077         if (page) {
4078                 ptr = page_address(page);
4079                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4080                                       PAGE_SIZE << order);
4081         }
4082
4083         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
4084 }
4085
4086 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4087 {
4088         struct kmem_cache *s;
4089         void *ret;
4090
4091         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4092                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
4093
4094                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
4095                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4096                                    flags, node);
4097
4098                 return ret;
4099         }
4100
4101         s = kmalloc_slab(size, flags);
4102
4103         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4104                 return s;
4105
4106         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_, size);
4107
4108         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
4109
4110         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4111
4112         return ret;
4113 }
4114 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
4115 #endif  /* CONFIG_NUMA */
4116
4117 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
4118 /*
4119  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
4120  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
4121  * cache's usercopy region.
4122  *
4123  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4124  * to indicate an error.
4125  */
4126 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
4127                          bool to_user)
4128 {
4129         struct kmem_cache *s;
4130         unsigned int offset;
4131         size_t object_size;
4132         bool is_kfence = is_kfence_address(ptr);
4133
4134         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
4135
4136         /* Find object and usable object size. */
4137         s = page->slab_cache;
4138
4139         /* Reject impossible pointers. */
4140         if (ptr < page_address(page))
4141                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
4142                                to_user, 0, n);
4143
4144         /* Find offset within object. */
4145         if (is_kfence)
4146                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
4147         else
4148                 offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
4149
4150         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
4151         if (!is_kfence && kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
4152                 if (offset < s->red_left_pad)
4153                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
4154                                        s->name, to_user, offset, n);
4155                 offset -= s->red_left_pad;
4156         }
4157
4158         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
4159         if (offset >= s->useroffset &&
4160             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
4161             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
4162                 return;
4163
4164         /*
4165          * If the copy is still within the allocated object, produce
4166          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
4167          * to be a temporary method to find any missing usercopy
4168          * whitelists.
4169          */
4170         object_size = slab_ksize(s);
4171         if (usercopy_fallback &&
4172             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
4173                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4174                 return;
4175         }
4176
4177         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4178 }
4179 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4180
4181 size_t __ksize(const void *object)
4182 {
4183         struct page *page;
4184
4185         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
4186                 return 0;
4187
4188         page = virt_to_head_page(object);
4189
4190         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4191                 WARN_ON(!PageCompound(page));
4192                 return page_size(page);
4193         }
4194
4195         return slab_ksize(page->slab_cache);
4196 }
4197 EXPORT_SYMBOL(__ksize);
4198
4199 void kfree(const void *x)
4200 {
4201         struct page *page;
4202         void *object = (void *)x;
4203
4204         trace_kfree(_RET_IP_, x);
4205
4206         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
4207                 return;
4208
4209         page = virt_to_head_page(x);
4210         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4211                 unsigned int order = compound_order(page);
4212
4213                 BUG_ON(!PageCompound(page));
4214                 kfree_hook(object);
4215                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4216                                       -(PAGE_SIZE << order));
4217                 __free_pages(page, order);
4218                 return;
4219         }
4220         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
4221 }
4222 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4223
4224 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
4225
4226 /*
4227  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
4228  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
4229  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
4230  *
4231  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
4232  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
4233  * are freed in them.
4234  */
4235 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
4236 {
4237         int node;
4238         int i;
4239         struct kmem_cache_node *n;
4240         struct page *page;
4241         struct page *t;
4242         struct list_head discard;
4243         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
4244         unsigned long flags;
4245         int ret = 0;
4246
4247         flush_all(s);
4248         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4249                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
4250                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
4251                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
4252
4253                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4254
4255                 /*
4256                  * Build lists of slabs to discard or promote.
4257                  *
4258                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
4259                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
4260                  */
4261                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, slab_list) {
4262                         int free = page->objects - page->inuse;
4263
4264                         /* Do not reread page->inuse */
4265                         barrier();
4266
4267                         /* We do not keep full slabs on the list */
4268                         BUG_ON(free <= 0);
4269
4270                         if (free == page->objects) {
4271                                 list_move(&page->slab_list, &discard);
4272                                 n->nr_partial--;
4273                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4274                                 list_move(&page->slab_list, promote + free - 1);
4275                 }
4276
4277                 /*
4278                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4279                  * partial list.
4280                  */
4281                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4282                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4283
4284                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4285
4286                 /* Release empty slabs */
4287                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, slab_list)
4288                         discard_slab(s, page);
4289
4290                 if (slabs_node(s, node))
4291                         ret = 1;
4292         }
4293
4294         return ret;
4295 }
4296
4297 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4298 {
4299         struct kmem_cache *s;
4300
4301         mutex_lock(&slab_mutex);
4302         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4303                 __kmem_cache_shrink(s);
4304         mutex_unlock(&slab_mutex);
4305
4306         return 0;
4307 }
4308
4309 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4310 {
4311         struct memory_notify *marg = arg;
4312         int offline_node;
4313
4314         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4315
4316         /*
4317          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4318          * for it yet.
4319          */
4320         if (offline_node < 0)
4321                 return;
4322
4323         mutex_lock(&slab_mutex);
4324         node_clear(offline_node, slab_nodes);
4325         /*
4326          * We no longer free kmem_cache_node structures here, as it would be
4327          * racy with all get_node() users, and infeasible to protect them with
4328          * slab_mutex.
4329          */
4330         mutex_unlock(&slab_mutex);
4331 }
4332
4333 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4334 {
4335         struct kmem_cache_node *n;
4336         struct kmem_cache *s;
4337         struct memory_notify *marg = arg;
4338         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4339         int ret = 0;
4340
4341         /*
4342          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4343          * already created. Nothing to do.
4344          */
4345         if (nid < 0)
4346                 return 0;
4347
4348         /*
4349          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4350          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4351          * online.
4352          */
4353         mutex_lock(&slab_mutex);
4354         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4355                 /*
4356                  * The structure may already exist if the node was previously
4357                  * onlined and offlined.
4358                  */
4359                 if (get_node(s, nid))
4360                         continue;
4361                 /*
4362                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4363                  *      since memory is not yet available from the node that
4364                  *      is brought up.
4365                  */
4366                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4367                 if (!n) {
4368                         ret = -ENOMEM;
4369                         goto out;
4370                 }
4371                 init_kmem_cache_node(n);
4372                 s->node[nid] = n;
4373         }
4374         /*
4375          * Any cache created after this point will also have kmem_cache_node
4376          * initialized for the new node.
4377          */
4378         node_set(nid, slab_nodes);
4379 out:
4380         mutex_unlock(&slab_mutex);
4381         return ret;
4382 }
4383
4384 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4385                                 unsigned long action, void *arg)
4386 {
4387         int ret = 0;
4388
4389         switch (action) {
4390         case MEM_GOING_ONLINE:
4391                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4392                 break;
4393         case MEM_GOING_OFFLINE:
4394                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4395                 break;
4396         case MEM_OFFLINE:
4397         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4398                 slab_mem_offline_callback(arg);
4399                 break;
4400         case MEM_ONLINE:
4401         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4402                 break;
4403         }
4404         if (ret)
4405                 ret = notifier_from_errno(ret);
4406         else
4407                 ret = NOTIFY_OK;
4408         return ret;
4409 }
4410
4411 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4412         .notifier_call = slab_memory_callback,
4413         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4414 };
4415
4416 /********************************************************************
4417  *                      Basic setup of slabs
4418  *******************************************************************/
4419
4420 /*
4421  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4422  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4423  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4424  */
4425
4426 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4427 {
4428         int node;
4429         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4430         struct kmem_cache_node *n;
4431
4432         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4433
4434         /*
4435          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4436          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4437          * IPIs around.
4438          */
4439         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4440         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4441                 struct page *p;
4442
4443                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
4444                         p->slab_cache = s;
4445
4446 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4447                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
4448                         p->slab_cache = s;
4449 #endif
4450         }
4451         list_add(&s->list, &slab_caches);
4452         return s;
4453 }
4454
4455 void __init kmem_cache_init(void)
4456 {
4457         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4458                 boot_kmem_cache_node;
4459         int node;
4460
4461         if (debug_guardpage_minorder())
4462                 slub_max_order = 0;
4463
4464         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4465         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4466
4467         /*
4468          * Initialize the nodemask for which we will allocate per node
4469          * structures. Here we don't need taking slab_mutex yet.
4470          */
4471         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4472                 node_set(node, slab_nodes);
4473
4474         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4475                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4476
4477         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4478
4479         /* Able to allocate the per node structures */
4480         slab_state = PARTIAL;
4481
4482         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4483                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4484                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4485                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4486
4487         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4488         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4489
4490         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4491         setup_kmalloc_cache_index_table();
4492         create_kmalloc_caches(0);
4493
4494         /* Setup random freelists for each cache */
4495         init_freelist_randomization();
4496
4497         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4498                                   slub_cpu_dead);
4499
4500         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
4501                 cache_line_size(),
4502                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4503                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4504 }
4505
4506 void __init kmem_cache_init_late(void)
4507 {
4508 }
4509
4510 struct kmem_cache *
4511 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4512                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4513 {
4514         struct kmem_cache *s;
4515
4516         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4517         if (s) {
4518                 s->refcount++;
4519
4520                 /*
4521                  * Adjust the object sizes so that we clear
4522                  * the complete object on kzalloc.
4523                  */
4524                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4525                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4526
4527                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4528                         s->refcount--;
4529                         s = NULL;
4530                 }
4531         }
4532
4533         return s;
4534 }
4535
4536 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4537 {
4538         int err;
4539
4540         err = kmem_cache_open(s, flags);
4541         if (err)
4542                 return err;
4543
4544         /* Mutex is not taken during early boot */
4545         if (slab_state <= UP)
4546                 return 0;
4547
4548         err = sysfs_slab_add(s);
4549         if (err)
4550                 __kmem_cache_release(s);
4551
4552         return err;
4553 }
4554
4555 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4556 {
4557         struct kmem_cache *s;
4558         void *ret;
4559
4560         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4561                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4562
4563         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4564
4565         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4566                 return s;
4567
4568         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller, size);
4569
4570         /* Honor the call site pointer we received. */
4571         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4572
4573         return ret;
4574 }
4575 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
4576
4577 #ifdef CONFIG_NUMA
4578 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4579                                         int node, unsigned long caller)
4580 {
4581         struct kmem_cache *s;
4582         void *ret;
4583
4584         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4585                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4586
4587                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4588                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4589                                    gfpflags, node);
4590
4591                 return ret;
4592         }
4593
4594         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4595
4596         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4597                 return s;
4598
4599         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller, size);
4600
4601         /* Honor the call site pointer we received. */
4602         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4603
4604         return ret;
4605 }
4606 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
4607 #endif
4608
4609 #ifdef CONFIG_SYSFS
4610 static int count_inuse(struct page *page)
4611 {
4612         return page->inuse;
4613 }
4614
4615 static int count_total(struct page *page)
4616 {
4617         return page->objects;
4618 }
4619 #endif
4620
4621 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4622 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
4623 {
4624         void *p;
4625         void *addr = page_address(page);
4626         unsigned long *map;
4627
4628         slab_lock(page);
4629
4630         if (!check_slab(s, page) || !on_freelist(s, page, NULL))
4631                 goto unlock;
4632
4633         /* Now we know that a valid freelist exists */
4634         map = get_map(s, page);
4635         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4636                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map) ?
4637                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
4638
4639                 if (!check_object(s, page, p, val))
4640                         break;
4641         }
4642         put_map(map);
4643 unlock:
4644         slab_unlock(page);
4645 }
4646
4647 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4648                 struct kmem_cache_node *n)
4649 {
4650         unsigned long count = 0;
4651         struct page *page;
4652         unsigned long flags;
4653
4654         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4655
4656         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list) {
4657                 validate_slab(s, page);
4658                 count++;
4659         }
4660         if (count != n->nr_partial)
4661                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4662                        s->name, count, n->nr_partial);
4663
4664         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4665                 goto out;
4666
4667         list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list) {
4668                 validate_slab(s, page);
4669                 count++;
4670         }
4671         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4672                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4673                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4674
4675 out:
4676         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4677         return count;
4678 }
4679
4680 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4681 {
4682         int node;
4683         unsigned long count = 0;
4684         struct kmem_cache_node *n;
4685
4686         flush_all(s);
4687         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4688                 count += validate_slab_node(s, n);
4689
4690         return count;
4691 }
4692 /*
4693  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4694  * and freed.
4695  */
4696
4697 struct location {
4698         unsigned long count;
4699         unsigned long addr;
4700         long long sum_time;
4701         long min_time;
4702         long max_time;
4703         long min_pid;
4704         long max_pid;
4705         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4706         nodemask_t nodes;
4707 };
4708
4709 struct loc_track {
4710         unsigned long max;
4711         unsigned long count;
4712         struct location *loc;
4713 };
4714
4715 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4716 {
4717         if (t->max)
4718                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4719                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4720 }
4721
4722 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4723 {
4724         struct location *l;
4725         int order;
4726
4727         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4728
4729         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4730         if (!l)
4731                 return 0;
4732
4733         if (t->count) {
4734                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4735                 free_loc_track(t);
4736         }
4737         t->max = max;
4738         t->loc = l;
4739         return 1;
4740 }
4741
4742 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4743                                 const struct track *track)
4744 {
4745         long start, end, pos;
4746         struct location *l;
4747         unsigned long caddr;
4748         unsigned long age = jiffies - track->when;
4749
4750         start = -1;
4751         end = t->count;
4752
4753         for ( ; ; ) {
4754                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4755
4756                 /*
4757                  * There is nothing at "end". If we end up there
4758                  * we need to add something to before end.
4759                  */
4760                 if (pos == end)
4761                         break;
4762
4763                 caddr = t->loc[pos].addr;
4764                 if (track->addr == caddr) {
4765
4766                         l = &t->loc[pos];
4767                         l->count++;
4768                         if (track->when) {
4769                                 l->sum_time += age;
4770                                 if (age < l->min_time)
4771                                         l->min_time = age;
4772                                 if (age > l->max_time)
4773                                         l->max_time = age;
4774
4775                                 if (track->pid < l->min_pid)
4776                                         l->min_pid = track->pid;
4777                                 if (track->pid > l->max_pid)
4778                                         l->max_pid = track->pid;
4779
4780                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4781                                                 to_cpumask(l->cpus));
4782                         }
4783                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4784                         return 1;
4785                 }
4786
4787                 if (track->addr < caddr)
4788                         end = pos;
4789                 else
4790                         start = pos;
4791         }
4792
4793         /*
4794          * Not found. Insert new tracking element.
4795          */
4796         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4797                 return 0;
4798
4799         l = t->loc + pos;
4800         if (pos < t->count)
4801                 memmove(l + 1, l,
4802                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4803         t->count++;
4804         l->count = 1;
4805         l->addr = track->addr;
4806         l->sum_time = age;
4807         l->min_time = age;
4808         l->max_time = age;
4809         l->min_pid = track->pid;
4810         l->max_pid = track->pid;
4811         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4812         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4813         nodes_clear(l->nodes);
4814         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4815         return 1;
4816 }
4817
4818 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4819                 struct page *page, enum track_item alloc)
4820 {
4821         void *addr = page_address(page);
4822         void *p;
4823         unsigned long *map;
4824
4825         map = get_map(s, page);
4826         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4827                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map))
4828                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4829         put_map(map);
4830 }
4831
4832 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4833                           enum track_item alloc)
4834 {
4835         int len = 0;
4836         unsigned long i;
4837         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4838         int node;
4839         struct kmem_cache_node *n;
4840
4841         if (!alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4842                              GFP_KERNEL)) {
4843                 return sysfs_emit(buf, "Out of memory\n");
4844         }
4845         /* Push back cpu slabs */
4846         flush_all(s);
4847
4848         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4849                 unsigned long flags;
4850                 struct page *page;
4851
4852                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4853                         continue;
4854
4855                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4856                 list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
4857                         process_slab(&t, s, page, alloc);
4858                 list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list)
4859                         process_slab(&t, s, page, alloc);
4860                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4861         }
4862
4863         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4864                 struct location *l = &t.loc[i];
4865
4866                 len += sysfs_emit_at(buf, len, "%7ld ", l->count);
4867
4868                 if (l->addr)
4869                         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%pS", (void *)l->addr);
4870                 else
4871                         len += sysfs_emit_at(buf, len, "<not-available>");
4872
4873                 if (l->sum_time != l->min_time)
4874                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " age=%ld/%ld/%ld",
4875                                              l->min_time,
4876                                              (long)div_u64(l->sum_time,
4877                                                            l->count),
4878                                              l->max_time);
4879                 else
4880                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " age=%ld", l->min_time);
4881
4882                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4883                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " pid=%ld-%ld",
4884                                              l->min_pid, l->max_pid);
4885                 else
4886                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " pid=%ld",
4887                                              l->min_pid);
4888
4889                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4890                     !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)))
4891                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " cpus=%*pbl",
4892                                              cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4893
4894                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes))
4895                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " nodes=%*pbl",
4896                                              nodemask_pr_args(&l->nodes));
4897
4898                 len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
4899         }
4900
4901         free_loc_track(&t);
4902         if (!t.count)
4903                 len += sysfs_emit_at(buf, len, "No data\n");
4904
4905         return len;
4906 }
4907 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4908
4909 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4910 static void __init resiliency_test(void)
4911 {
4912         u8 *p;
4913         int type = KMALLOC_NORMAL;
4914
4915         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4916
4917         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4918         pr_err("-----------------------\n");
4919         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4920
4921         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4922         p[16] = 0x12;
4923         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4924                p + 16);
4925
4926         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][4]);
4927
4928         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4929         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4930         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4931         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4932                p);
4933         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4934
4935         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][5]);
4936         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4937         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4938         *p = 0x56;
4939         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4940                p);
4941         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4942         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][6]);
4943
4944         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4945         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4946         kfree(p);
4947         *p = 0x78;
4948         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4949         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][7]);
4950
4951         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4952         kfree(p);
4953         p[50] = 0x9a;
4954         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4955         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][8]);
4956
4957         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4958         kfree(p);
4959         p[512] = 0xab;
4960         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4961         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][9]);
4962 }
4963 #else
4964 #ifdef CONFIG_SYSFS
4965 static void resiliency_test(void) {};
4966 #endif
4967 #endif  /* SLUB_RESILIENCY_TEST */
4968
4969 #ifdef CONFIG_SYSFS
4970 enum slab_stat_type {
4971         SL_ALL,                 /* All slabs */
4972         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4973         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4974         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4975         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4976 };
4977
4978 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4979 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4980 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4981 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4982 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4983
4984 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4985                                  char *buf, unsigned long flags)
4986 {
4987         unsigned long total = 0;
4988         int node;
4989         int x;
4990         unsigned long *nodes;
4991         int len = 0;
4992
4993         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4994         if (!nodes)
4995                 return -ENOMEM;
4996
4997         if (flags & SO_CPU) {
4998                 int cpu;
4999
5000                 for_each_possible_cpu(cpu) {
5001                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
5002                                                                cpu);
5003                         int node;
5004                         struct page *page;
5005
5006                         page = READ_ONCE(c->page);
5007                         if (!page)
5008                                 continue;
5009
5010                         node = page_to_nid(page);
5011                         if (flags & SO_TOTAL)
5012                                 x = page->objects;
5013                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5014                                 x = page->inuse;
5015                         else
5016                                 x = 1;
5017
5018                         total += x;
5019                         nodes[node] += x;
5020
5021                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
5022                         if (page) {
5023                                 node = page_to_nid(page);
5024                                 if (flags & SO_TOTAL)
5025                                         WARN_ON_ONCE(1);
5026                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
5027                                         WARN_ON_ONCE(1);
5028                                 else
5029                                         x = page->pages;
5030                                 total += x;
5031                                 nodes[node] += x;
5032                         }
5033                 }
5034         }
5035
5036         /*
5037          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
5038          * already held which will conflict with an existing lock order:
5039          *
5040          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
5041          *
5042          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
5043          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
5044          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
5045          */
5046
5047 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5048         if (flags & SO_ALL) {
5049                 struct kmem_cache_node *n;
5050
5051                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5052
5053                         if (flags & SO_TOTAL)
5054                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
5055                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5056                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
5057                                         count_partial(n, count_free);
5058                         else
5059                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5060                         total += x;
5061                         nodes[node] += x;
5062                 }
5063
5064         } else
5065 #endif
5066         if (flags & SO_PARTIAL) {
5067                 struct kmem_cache_node *n;
5068
5069                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5070                         if (flags & SO_TOTAL)
5071                                 x = count_partial(n, count_total);
5072                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5073                                 x = count_partial(n, count_inuse);
5074                         else
5075                                 x = n->nr_partial;
5076                         total += x;
5077                         nodes[node] += x;
5078                 }
5079         }
5080
5081         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", total);
5082 #ifdef CONFIG_NUMA
5083         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
5084                 if (nodes[node])
5085                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " N%d=%lu",
5086                                              node, nodes[node]);
5087         }
5088 #endif
5089         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5090         kfree(nodes);
5091
5092         return len;
5093 }
5094
5095 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
5096 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
5097
5098 struct slab_attribute {
5099         struct attribute attr;
5100         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
5101         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
5102 };
5103
5104 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
5105         static struct slab_attribute _name##_attr = \
5106         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
5107
5108 #define SLAB_ATTR(_name) \
5109         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
5110         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
5111
5112 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5113 {
5114         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->size);
5115 }
5116 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
5117
5118 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5119 {
5120         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->align);
5121 }
5122 SLAB_ATTR_RO(align);
5123
5124 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5125 {
5126         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->object_size);
5127 }
5128 SLAB_ATTR_RO(object_size);
5129
5130 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5131 {
5132         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
5133 }
5134 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
5135
5136 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5137 {
5138         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
5139 }
5140 SLAB_ATTR_RO(order);
5141
5142 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5143 {
5144         return sysfs_emit(buf, "%lu\n", s->min_partial);
5145 }
5146
5147 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5148                                  size_t length)
5149 {
5150         unsigned long min;
5151         int err;
5152
5153         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
5154         if (err)
5155                 return err;
5156
5157         set_min_partial(s, min);
5158         return length;
5159 }
5160 SLAB_ATTR(min_partial);
5161
5162 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5163 {
5164         return sysfs_emit(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
5165 }
5166
5167 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5168                                  size_t length)
5169 {
5170         unsigned int objects;
5171         int err;
5172
5173         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5174         if (err)
5175                 return err;
5176         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5177                 return -EINVAL;
5178
5179         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5180         flush_all(s);
5181         return length;
5182 }
5183 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5184
5185 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5186 {
5187         if (!s->ctor)
5188                 return 0;
5189         return sysfs_emit(buf, "%pS\n", s->ctor);
5190 }
5191 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5192
5193 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5194 {
5195         return sysfs_emit(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5196 }
5197 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5198
5199 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5200 {
5201         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5202 }
5203 SLAB_ATTR_RO(partial);
5204
5205 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5206 {
5207         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5208 }
5209 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5210
5211 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5212 {
5213         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5214 }
5215 SLAB_ATTR_RO(objects);
5216
5217 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5218 {
5219         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5220 }
5221 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5222
5223 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5224 {
5225         int objects = 0;
5226         int pages = 0;
5227         int cpu;
5228         int len = 0;
5229
5230         for_each_online_cpu(cpu) {
5231                 struct page *page;
5232
5233                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5234
5235                 if (page) {
5236                         pages += page->pages;
5237                         objects += page->pobjects;
5238                 }
5239         }
5240
5241         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%d(%d)", objects, pages);
5242
5243 #ifdef CONFIG_SMP
5244         for_each_online_cpu(cpu) {
5245                 struct page *page;
5246
5247                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5248                 if (page)
5249                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%d(%d)",
5250                                              cpu, page->pobjects, page->pages);
5251         }
5252 #endif
5253         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5254
5255         return len;
5256 }
5257 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5258
5259 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5260 {
5261         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5262 }
5263 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
5264
5265 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5266 {
5267         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5268 }
5269 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5270
5271 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5272 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5273 {
5274         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5275 }
5276 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5277 #endif
5278
5279 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5280 {
5281         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->usersize);
5282 }
5283 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5284
5285 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5286 {
5287         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5288 }
5289 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5290
5291 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5292 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5293 {
5294         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5295 }
5296 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5297
5298 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5299 {
5300         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5301 }
5302 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5303
5304 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5305 {
5306         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5307 }
5308 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
5309
5310 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5311 {
5312         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5313 }
5314 SLAB_ATTR_RO(trace);
5315
5316 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5317 {
5318         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5319 }
5320
5321 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
5322
5323 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5324 {
5325         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5326 }
5327
5328 SLAB_ATTR_RO(poison);
5329
5330 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5331 {
5332         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5333 }
5334
5335 SLAB_ATTR_RO(store_user);
5336
5337 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5338 {
5339         return 0;
5340 }
5341
5342 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5343                         const char *buf, size_t length)
5344 {
5345         int ret = -EINVAL;
5346
5347         if (buf[0] == '1') {
5348                 ret = validate_slab_cache(s);
5349                 if (ret >= 0)
5350                         ret = length;
5351         }
5352         return ret;
5353 }
5354 SLAB_ATTR(validate);
5355
5356 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5357 {
5358         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5359                 return -ENOSYS;
5360         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5361 }
5362 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5363
5364 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5365 {
5366         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5367                 return -ENOSYS;
5368         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5369 }
5370 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5371 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5372
5373 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5374 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5375 {
5376         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5377 }
5378 SLAB_ATTR_RO(failslab);
5379 #endif
5380
5381 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5382 {
5383         return 0;
5384 }
5385
5386 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5387                         const char *buf, size_t length)
5388 {
5389         if (buf[0] == '1')
5390                 kmem_cache_shrink(s);
5391         else
5392                 return -EINVAL;
5393         return length;
5394 }
5395 SLAB_ATTR(shrink);
5396
5397 #ifdef CONFIG_NUMA
5398 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5399 {
5400         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5401 }
5402
5403 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5404                                 const char *buf, size_t length)
5405 {
5406         unsigned int ratio;
5407         int err;
5408
5409         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5410         if (err)
5411                 return err;
5412         if (ratio > 100)
5413                 return -ERANGE;
5414
5415         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5416
5417         return length;
5418 }
5419 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5420 #endif
5421
5422 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5423 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5424 {
5425         unsigned long sum  = 0;
5426         int cpu;
5427         int len = 0;
5428         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5429
5430         if (!data)
5431                 return -ENOMEM;
5432
5433         for_each_online_cpu(cpu) {
5434                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5435
5436                 data[cpu] = x;
5437                 sum += x;
5438         }
5439
5440         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", sum);
5441
5442 #ifdef CONFIG_SMP
5443         for_each_online_cpu(cpu) {
5444                 if (data[cpu])
5445                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%u",
5446                                              cpu, data[cpu]);
5447         }
5448 #endif
5449         kfree(data);
5450         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5451
5452         return len;
5453 }
5454
5455 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5456 {
5457         int cpu;
5458
5459         for_each_online_cpu(cpu)
5460                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5461 }
5462
5463 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5464 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5465 {                                                               \
5466         return show_stat(s, buf, si);                           \
5467 }                                                               \
5468 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5469                                 const char *buf, size_t length) \
5470 {                                                               \
5471         if (buf[0] != '0')                                      \
5472                 return -EINVAL;                                 \
5473         clear_stat(s, si);                                      \
5474         return length;                                          \
5475 }                                                               \
5476 SLAB_ATTR(text);                                                \
5477
5478 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5479 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5480 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5481 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5482 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5483 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5484 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5485 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5486 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5487 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5488 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5489 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5490 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5491 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5492 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5493 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5494 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5495 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5496 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5497 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5498 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5499 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5500 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5501 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5502 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5503 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5504 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
5505
5506 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5507         &slab_size_attr.attr,
5508         &object_size_attr.attr,
5509         &objs_per_slab_attr.attr,
5510         &order_attr.attr,
5511         &min_partial_attr.attr,
5512         &cpu_partial_attr.attr,
5513         &objects_attr.attr,
5514         &objects_partial_attr.attr,
5515         &partial_attr.attr,
5516         &cpu_slabs_attr.attr,
5517         &ctor_attr.attr,
5518         &aliases_attr.attr,
5519         &align_attr.attr,
5520         &hwcache_align_attr.attr,
5521         &reclaim_account_attr.attr,
5522         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5523         &shrink_attr.attr,
5524         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5525 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5526         &total_objects_attr.attr,
5527         &slabs_attr.attr,
5528         &sanity_checks_attr.attr,
5529         &trace_attr.attr,
5530         &red_zone_attr.attr,
5531         &poison_attr.attr,
5532         &store_user_attr.attr,
5533         &validate_attr.attr,
5534         &alloc_calls_attr.attr,
5535         &free_calls_attr.attr,
5536 #endif
5537 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5538         &cache_dma_attr.attr,
5539 #endif
5540 #ifdef CONFIG_NUMA
5541         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5542 #endif
5543 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5544         &alloc_fastpath_attr.attr,
5545         &alloc_slowpath_attr.attr,
5546         &free_fastpath_attr.attr,
5547         &free_slowpath_attr.attr,
5548         &free_frozen_attr.attr,
5549         &free_add_partial_attr.attr,
5550         &free_remove_partial_attr.attr,
5551         &alloc_from_partial_attr.attr,
5552         &alloc_slab_attr.attr,
5553         &alloc_refill_attr.attr,
5554         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5555         &free_slab_attr.attr,
5556         &cpuslab_flush_attr.attr,
5557         &deactivate_full_attr.attr,
5558         &deactivate_empty_attr.attr,
5559         &deactivate_to_head_attr.attr,
5560         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5561         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5562         &deactivate_bypass_attr.attr,
5563         &order_fallback_attr.attr,
5564         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5565         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5566         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5567         &cpu_partial_free_attr.attr,
5568         &cpu_partial_node_attr.attr,
5569         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5570 #endif
5571 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5572         &failslab_attr.attr,
5573 #endif
5574         &usersize_attr.attr,
5575
5576         NULL
5577 };
5578
5579 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5580         .attrs = slab_attrs,
5581 };
5582
5583 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5584                                 struct attribute *attr,
5585                                 char *buf)
5586 {
5587         struct slab_attribute *attribute;
5588         struct kmem_cache *s;
5589         int err;
5590
5591         attribute = to_slab_attr(attr);
5592         s = to_slab(kobj);
5593
5594         if (!attribute->show)
5595                 return -EIO;
5596
5597         err = attribute->show(s, buf);
5598
5599         return err;
5600 }
5601
5602 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5603                                 struct attribute *attr,
5604                                 const char *buf, size_t len)
5605 {
5606         struct slab_attribute *attribute;
5607         struct kmem_cache *s;
5608         int err;
5609
5610         attribute = to_slab_attr(attr);
5611         s = to_slab(kobj);
5612
5613         if (!attribute->store)
5614                 return -EIO;
5615
5616         err = attribute->store(s, buf, len);
5617         return err;
5618 }
5619
5620 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5621 {
5622         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5623 }
5624
5625 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5626         .show = slab_attr_show,
5627         .store = slab_attr_store,
5628 };
5629
5630 static struct kobj_type slab_ktype = {
5631         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5632         .release = kmem_cache_release,
5633 };
5634
5635 static struct kset *slab_kset;
5636
5637 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5638 {
5639         return slab_kset;
5640 }
5641
5642 #define ID_STR_LENGTH 64
5643
5644 /* Create a unique string id for a slab cache:
5645  *
5646  * Format       :[flags-]size
5647  */
5648 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5649 {
5650         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5651         char *p = name;
5652
5653         BUG_ON(!name);
5654
5655         *p++ = ':';
5656         /*
5657          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5658          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5659          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5660          * are matched during merging to guarantee that the id is
5661          * unique.
5662          */
5663         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5664                 *p++ = 'd';
5665         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5666                 *p++ = 'D';
5667         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5668                 *p++ = 'a';
5669         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5670                 *p++ = 'F';
5671         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5672                 *p++ = 'A';
5673         if (p != name + 1)
5674                 *p++ = '-';
5675         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5676
5677         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5678         return name;
5679 }
5680
5681 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5682 {
5683         int err;
5684         const char *name;
5685         struct kset *kset = cache_kset(s);
5686         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5687
5688         if (!kset) {
5689                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5690                 return 0;
5691         }
5692
5693         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5694                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5695                 unmergeable = 1;
5696
5697         if (unmergeable) {
5698                 /*
5699                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5700                  * This is typically the case for debug situations. In that
5701                  * case we can catch duplicate names easily.
5702                  */
5703                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5704                 name = s->name;
5705         } else {
5706                 /*
5707                  * Create a unique name for the slab as a target
5708                  * for the symlinks.
5709                  */
5710                 name = create_unique_id(s);
5711         }
5712
5713         s->kobj.kset = kset;
5714         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5715         if (err)
5716                 goto out;
5717
5718         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5719         if (err)
5720                 goto out_del_kobj;
5721
5722         if (!unmergeable) {
5723                 /* Setup first alias */
5724                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5725         }
5726 out:
5727         if (!unmergeable)
5728                 kfree(name);
5729         return err;
5730 out_del_kobj:
5731         kobject_del(&s->kobj);
5732         goto out;
5733 }
5734
5735 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5736 {
5737         if (slab_state >= FULL)
5738                 kobject_del(&s->kobj);
5739 }
5740
5741 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5742 {
5743         if (slab_state >= FULL)
5744                 kobject_put(&s->kobj);
5745 }
5746
5747 /*
5748  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5749  * available lest we lose that information.
5750  */
5751 struct saved_alias {
5752         struct kmem_cache *s;
5753         const char *name;
5754         struct saved_alias *next;
5755 };
5756
5757 static struct saved_alias *alias_list;
5758
5759 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5760 {
5761         struct saved_alias *al;
5762
5763         if (slab_state == FULL) {
5764                 /*
5765                  * If we have a leftover link then remove it.
5766                  */
5767                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5768                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5769         }
5770
5771         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5772         if (!al)
5773                 return -ENOMEM;
5774
5775         al->s = s;
5776         al->name = name;
5777         al->next = alias_list;
5778         alias_list = al;
5779         return 0;
5780 }
5781
5782 static int __init slab_sysfs_init(void)
5783 {
5784         struct kmem_cache *s;
5785         int err;
5786
5787         mutex_lock(&slab_mutex);
5788
5789         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
5790         if (!slab_kset) {
5791                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5792                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5793                 return -ENOSYS;
5794         }
5795
5796         slab_state = FULL;
5797
5798         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5799                 err = sysfs_slab_add(s);
5800                 if (err)
5801                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5802                                s->name);
5803         }
5804
5805         while (alias_list) {
5806                 struct saved_alias *al = alias_list;
5807
5808                 alias_list = alias_list->next;
5809                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5810                 if (err)
5811                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5812                                al->name);
5813                 kfree(al);
5814         }
5815
5816         mutex_unlock(&slab_mutex);
5817         resiliency_test();
5818         return 0;
5819 }
5820
5821 __initcall(slab_sysfs_init);
5822 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5823
5824 /*
5825  * The /proc/slabinfo ABI
5826  */
5827 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5828 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5829 {
5830         unsigned long nr_slabs = 0;
5831         unsigned long nr_objs = 0;
5832         unsigned long nr_free = 0;
5833         int node;
5834         struct kmem_cache_node *n;
5835
5836         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5837                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5838                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5839                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5840         }
5841
5842         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5843         sinfo->num_objs = nr_objs;
5844         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5845         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5846         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5847         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5848 }
5849
5850 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5851 {
5852 }
5853
5854 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5855                        size_t count, loff_t *ppos)
5856 {
5857         return -EIO;
5858 }
5859 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */