pinctrl: qcom: Add sm8450 lpass lpi pinctrl driver
[platform/kernel/linux-starfive.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic 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/swab.h>
19 #include <linux/bitops.h>
20 #include <linux/slab.h>
21 #include "slab.h"
22 #include <linux/proc_fs.h>
23 #include <linux/seq_file.h>
24 #include <linux/kasan.h>
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/cpuset.h>
27 #include <linux/mempolicy.h>
28 #include <linux/ctype.h>
29 #include <linux/stackdepot.h>
30 #include <linux/debugobjects.h>
31 #include <linux/kallsyms.h>
32 #include <linux/kfence.h>
33 #include <linux/memory.h>
34 #include <linux/math64.h>
35 #include <linux/fault-inject.h>
36 #include <linux/stacktrace.h>
37 #include <linux/prefetch.h>
38 #include <linux/memcontrol.h>
39 #include <linux/random.h>
40 #include <kunit/test.h>
41 #include <linux/sort.h>
42
43 #include <linux/debugfs.h>
44 #include <trace/events/kmem.h>
45
46 #include "internal.h"
47
48 /*
49  * Lock order:
50  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
51  *   2. node->list_lock (Spinlock)
52  *   3. kmem_cache->cpu_slab->lock (Local lock)
53  *   4. slab_lock(slab) (Only on some arches or for debugging)
54  *   5. object_map_lock (Only for debugging)
55  *
56  *   slab_mutex
57  *
58  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
59  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
60  *   Also synchronizes memory hotplug callbacks.
61  *
62  *   slab_lock
63  *
64  *   The slab_lock is a wrapper around the page lock, thus it is a bit
65  *   spinlock.
66  *
67  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
68  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects:
69  *      A. slab->freelist       -> List of free objects in a slab
70  *      B. slab->inuse          -> Number of objects in use
71  *      C. slab->objects        -> Number of objects in slab
72  *      D. slab->frozen         -> frozen state
73  *
74  *   Frozen slabs
75  *
76  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
77  *   on any list except per cpu partial list. The processor that froze the
78  *   slab is the one who can perform list operations on the slab. Other
79  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
80  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
81  *   slab's freelist.
82  *
83  *   list_lock
84  *
85  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
86  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
87  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
88  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
89  *   modified without taking the list lock).
90  *
91  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
92  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
93  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
94  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
95  *   the list lock.
96  *
97  *   cpu_slab->lock local lock
98  *
99  *   This locks protect slowpath manipulation of all kmem_cache_cpu fields
100  *   except the stat counters. This is a percpu structure manipulated only by
101  *   the local cpu, so the lock protects against being preempted or interrupted
102  *   by an irq. Fast path operations rely on lockless operations instead.
103  *   On PREEMPT_RT, the local lock does not actually disable irqs (and thus
104  *   prevent the lockless operations), so fastpath operations also need to take
105  *   the lock and are no longer lockless.
106  *
107  *   lockless fastpaths
108  *
109  *   The fast path allocation (slab_alloc_node()) and freeing (do_slab_free())
110  *   are fully lockless when satisfied from the percpu slab (and when
111  *   cmpxchg_double is possible to use, otherwise slab_lock is taken).
112  *   They also don't disable preemption or migration or irqs. They rely on
113  *   the transaction id (tid) field to detect being preempted or moved to
114  *   another cpu.
115  *
116  *   irq, preemption, migration considerations
117  *
118  *   Interrupts are disabled as part of list_lock or local_lock operations, or
119  *   around the slab_lock operation, in order to make the slab allocator safe
120  *   to use in the context of an irq.
121  *
122  *   In addition, preemption (or migration on PREEMPT_RT) is disabled in the
123  *   allocation slowpath, bulk allocation, and put_cpu_partial(), so that the
124  *   local cpu doesn't change in the process and e.g. the kmem_cache_cpu pointer
125  *   doesn't have to be revalidated in each section protected by the local lock.
126  *
127  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
128  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
129  *
130  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
131  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
132  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
133  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
134  * cannot scan all objects.
135  *
136  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
137  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
138  * fast frees and allocs.
139  *
140  * slab->frozen         The slab is frozen and exempt from list processing.
141  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
142  *                      such as satisfying allocations for a specific
143  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
144  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
145  *                      list operations. It is up to the processor holding
146  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
147  *                      when the slab is no longer needed.
148  *
149  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
150  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
151  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
152  *                      freelist that allows lockless access to
153  *                      free objects in addition to the regular freelist
154  *                      that requires the slab lock.
155  *
156  * SLAB_DEBUG_FLAGS     Slab requires special handling due to debug
157  *                      options set. This moves slab handling out of
158  *                      the fast path and disables lockless freelists.
159  */
160
161 /*
162  * We could simply use migrate_disable()/enable() but as long as it's a
163  * function call even on !PREEMPT_RT, use inline preempt_disable() there.
164  */
165 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
166 #define slub_get_cpu_ptr(var)   get_cpu_ptr(var)
167 #define slub_put_cpu_ptr(var)   put_cpu_ptr(var)
168 #else
169 #define slub_get_cpu_ptr(var)           \
170 ({                                      \
171         migrate_disable();              \
172         this_cpu_ptr(var);              \
173 })
174 #define slub_put_cpu_ptr(var)           \
175 do {                                    \
176         (void)(var);                    \
177         migrate_enable();               \
178 } while (0)
179 #endif
180
181 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
182 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
183 DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(slub_debug_enabled);
184 #else
185 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(slub_debug_enabled);
186 #endif
187 #endif          /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
188
189 static inline bool kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
190 {
191         return kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_DEBUG_FLAGS);
192 }
193
194 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
195 {
196         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE))
197                 p += s->red_left_pad;
198
199         return p;
200 }
201
202 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
203 {
204 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
205         return !kmem_cache_debug(s);
206 #else
207         return false;
208 #endif
209 }
210
211 /*
212  * Issues still to be resolved:
213  *
214  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
215  *
216  * - Variable sizing of the per node arrays
217  */
218
219 /* Enable to log cmpxchg failures */
220 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
221
222 /*
223  * Minimum number of partial slabs. These will be left on the partial
224  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
225  */
226 #define MIN_PARTIAL 5
227
228 /*
229  * Maximum number of desirable partial slabs.
230  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
231  * sort the partial list by the number of objects in use.
232  */
233 #define MAX_PARTIAL 10
234
235 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
236                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
237
238 /*
239  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
240  * issues when checking or reading debug information
241  */
242 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
243                                 SLAB_TRACE)
244
245
246 /*
247  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
248  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
249  * metadata.
250  */
251 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
252
253 #define OO_SHIFT        16
254 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
255 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since slab.objects is u15 */
256
257 /* Internal SLUB flags */
258 /* Poison object */
259 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
260 /* Use cmpxchg_double */
261 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
262
263 /*
264  * Tracking user of a slab.
265  */
266 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
267 struct track {
268         unsigned long addr;     /* Called from address */
269 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
270         depot_stack_handle_t handle;
271 #endif
272         int cpu;                /* Was running on cpu */
273         int pid;                /* Pid context */
274         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
275 };
276
277 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
278
279 #ifdef CONFIG_SYSFS
280 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
281 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
282 #else
283 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
284 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
285                                                         { return 0; }
286 #endif
287
288 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
289 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *);
290 #else
291 static inline void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { }
292 #endif
293
294 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
295 {
296 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
297         /*
298          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
299          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
300          */
301         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
302 #endif
303 }
304
305 /*
306  * Tracks for which NUMA nodes we have kmem_cache_nodes allocated.
307  * Corresponds to node_state[N_NORMAL_MEMORY], but can temporarily
308  * differ during memory hotplug/hotremove operations.
309  * Protected by slab_mutex.
310  */
311 static nodemask_t slab_nodes;
312
313 /********************************************************************
314  *                      Core slab cache functions
315  *******************************************************************/
316
317 /*
318  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
319  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
320  * random number.
321  */
322 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
323                                  unsigned long ptr_addr)
324 {
325 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
326         /*
327          * When CONFIG_KASAN_SW/HW_TAGS is enabled, ptr_addr might be tagged.
328          * Normally, this doesn't cause any issues, as both set_freepointer()
329          * and get_freepointer() are called with a pointer with the same tag.
330          * However, there are some issues with CONFIG_SLUB_DEBUG code. For
331          * example, when __free_slub() iterates over objects in a cache, it
332          * passes untagged pointers to check_object(). check_object() in turns
333          * calls get_freepointer() with an untagged pointer, which causes the
334          * freepointer to be restored incorrectly.
335          */
336         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^
337                         swab((unsigned long)kasan_reset_tag((void *)ptr_addr)));
338 #else
339         return ptr;
340 #endif
341 }
342
343 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
344 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
345                                          void *ptr_addr)
346 {
347         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
348                             (unsigned long)ptr_addr);
349 }
350
351 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
352 {
353         object = kasan_reset_tag(object);
354         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
355 }
356
357 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
358 {
359         prefetchw(object + s->offset);
360 }
361
362 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
363 {
364         unsigned long freepointer_addr;
365         void *p;
366
367         if (!debug_pagealloc_enabled_static())
368                 return get_freepointer(s, object);
369
370         object = kasan_reset_tag(object);
371         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
372         copy_from_kernel_nofault(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
373         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
374 }
375
376 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
377 {
378         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
379
380 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
381         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
382 #endif
383
384         freeptr_addr = (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)freeptr_addr);
385         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
386 }
387
388 /* Loop over all objects in a slab */
389 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
390         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
391                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
392                 __p += (__s)->size)
393
394 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
395 {
396         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
397 }
398
399 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
400                 unsigned int size)
401 {
402         struct kmem_cache_order_objects x = {
403                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
404         };
405
406         return x;
407 }
408
409 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
410 {
411         return x.x >> OO_SHIFT;
412 }
413
414 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
415 {
416         return x.x & OO_MASK;
417 }
418
419 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
420 static void slub_set_cpu_partial(struct kmem_cache *s, unsigned int nr_objects)
421 {
422         unsigned int nr_slabs;
423
424         s->cpu_partial = nr_objects;
425
426         /*
427          * We take the number of objects but actually limit the number of
428          * slabs on the per cpu partial list, in order to limit excessive
429          * growth of the list. For simplicity we assume that the slabs will
430          * be half-full.
431          */
432         nr_slabs = DIV_ROUND_UP(nr_objects * 2, oo_objects(s->oo));
433         s->cpu_partial_slabs = nr_slabs;
434 }
435 #else
436 static inline void
437 slub_set_cpu_partial(struct kmem_cache *s, unsigned int nr_objects)
438 {
439 }
440 #endif /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
441
442 /*
443  * Per slab locking using the pagelock
444  */
445 static __always_inline void __slab_lock(struct slab *slab)
446 {
447         struct page *page = slab_page(slab);
448
449         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
450         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
451 }
452
453 static __always_inline void __slab_unlock(struct slab *slab)
454 {
455         struct page *page = slab_page(slab);
456
457         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
458         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
459 }
460
461 static __always_inline void slab_lock(struct slab *slab, unsigned long *flags)
462 {
463         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
464                 local_irq_save(*flags);
465         __slab_lock(slab);
466 }
467
468 static __always_inline void slab_unlock(struct slab *slab, unsigned long *flags)
469 {
470         __slab_unlock(slab);
471         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
472                 local_irq_restore(*flags);
473 }
474
475 /*
476  * Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right), typically
477  * by an _irqsave() lock variant. Except on PREEMPT_RT where locks are different
478  * so we disable interrupts as part of slab_[un]lock().
479  */
480 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
481                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
482                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
483                 const char *n)
484 {
485         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
486                 lockdep_assert_irqs_disabled();
487 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
488     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
489         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
490                 if (cmpxchg_double(&slab->freelist, &slab->counters,
491                                    freelist_old, counters_old,
492                                    freelist_new, counters_new))
493                         return true;
494         } else
495 #endif
496         {
497                 /* init to 0 to prevent spurious warnings */
498                 unsigned long flags = 0;
499
500                 slab_lock(slab, &flags);
501                 if (slab->freelist == freelist_old &&
502                                         slab->counters == counters_old) {
503                         slab->freelist = freelist_new;
504                         slab->counters = counters_new;
505                         slab_unlock(slab, &flags);
506                         return true;
507                 }
508                 slab_unlock(slab, &flags);
509         }
510
511         cpu_relax();
512         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
513
514 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
515         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
516 #endif
517
518         return false;
519 }
520
521 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
522                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
523                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
524                 const char *n)
525 {
526 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
527     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
528         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
529                 if (cmpxchg_double(&slab->freelist, &slab->counters,
530                                    freelist_old, counters_old,
531                                    freelist_new, counters_new))
532                         return true;
533         } else
534 #endif
535         {
536                 unsigned long flags;
537
538                 local_irq_save(flags);
539                 __slab_lock(slab);
540                 if (slab->freelist == freelist_old &&
541                                         slab->counters == counters_old) {
542                         slab->freelist = freelist_new;
543                         slab->counters = counters_new;
544                         __slab_unlock(slab);
545                         local_irq_restore(flags);
546                         return true;
547                 }
548                 __slab_unlock(slab);
549                 local_irq_restore(flags);
550         }
551
552         cpu_relax();
553         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
554
555 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
556         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
557 #endif
558
559         return false;
560 }
561
562 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
563 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
564 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(object_map_lock);
565
566 static void __fill_map(unsigned long *obj_map, struct kmem_cache *s,
567                        struct slab *slab)
568 {
569         void *addr = slab_address(slab);
570         void *p;
571
572         bitmap_zero(obj_map, slab->objects);
573
574         for (p = slab->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
575                 set_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map);
576 }
577
578 #if IS_ENABLED(CONFIG_KUNIT)
579 static bool slab_add_kunit_errors(void)
580 {
581         struct kunit_resource *resource;
582
583         if (likely(!current->kunit_test))
584                 return false;
585
586         resource = kunit_find_named_resource(current->kunit_test, "slab_errors");
587         if (!resource)
588                 return false;
589
590         (*(int *)resource->data)++;
591         kunit_put_resource(resource);
592         return true;
593 }
594 #else
595 static inline bool slab_add_kunit_errors(void) { return false; }
596 #endif
597
598 /*
599  * Determine a map of objects in use in a slab.
600  *
601  * Node listlock must be held to guarantee that the slab does
602  * not vanish from under us.
603  */
604 static unsigned long *get_map(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
605         __acquires(&object_map_lock)
606 {
607         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
608
609         raw_spin_lock(&object_map_lock);
610
611         __fill_map(object_map, s, slab);
612
613         return object_map;
614 }
615
616 static void put_map(unsigned long *map) __releases(&object_map_lock)
617 {
618         VM_BUG_ON(map != object_map);
619         raw_spin_unlock(&object_map_lock);
620 }
621
622 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
623 {
624         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
625                 return s->size - s->red_left_pad;
626
627         return s->size;
628 }
629
630 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
631 {
632         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
633                 p -= s->red_left_pad;
634
635         return p;
636 }
637
638 /*
639  * Debug settings:
640  */
641 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
642 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
643 #else
644 static slab_flags_t slub_debug;
645 #endif
646
647 static char *slub_debug_string;
648 static int disable_higher_order_debug;
649
650 /*
651  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
652  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
653  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
654  * to tell kasan that these accesses are OK.
655  */
656 static inline void metadata_access_enable(void)
657 {
658         kasan_disable_current();
659 }
660
661 static inline void metadata_access_disable(void)
662 {
663         kasan_enable_current();
664 }
665
666 /*
667  * Object debugging
668  */
669
670 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
671 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
672                                 struct slab *slab, void *object)
673 {
674         void *base;
675
676         if (!object)
677                 return 1;
678
679         base = slab_address(slab);
680         object = kasan_reset_tag(object);
681         object = restore_red_left(s, object);
682         if (object < base || object >= base + slab->objects * s->size ||
683                 (object - base) % s->size) {
684                 return 0;
685         }
686
687         return 1;
688 }
689
690 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
691                           unsigned int length)
692 {
693         metadata_access_enable();
694         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS,
695                         16, 1, kasan_reset_tag((void *)addr), length, 1);
696         metadata_access_disable();
697 }
698
699 /*
700  * See comment in calculate_sizes().
701  */
702 static inline bool freeptr_outside_object(struct kmem_cache *s)
703 {
704         return s->offset >= s->inuse;
705 }
706
707 /*
708  * Return offset of the end of info block which is inuse + free pointer if
709  * not overlapping with object.
710  */
711 static inline unsigned int get_info_end(struct kmem_cache *s)
712 {
713         if (freeptr_outside_object(s))
714                 return s->inuse + sizeof(void *);
715         else
716                 return s->inuse;
717 }
718
719 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
720         enum track_item alloc)
721 {
722         struct track *p;
723
724         p = object + get_info_end(s);
725
726         return kasan_reset_tag(p + alloc);
727 }
728
729 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
730 static noinline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void)
731 {
732         depot_stack_handle_t handle;
733         unsigned long entries[TRACK_ADDRS_COUNT];
734         unsigned int nr_entries;
735
736         nr_entries = stack_trace_save(entries, ARRAY_SIZE(entries), 3);
737         handle = stack_depot_save(entries, nr_entries, GFP_NOWAIT);
738
739         return handle;
740 }
741 #else
742 static inline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void)
743 {
744         return 0;
745 }
746 #endif
747
748 static void set_track_update(struct kmem_cache *s, void *object,
749                              enum track_item alloc, unsigned long addr,
750                              depot_stack_handle_t handle)
751 {
752         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
753
754 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
755         p->handle = handle;
756 #endif
757         p->addr = addr;
758         p->cpu = smp_processor_id();
759         p->pid = current->pid;
760         p->when = jiffies;
761 }
762
763 static __always_inline void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
764                                       enum track_item alloc, unsigned long addr)
765 {
766         depot_stack_handle_t handle = set_track_prepare();
767
768         set_track_update(s, object, alloc, addr, handle);
769 }
770
771 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
772 {
773         struct track *p;
774
775         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
776                 return;
777
778         p = get_track(s, object, TRACK_ALLOC);
779         memset(p, 0, 2*sizeof(struct track));
780 }
781
782 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
783 {
784         depot_stack_handle_t handle __maybe_unused;
785
786         if (!t->addr)
787                 return;
788
789         pr_err("%s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
790                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
791 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
792         handle = READ_ONCE(t->handle);
793         if (handle)
794                 stack_depot_print(handle);
795         else
796                 pr_err("object allocation/free stack trace missing\n");
797 #endif
798 }
799
800 void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
801 {
802         unsigned long pr_time = jiffies;
803         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
804                 return;
805
806         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
807         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
808 }
809
810 static void print_slab_info(const struct slab *slab)
811 {
812         struct folio *folio = (struct folio *)slab_folio(slab);
813
814         pr_err("Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=%pGp\n",
815                slab, slab->objects, slab->inuse, slab->freelist,
816                folio_flags(folio, 0));
817 }
818
819 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
820 {
821         struct va_format vaf;
822         va_list args;
823
824         va_start(args, fmt);
825         vaf.fmt = fmt;
826         vaf.va = &args;
827         pr_err("=============================================================================\n");
828         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
829         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
830         va_end(args);
831 }
832
833 __printf(2, 3)
834 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
835 {
836         struct va_format vaf;
837         va_list args;
838
839         if (slab_add_kunit_errors())
840                 return;
841
842         va_start(args, fmt);
843         vaf.fmt = fmt;
844         vaf.va = &args;
845         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
846         va_end(args);
847 }
848
849 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, u8 *p)
850 {
851         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
852         u8 *addr = slab_address(slab);
853
854         print_tracking(s, p);
855
856         print_slab_info(slab);
857
858         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
859                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
860
861         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
862                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p - s->red_left_pad,
863                               s->red_left_pad);
864         else if (p > addr + 16)
865                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
866
867         print_section(KERN_ERR,         "Object   ", p,
868                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
869         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
870                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p + s->object_size,
871                         s->inuse - s->object_size);
872
873         off = get_info_end(s);
874
875         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
876                 off += 2 * sizeof(struct track);
877
878         off += kasan_metadata_size(s);
879
880         if (off != size_from_object(s))
881                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
882                 print_section(KERN_ERR, "Padding  ", p + off,
883                               size_from_object(s) - off);
884
885         dump_stack();
886 }
887
888 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
889                         u8 *object, char *reason)
890 {
891         if (slab_add_kunit_errors())
892                 return;
893
894         slab_bug(s, "%s", reason);
895         print_trailer(s, slab, object);
896         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
897 }
898
899 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
900                                void **freelist, void *nextfree)
901 {
902         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
903             !check_valid_pointer(s, slab, nextfree) && freelist) {
904                 object_err(s, slab, *freelist, "Freechain corrupt");
905                 *freelist = NULL;
906                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
907                 return true;
908         }
909
910         return false;
911 }
912
913 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
914                         const char *fmt, ...)
915 {
916         va_list args;
917         char buf[100];
918
919         if (slab_add_kunit_errors())
920                 return;
921
922         va_start(args, fmt);
923         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
924         va_end(args);
925         slab_bug(s, "%s", buf);
926         print_slab_info(slab);
927         dump_stack();
928         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
929 }
930
931 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
932 {
933         u8 *p = kasan_reset_tag(object);
934
935         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
936                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
937
938         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
939                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
940                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
941         }
942
943         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
944                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
945 }
946
947 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
948                                                 void *from, void *to)
949 {
950         slab_fix(s, "Restoring %s 0x%p-0x%p=0x%x", message, from, to - 1, data);
951         memset(from, data, to - from);
952 }
953
954 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
955                         u8 *object, char *what,
956                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
957 {
958         u8 *fault;
959         u8 *end;
960         u8 *addr = slab_address(slab);
961
962         metadata_access_enable();
963         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(start), value, bytes);
964         metadata_access_disable();
965         if (!fault)
966                 return 1;
967
968         end = start + bytes;
969         while (end > fault && end[-1] == value)
970                 end--;
971
972         if (slab_add_kunit_errors())
973                 goto skip_bug_print;
974
975         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
976         pr_err("0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
977                                         fault, end - 1, fault - addr,
978                                         fault[0], value);
979         print_trailer(s, slab, object);
980         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
981
982 skip_bug_print:
983         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
984         return 0;
985 }
986
987 /*
988  * Object layout:
989  *
990  * object address
991  *      Bytes of the object to be managed.
992  *      If the freepointer may overlay the object then the free
993  *      pointer is at the middle of the object.
994  *
995  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
996  *      0xa5 (POISON_END)
997  *
998  * object + s->object_size
999  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
1000  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
1001  *      object_size == inuse.
1002  *
1003  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
1004  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
1005  *
1006  * object + s->inuse
1007  *      Meta data starts here.
1008  *
1009  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
1010  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
1011  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at minimum
1012  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
1013  *              before the word boundary.
1014  *
1015  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
1016  *
1017  * object + s->size
1018  *      Nothing is used beyond s->size.
1019  *
1020  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
1021  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
1022  * may be used with merged slabcaches.
1023  */
1024
1025 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, u8 *p)
1026 {
1027         unsigned long off = get_info_end(s);    /* The end of info */
1028
1029         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1030                 /* We also have user information there */
1031                 off += 2 * sizeof(struct track);
1032
1033         off += kasan_metadata_size(s);
1034
1035         if (size_from_object(s) == off)
1036                 return 1;
1037
1038         return check_bytes_and_report(s, slab, p, "Object padding",
1039                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
1040 }
1041
1042 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
1043 static void slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1044 {
1045         u8 *start;
1046         u8 *fault;
1047         u8 *end;
1048         u8 *pad;
1049         int length;
1050         int remainder;
1051
1052         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
1053                 return;
1054
1055         start = slab_address(slab);
1056         length = slab_size(slab);
1057         end = start + length;
1058         remainder = length % s->size;
1059         if (!remainder)
1060                 return;
1061
1062         pad = end - remainder;
1063         metadata_access_enable();
1064         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(pad), POISON_INUSE, remainder);
1065         metadata_access_disable();
1066         if (!fault)
1067                 return;
1068         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
1069                 end--;
1070
1071         slab_err(s, slab, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
1072                         fault, end - 1, fault - start);
1073         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
1074
1075         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
1076 }
1077
1078 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1079                                         void *object, u8 val)
1080 {
1081         u8 *p = object;
1082         u8 *endobject = object + s->object_size;
1083
1084         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1085                 if (!check_bytes_and_report(s, slab, object, "Left Redzone",
1086                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
1087                         return 0;
1088
1089                 if (!check_bytes_and_report(s, slab, object, "Right Redzone",
1090                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
1091                         return 0;
1092         } else {
1093                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
1094                         check_bytes_and_report(s, slab, p, "Alignment padding",
1095                                 endobject, POISON_INUSE,
1096                                 s->inuse - s->object_size);
1097                 }
1098         }
1099
1100         if (s->flags & SLAB_POISON) {
1101                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
1102                         (!check_bytes_and_report(s, slab, p, "Poison", p,
1103                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
1104                          !check_bytes_and_report(s, slab, p, "End Poison",
1105                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
1106                         return 0;
1107                 /*
1108                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
1109                  */
1110                 check_pad_bytes(s, slab, p);
1111         }
1112
1113         if (!freeptr_outside_object(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE)
1114                 /*
1115                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
1116                  * freepointer while object is allocated.
1117                  */
1118                 return 1;
1119
1120         /* Check free pointer validity */
1121         if (!check_valid_pointer(s, slab, get_freepointer(s, p))) {
1122                 object_err(s, slab, p, "Freepointer corrupt");
1123                 /*
1124                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
1125                  * of the free objects in this slab. May cause
1126                  * another error because the object count is now wrong.
1127                  */
1128                 set_freepointer(s, p, NULL);
1129                 return 0;
1130         }
1131         return 1;
1132 }
1133
1134 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1135 {
1136         int maxobj;
1137
1138         if (!folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1139                 slab_err(s, slab, "Not a valid slab page");
1140                 return 0;
1141         }
1142
1143         maxobj = order_objects(slab_order(slab), s->size);
1144         if (slab->objects > maxobj) {
1145                 slab_err(s, slab, "objects %u > max %u",
1146                         slab->objects, maxobj);
1147                 return 0;
1148         }
1149         if (slab->inuse > slab->objects) {
1150                 slab_err(s, slab, "inuse %u > max %u",
1151                         slab->inuse, slab->objects);
1152                 return 0;
1153         }
1154         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
1155         slab_pad_check(s, slab);
1156         return 1;
1157 }
1158
1159 /*
1160  * Determine if a certain object in a slab is on the freelist. Must hold the
1161  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
1162  */
1163 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *search)
1164 {
1165         int nr = 0;
1166         void *fp;
1167         void *object = NULL;
1168         int max_objects;
1169
1170         fp = slab->freelist;
1171         while (fp && nr <= slab->objects) {
1172                 if (fp == search)
1173                         return 1;
1174                 if (!check_valid_pointer(s, slab, fp)) {
1175                         if (object) {
1176                                 object_err(s, slab, object,
1177                                         "Freechain corrupt");
1178                                 set_freepointer(s, object, NULL);
1179                         } else {
1180                                 slab_err(s, slab, "Freepointer corrupt");
1181                                 slab->freelist = NULL;
1182                                 slab->inuse = slab->objects;
1183                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
1184                                 return 0;
1185                         }
1186                         break;
1187                 }
1188                 object = fp;
1189                 fp = get_freepointer(s, object);
1190                 nr++;
1191         }
1192
1193         max_objects = order_objects(slab_order(slab), s->size);
1194         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1195                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1196
1197         if (slab->objects != max_objects) {
1198                 slab_err(s, slab, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1199                          slab->objects, max_objects);
1200                 slab->objects = max_objects;
1201                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted");
1202         }
1203         if (slab->inuse != slab->objects - nr) {
1204                 slab_err(s, slab, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1205                          slab->inuse, slab->objects - nr);
1206                 slab->inuse = slab->objects - nr;
1207                 slab_fix(s, "Object count adjusted");
1208         }
1209         return search == NULL;
1210 }
1211
1212 static void trace(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *object,
1213                                                                 int alloc)
1214 {
1215         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1216                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1217                         s->name,
1218                         alloc ? "alloc" : "free",
1219                         object, slab->inuse,
1220                         slab->freelist);
1221
1222                 if (!alloc)
1223                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1224                                         s->object_size);
1225
1226                 dump_stack();
1227         }
1228 }
1229
1230 /*
1231  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1232  */
1233 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1234         struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab)
1235 {
1236         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1237                 return;
1238
1239         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1240         list_add(&slab->slab_list, &n->full);
1241 }
1242
1243 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab)
1244 {
1245         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1246                 return;
1247
1248         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1249         list_del(&slab->slab_list);
1250 }
1251
1252 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1253 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1254 {
1255         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1256
1257         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1258 }
1259
1260 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1261 {
1262         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1263 }
1264
1265 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1266 {
1267         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1268
1269         /*
1270          * May be called early in order to allocate a slab for the
1271          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1272          * dilemma by deferring the increment of the count during
1273          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1274          */
1275         if (likely(n)) {
1276                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1277                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1278         }
1279 }
1280 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1281 {
1282         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1283
1284         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1285         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1286 }
1287
1288 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1289 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, void *object)
1290 {
1291         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON))
1292                 return;
1293
1294         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1295         init_tracking(s, object);
1296 }
1297
1298 static
1299 void setup_slab_debug(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *addr)
1300 {
1301         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_POISON))
1302                 return;
1303
1304         metadata_access_enable();
1305         memset(kasan_reset_tag(addr), POISON_INUSE, slab_size(slab));
1306         metadata_access_disable();
1307 }
1308
1309 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1310                                         struct slab *slab, void *object)
1311 {
1312         if (!check_slab(s, slab))
1313                 return 0;
1314
1315         if (!check_valid_pointer(s, slab, object)) {
1316                 object_err(s, slab, object, "Freelist Pointer check fails");
1317                 return 0;
1318         }
1319
1320         if (!check_object(s, slab, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1321                 return 0;
1322
1323         return 1;
1324 }
1325
1326 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1327                                         struct slab *slab,
1328                                         void *object, unsigned long addr)
1329 {
1330         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1331                 if (!alloc_consistency_checks(s, slab, object))
1332                         goto bad;
1333         }
1334
1335         /* Success perform special debug activities for allocs */
1336         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1337                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1338         trace(s, slab, object, 1);
1339         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1340         return 1;
1341
1342 bad:
1343         if (folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1344                 /*
1345                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1346                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1347                  * as used avoids touching the remaining objects.
1348                  */
1349                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1350                 slab->inuse = slab->objects;
1351                 slab->freelist = NULL;
1352         }
1353         return 0;
1354 }
1355
1356 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1357                 struct slab *slab, void *object, unsigned long addr)
1358 {
1359         if (!check_valid_pointer(s, slab, object)) {
1360                 slab_err(s, slab, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1361                 return 0;
1362         }
1363
1364         if (on_freelist(s, slab, object)) {
1365                 object_err(s, slab, object, "Object already free");
1366                 return 0;
1367         }
1368
1369         if (!check_object(s, slab, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1370                 return 0;
1371
1372         if (unlikely(s != slab->slab_cache)) {
1373                 if (!folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1374                         slab_err(s, slab, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1375                                  object);
1376                 } else if (!slab->slab_cache) {
1377                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1378                                object);
1379                         dump_stack();
1380                 } else
1381                         object_err(s, slab, object,
1382                                         "page slab pointer corrupt.");
1383                 return 0;
1384         }
1385         return 1;
1386 }
1387
1388 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1389 static noinline int free_debug_processing(
1390         struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1391         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1392         unsigned long addr)
1393 {
1394         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, slab_nid(slab));
1395         void *object = head;
1396         int cnt = 0;
1397         unsigned long flags, flags2;
1398         int ret = 0;
1399         depot_stack_handle_t handle = 0;
1400
1401         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1402                 handle = set_track_prepare();
1403
1404         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1405         slab_lock(slab, &flags2);
1406
1407         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1408                 if (!check_slab(s, slab))
1409                         goto out;
1410         }
1411
1412 next_object:
1413         cnt++;
1414
1415         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1416                 if (!free_consistency_checks(s, slab, object, addr))
1417                         goto out;
1418         }
1419
1420         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1421                 set_track_update(s, object, TRACK_FREE, addr, handle);
1422         trace(s, slab, object, 0);
1423         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1424         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1425
1426         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1427         if (object != tail) {
1428                 object = get_freepointer(s, object);
1429                 goto next_object;
1430         }
1431         ret = 1;
1432
1433 out:
1434         if (cnt != bulk_cnt)
1435                 slab_err(s, slab, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1436                          bulk_cnt, cnt);
1437
1438         slab_unlock(slab, &flags2);
1439         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1440         if (!ret)
1441                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1442         return ret;
1443 }
1444
1445 /*
1446  * Parse a block of slub_debug options. Blocks are delimited by ';'
1447  *
1448  * @str:    start of block
1449  * @flags:  returns parsed flags, or DEBUG_DEFAULT_FLAGS if none specified
1450  * @slabs:  return start of list of slabs, or NULL when there's no list
1451  * @init:   assume this is initial parsing and not per-kmem-create parsing
1452  *
1453  * returns the start of next block if there's any, or NULL
1454  */
1455 static char *
1456 parse_slub_debug_flags(char *str, slab_flags_t *flags, char **slabs, bool init)
1457 {
1458         bool higher_order_disable = false;
1459
1460         /* Skip any completely empty blocks */
1461         while (*str && *str == ';')
1462                 str++;
1463
1464         if (*str == ',') {
1465                 /*
1466                  * No options but restriction on slabs. This means full
1467                  * debugging for slabs matching a pattern.
1468                  */
1469                 *flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1470                 goto check_slabs;
1471         }
1472         *flags = 0;
1473
1474         /* Determine which debug features should be switched on */
1475         for (; *str && *str != ',' && *str != ';'; str++) {
1476                 switch (tolower(*str)) {
1477                 case '-':
1478                         *flags = 0;
1479                         break;
1480                 case 'f':
1481                         *flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1482                         break;
1483                 case 'z':
1484                         *flags |= SLAB_RED_ZONE;
1485                         break;
1486                 case 'p':
1487                         *flags |= SLAB_POISON;
1488                         break;
1489                 case 'u':
1490                         *flags |= SLAB_STORE_USER;
1491                         break;
1492                 case 't':
1493                         *flags |= SLAB_TRACE;
1494                         break;
1495                 case 'a':
1496                         *flags |= SLAB_FAILSLAB;
1497                         break;
1498                 case 'o':
1499                         /*
1500                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1501                          * order would increase as a result.
1502                          */
1503                         higher_order_disable = true;
1504                         break;
1505                 default:
1506                         if (init)
1507                                 pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n", *str);
1508                 }
1509         }
1510 check_slabs:
1511         if (*str == ',')
1512                 *slabs = ++str;
1513         else
1514                 *slabs = NULL;
1515
1516         /* Skip over the slab list */
1517         while (*str && *str != ';')
1518                 str++;
1519
1520         /* Skip any completely empty blocks */
1521         while (*str && *str == ';')
1522                 str++;
1523
1524         if (init && higher_order_disable)
1525                 disable_higher_order_debug = 1;
1526
1527         if (*str)
1528                 return str;
1529         else
1530                 return NULL;
1531 }
1532
1533 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1534 {
1535         slab_flags_t flags;
1536         slab_flags_t global_flags;
1537         char *saved_str;
1538         char *slab_list;
1539         bool global_slub_debug_changed = false;
1540         bool slab_list_specified = false;
1541
1542         global_flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1543         if (*str++ != '=' || !*str)
1544                 /*
1545                  * No options specified. Switch on full debugging.
1546                  */
1547                 goto out;
1548
1549         saved_str = str;
1550         while (str) {
1551                 str = parse_slub_debug_flags(str, &flags, &slab_list, true);
1552
1553                 if (!slab_list) {
1554                         global_flags = flags;
1555                         global_slub_debug_changed = true;
1556                 } else {
1557                         slab_list_specified = true;
1558                         if (flags & SLAB_STORE_USER)
1559                                 stack_depot_want_early_init();
1560                 }
1561         }
1562
1563         /*
1564          * For backwards compatibility, a single list of flags with list of
1565          * slabs means debugging is only changed for those slabs, so the global
1566          * slub_debug should be unchanged (0 or DEBUG_DEFAULT_FLAGS, depending
1567          * on CONFIG_SLUB_DEBUG_ON). We can extended that to multiple lists as
1568          * long as there is no option specifying flags without a slab list.
1569          */
1570         if (slab_list_specified) {
1571                 if (!global_slub_debug_changed)
1572                         global_flags = slub_debug;
1573                 slub_debug_string = saved_str;
1574         }
1575 out:
1576         slub_debug = global_flags;
1577         if (slub_debug & SLAB_STORE_USER)
1578                 stack_depot_want_early_init();
1579         if (slub_debug != 0 || slub_debug_string)
1580                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
1581         else
1582                 static_branch_disable(&slub_debug_enabled);
1583         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1584              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1585             (slub_debug & SLAB_POISON))
1586                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1587         return 1;
1588 }
1589
1590 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1591
1592 /*
1593  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1594  * @object_size:        the size of an object without meta data
1595  * @flags:              flags to set
1596  * @name:               name of the cache
1597  *
1598  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1599  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1600  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1601  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1602  */
1603 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1604         slab_flags_t flags, const char *name)
1605 {
1606         char *iter;
1607         size_t len;
1608         char *next_block;
1609         slab_flags_t block_flags;
1610         slab_flags_t slub_debug_local = slub_debug;
1611
1612         if (flags & SLAB_NO_USER_FLAGS)
1613                 return flags;
1614
1615         /*
1616          * If the slab cache is for debugging (e.g. kmemleak) then
1617          * don't store user (stack trace) information by default,
1618          * but let the user enable it via the command line below.
1619          */
1620         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1621                 slub_debug_local &= ~SLAB_STORE_USER;
1622
1623         len = strlen(name);
1624         next_block = slub_debug_string;
1625         /* Go through all blocks of debug options, see if any matches our slab's name */
1626         while (next_block) {
1627                 next_block = parse_slub_debug_flags(next_block, &block_flags, &iter, false);
1628                 if (!iter)
1629                         continue;
1630                 /* Found a block that has a slab list, search it */
1631                 while (*iter) {
1632                         char *end, *glob;
1633                         size_t cmplen;
1634
1635                         end = strchrnul(iter, ',');
1636                         if (next_block && next_block < end)
1637                                 end = next_block - 1;
1638
1639                         glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1640                         if (glob)
1641                                 cmplen = glob - iter;
1642                         else
1643                                 cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1644
1645                         if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1646                                 flags |= block_flags;
1647                                 return flags;
1648                         }
1649
1650                         if (!*end || *end == ';')
1651                                 break;
1652                         iter = end + 1;
1653                 }
1654         }
1655
1656         return flags | slub_debug_local;
1657 }
1658 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1659 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, void *object) {}
1660 static inline
1661 void setup_slab_debug(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *addr) {}
1662
1663 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1664         struct slab *slab, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1665
1666 static inline int free_debug_processing(
1667         struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1668         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1669         unsigned long addr) { return 0; }
1670
1671 static inline void slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct slab *slab) {}
1672 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1673                         void *object, u8 val) { return 1; }
1674 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1675                                         struct slab *slab) {}
1676 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1677                                         struct slab *slab) {}
1678 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1679         slab_flags_t flags, const char *name)
1680 {
1681         return flags;
1682 }
1683 #define slub_debug 0
1684
1685 #define disable_higher_order_debug 0
1686
1687 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1688                                                         { return 0; }
1689 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1690                                                         { return 0; }
1691 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1692                                                         int objects) {}
1693 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1694                                                         int objects) {}
1695
1696 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1697                                void **freelist, void *nextfree)
1698 {
1699         return false;
1700 }
1701 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1702
1703 /*
1704  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1705  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1706  */
1707 static inline void *kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1708 {
1709         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1710         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1711         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1712         return ptr;
1713 }
1714
1715 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1716 {
1717         kmemleak_free(x);
1718         kasan_kfree_large(x);
1719 }
1720
1721 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s,
1722                                                 void *x, bool init)
1723 {
1724         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1725
1726         debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1727
1728         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1729                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1730
1731         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
1732         if (!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1733                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
1734                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
1735
1736         /*
1737          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
1738          * kasan_slab_free and initialization memset's must be
1739          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
1740          *
1741          * The initialization memset's clear the object and the metadata,
1742          * but don't touch the SLAB redzone.
1743          */
1744         if (init) {
1745                 int rsize;
1746
1747                 if (!kasan_has_integrated_init())
1748                         memset(kasan_reset_tag(x), 0, s->object_size);
1749                 rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad : 0;
1750                 memset((char *)kasan_reset_tag(x) + s->inuse, 0,
1751                        s->size - s->inuse - rsize);
1752         }
1753         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse. */
1754         return kasan_slab_free(s, x, init);
1755 }
1756
1757 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1758                                            void **head, void **tail,
1759                                            int *cnt)
1760 {
1761
1762         void *object;
1763         void *next = *head;
1764         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1765
1766         if (is_kfence_address(next)) {
1767                 slab_free_hook(s, next, false);
1768                 return true;
1769         }
1770
1771         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1772         *head = NULL;
1773         *tail = NULL;
1774
1775         do {
1776                 object = next;
1777                 next = get_freepointer(s, object);
1778
1779                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1780                 if (!slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s))) {
1781                         /* Move object to the new freelist */
1782                         set_freepointer(s, object, *head);
1783                         *head = object;
1784                         if (!*tail)
1785                                 *tail = object;
1786                 } else {
1787                         /*
1788                          * Adjust the reconstructed freelist depth
1789                          * accordingly if object's reuse is delayed.
1790                          */
1791                         --(*cnt);
1792                 }
1793         } while (object != old_tail);
1794
1795         if (*head == *tail)
1796                 *tail = NULL;
1797
1798         return *head != NULL;
1799 }
1800
1801 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, void *object)
1802 {
1803         setup_object_debug(s, object);
1804         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
1805         if (unlikely(s->ctor)) {
1806                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1807                 s->ctor(object);
1808                 kasan_poison_object_data(s, object);
1809         }
1810         return object;
1811 }
1812
1813 /*
1814  * Slab allocation and freeing
1815  */
1816 static inline struct slab *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1817                 struct kmem_cache_order_objects oo)
1818 {
1819         struct folio *folio;
1820         struct slab *slab;
1821         unsigned int order = oo_order(oo);
1822
1823         if (node == NUMA_NO_NODE)
1824                 folio = (struct folio *)alloc_pages(flags, order);
1825         else
1826                 folio = (struct folio *)__alloc_pages_node(node, flags, order);
1827
1828         if (!folio)
1829                 return NULL;
1830
1831         slab = folio_slab(folio);
1832         __folio_set_slab(folio);
1833         if (page_is_pfmemalloc(folio_page(folio, 0)))
1834                 slab_set_pfmemalloc(slab);
1835
1836         return slab;
1837 }
1838
1839 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1840 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1841 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1842 {
1843         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1844         int err;
1845
1846         /* Bailout if already initialised */
1847         if (s->random_seq)
1848                 return 0;
1849
1850         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1851         if (err) {
1852                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1853                         s->name);
1854                 return err;
1855         }
1856
1857         /* Transform to an offset on the set of pages */
1858         if (s->random_seq) {
1859                 unsigned int i;
1860
1861                 for (i = 0; i < count; i++)
1862                         s->random_seq[i] *= s->size;
1863         }
1864         return 0;
1865 }
1866
1867 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1868 static void __init init_freelist_randomization(void)
1869 {
1870         struct kmem_cache *s;
1871
1872         mutex_lock(&slab_mutex);
1873
1874         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1875                 init_cache_random_seq(s);
1876
1877         mutex_unlock(&slab_mutex);
1878 }
1879
1880 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1881 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1882                                 unsigned long *pos, void *start,
1883                                 unsigned long page_limit,
1884                                 unsigned long freelist_count)
1885 {
1886         unsigned int idx;
1887
1888         /*
1889          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1890          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1891          */
1892         do {
1893                 idx = s->random_seq[*pos];
1894                 *pos += 1;
1895                 if (*pos >= freelist_count)
1896                         *pos = 0;
1897         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1898
1899         return (char *)start + idx;
1900 }
1901
1902 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1903 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1904 {
1905         void *start;
1906         void *cur;
1907         void *next;
1908         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1909
1910         if (slab->objects < 2 || !s->random_seq)
1911                 return false;
1912
1913         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1914         pos = get_random_int() % freelist_count;
1915
1916         page_limit = slab->objects * s->size;
1917         start = fixup_red_left(s, slab_address(slab));
1918
1919         /* First entry is used as the base of the freelist */
1920         cur = next_freelist_entry(s, slab, &pos, start, page_limit,
1921                                 freelist_count);
1922         cur = setup_object(s, cur);
1923         slab->freelist = cur;
1924
1925         for (idx = 1; idx < slab->objects; idx++) {
1926                 next = next_freelist_entry(s, slab, &pos, start, page_limit,
1927                         freelist_count);
1928                 next = setup_object(s, next);
1929                 set_freepointer(s, cur, next);
1930                 cur = next;
1931         }
1932         set_freepointer(s, cur, NULL);
1933
1934         return true;
1935 }
1936 #else
1937 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1938 {
1939         return 0;
1940 }
1941 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1942 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1943 {
1944         return false;
1945 }
1946 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1947
1948 static struct slab *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1949 {
1950         struct slab *slab;
1951         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1952         gfp_t alloc_gfp;
1953         void *start, *p, *next;
1954         int idx;
1955         bool shuffle;
1956
1957         flags &= gfp_allowed_mask;
1958
1959         flags |= s->allocflags;
1960
1961         /*
1962          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1963          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1964          */
1965         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1966         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1967                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~__GFP_RECLAIM;
1968
1969         slab = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1970         if (unlikely(!slab)) {
1971                 oo = s->min;
1972                 alloc_gfp = flags;
1973                 /*
1974                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1975                  * Try a lower order alloc if possible
1976                  */
1977                 slab = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1978                 if (unlikely(!slab))
1979                         goto out;
1980                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1981         }
1982
1983         slab->objects = oo_objects(oo);
1984
1985         account_slab(slab, oo_order(oo), s, flags);
1986
1987         slab->slab_cache = s;
1988
1989         kasan_poison_slab(slab);
1990
1991         start = slab_address(slab);
1992
1993         setup_slab_debug(s, slab, start);
1994
1995         shuffle = shuffle_freelist(s, slab);
1996
1997         if (!shuffle) {
1998                 start = fixup_red_left(s, start);
1999                 start = setup_object(s, start);
2000                 slab->freelist = start;
2001                 for (idx = 0, p = start; idx < slab->objects - 1; idx++) {
2002                         next = p + s->size;
2003                         next = setup_object(s, next);
2004                         set_freepointer(s, p, next);
2005                         p = next;
2006                 }
2007                 set_freepointer(s, p, NULL);
2008         }
2009
2010         slab->inuse = slab->objects;
2011         slab->frozen = 1;
2012
2013 out:
2014         if (!slab)
2015                 return NULL;
2016
2017         inc_slabs_node(s, slab_nid(slab), slab->objects);
2018
2019         return slab;
2020 }
2021
2022 static struct slab *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
2023 {
2024         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
2025                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
2026
2027         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2028
2029         return allocate_slab(s,
2030                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
2031 }
2032
2033 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2034 {
2035         struct folio *folio = slab_folio(slab);
2036         int order = folio_order(folio);
2037         int pages = 1 << order;
2038
2039         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
2040                 void *p;
2041
2042                 slab_pad_check(s, slab);
2043                 for_each_object(p, s, slab_address(slab), slab->objects)
2044                         check_object(s, slab, p, SLUB_RED_INACTIVE);
2045         }
2046
2047         __slab_clear_pfmemalloc(slab);
2048         __folio_clear_slab(folio);
2049         folio->mapping = NULL;
2050         if (current->reclaim_state)
2051                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
2052         unaccount_slab(slab, order, s);
2053         __free_pages(folio_page(folio, 0), order);
2054 }
2055
2056 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
2057 {
2058         struct slab *slab = container_of(h, struct slab, rcu_head);
2059
2060         __free_slab(slab->slab_cache, slab);
2061 }
2062
2063 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2064 {
2065         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
2066                 call_rcu(&slab->rcu_head, rcu_free_slab);
2067         } else
2068                 __free_slab(s, slab);
2069 }
2070
2071 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2072 {
2073         dec_slabs_node(s, slab_nid(slab), slab->objects);
2074         free_slab(s, slab);
2075 }
2076
2077 /*
2078  * Management of partially allocated slabs.
2079  */
2080 static inline void
2081 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab, int tail)
2082 {
2083         n->nr_partial++;
2084         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
2085                 list_add_tail(&slab->slab_list, &n->partial);
2086         else
2087                 list_add(&slab->slab_list, &n->partial);
2088 }
2089
2090 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
2091                                 struct slab *slab, int tail)
2092 {
2093         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2094         __add_partial(n, slab, tail);
2095 }
2096
2097 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
2098                                         struct slab *slab)
2099 {
2100         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2101         list_del(&slab->slab_list);
2102         n->nr_partial--;
2103 }
2104
2105 /*
2106  * Remove slab from the partial list, freeze it and
2107  * return the pointer to the freelist.
2108  *
2109  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
2110  */
2111 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
2112                 struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab,
2113                 int mode)
2114 {
2115         void *freelist;
2116         unsigned long counters;
2117         struct slab new;
2118
2119         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2120
2121         /*
2122          * Zap the freelist and set the frozen bit.
2123          * The old freelist is the list of objects for the
2124          * per cpu allocation list.
2125          */
2126         freelist = slab->freelist;
2127         counters = slab->counters;
2128         new.counters = counters;
2129         if (mode) {
2130                 new.inuse = slab->objects;
2131                 new.freelist = NULL;
2132         } else {
2133                 new.freelist = freelist;
2134         }
2135
2136         VM_BUG_ON(new.frozen);
2137         new.frozen = 1;
2138
2139         if (!__cmpxchg_double_slab(s, slab,
2140                         freelist, counters,
2141                         new.freelist, new.counters,
2142                         "acquire_slab"))
2143                 return NULL;
2144
2145         remove_partial(n, slab);
2146         WARN_ON(!freelist);
2147         return freelist;
2148 }
2149
2150 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2151 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, int drain);
2152 #else
2153 static inline void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2154                                    int drain) { }
2155 #endif
2156 static inline bool pfmemalloc_match(struct slab *slab, gfp_t gfpflags);
2157
2158 /*
2159  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
2160  */
2161 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
2162                               struct slab **ret_slab, gfp_t gfpflags)
2163 {
2164         struct slab *slab, *slab2;
2165         void *object = NULL;
2166         unsigned long flags;
2167         unsigned int partial_slabs = 0;
2168
2169         /*
2170          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
2171          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
2172          * partial slab and there is none available then get_partial()
2173          * will return NULL.
2174          */
2175         if (!n || !n->nr_partial)
2176                 return NULL;
2177
2178         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2179         list_for_each_entry_safe(slab, slab2, &n->partial, slab_list) {
2180                 void *t;
2181
2182                 if (!pfmemalloc_match(slab, gfpflags))
2183                         continue;
2184
2185                 t = acquire_slab(s, n, slab, object == NULL);
2186                 if (!t)
2187                         break;
2188
2189                 if (!object) {
2190                         *ret_slab = slab;
2191                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
2192                         object = t;
2193                 } else {
2194                         put_cpu_partial(s, slab, 0);
2195                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
2196                         partial_slabs++;
2197                 }
2198 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2199                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
2200                         || partial_slabs > s->cpu_partial_slabs / 2)
2201                         break;
2202 #else
2203                 break;
2204 #endif
2205
2206         }
2207         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2208         return object;
2209 }
2210
2211 /*
2212  * Get a slab from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2213  */
2214 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2215                              struct slab **ret_slab)
2216 {
2217 #ifdef CONFIG_NUMA
2218         struct zonelist *zonelist;
2219         struct zoneref *z;
2220         struct zone *zone;
2221         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(flags);
2222         void *object;
2223         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2224
2225         /*
2226          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2227          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2228          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2229          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2230          *
2231          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2232          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2233          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2234          * from other nodes and filled up.
2235          *
2236          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2237          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2238          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2239          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2240          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2241          * with available objects.
2242          */
2243         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2244                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2245                 return NULL;
2246
2247         do {
2248                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2249                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
2250                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2251                         struct kmem_cache_node *n;
2252
2253                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2254
2255                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
2256                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2257                                 object = get_partial_node(s, n, ret_slab, flags);
2258                                 if (object) {
2259                                         /*
2260                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2261                                          * here - if mems_allowed was updated in
2262                                          * parallel, that was a harmless race
2263                                          * between allocation and the cpuset
2264                                          * update
2265                                          */
2266                                         return object;
2267                                 }
2268                         }
2269                 }
2270         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2271 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2272         return NULL;
2273 }
2274
2275 /*
2276  * Get a partial slab, lock it and return it.
2277  */
2278 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
2279                          struct slab **ret_slab)
2280 {
2281         void *object;
2282         int searchnode = node;
2283
2284         if (node == NUMA_NO_NODE)
2285                 searchnode = numa_mem_id();
2286
2287         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), ret_slab, flags);
2288         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
2289                 return object;
2290
2291         return get_any_partial(s, flags, ret_slab);
2292 }
2293
2294 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2295 /*
2296  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2297  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2298  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2299  */
2300 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2301 #else
2302 /*
2303  * No preemption supported therefore also no need to check for
2304  * different cpus.
2305  */
2306 #define TID_STEP 1
2307 #endif
2308
2309 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2310 {
2311         return tid + TID_STEP;
2312 }
2313
2314 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2315 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2316 {
2317         return tid % TID_STEP;
2318 }
2319
2320 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2321 {
2322         return tid / TID_STEP;
2323 }
2324 #endif
2325
2326 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2327 {
2328         return cpu;
2329 }
2330
2331 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2332                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2333 {
2334 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2335         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2336
2337         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2338
2339 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2340         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2341                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2342                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2343         else
2344 #endif
2345         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2346                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2347                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2348         else
2349                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2350                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2351 #endif
2352         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2353 }
2354
2355 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2356 {
2357         int cpu;
2358         struct kmem_cache_cpu *c;
2359
2360         for_each_possible_cpu(cpu) {
2361                 c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2362                 local_lock_init(&c->lock);
2363                 c->tid = init_tid(cpu);
2364         }
2365 }
2366
2367 /*
2368  * Finishes removing the cpu slab. Merges cpu's freelist with slab's freelist,
2369  * unfreezes the slabs and puts it on the proper list.
2370  * Assumes the slab has been already safely taken away from kmem_cache_cpu
2371  * by the caller.
2372  */
2373 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2374                             void *freelist)
2375 {
2376         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE, M_FULL_NOLIST };
2377         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, slab_nid(slab));
2378         int free_delta = 0;
2379         enum slab_modes mode = M_NONE;
2380         void *nextfree, *freelist_iter, *freelist_tail;
2381         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2382         unsigned long flags = 0;
2383         struct slab new;
2384         struct slab old;
2385
2386         if (slab->freelist) {
2387                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2388                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2389         }
2390
2391         /*
2392          * Stage one: Count the objects on cpu's freelist as free_delta and
2393          * remember the last object in freelist_tail for later splicing.
2394          */
2395         freelist_tail = NULL;
2396         freelist_iter = freelist;
2397         while (freelist_iter) {
2398                 nextfree = get_freepointer(s, freelist_iter);
2399
2400                 /*
2401                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2402                  * 'freelist_iter' is already corrupted.  So isolate all objects
2403                  * starting at 'freelist_iter' by skipping them.
2404                  */
2405                 if (freelist_corrupted(s, slab, &freelist_iter, nextfree))
2406                         break;
2407
2408                 freelist_tail = freelist_iter;
2409                 free_delta++;
2410
2411                 freelist_iter = nextfree;
2412         }
2413
2414         /*
2415          * Stage two: Unfreeze the slab while splicing the per-cpu
2416          * freelist to the head of slab's freelist.
2417          *
2418          * Ensure that the slab is unfrozen while the list presence
2419          * reflects the actual number of objects during unfreeze.
2420          *
2421          * We first perform cmpxchg holding lock and insert to list
2422          * when it succeed. If there is mismatch then the slab is not
2423          * unfrozen and number of objects in the slab may have changed.
2424          * Then release lock and retry cmpxchg again.
2425          */
2426 redo:
2427
2428         old.freelist = READ_ONCE(slab->freelist);
2429         old.counters = READ_ONCE(slab->counters);
2430         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2431
2432         /* Determine target state of the slab */
2433         new.counters = old.counters;
2434         if (freelist_tail) {
2435                 new.inuse -= free_delta;
2436                 set_freepointer(s, freelist_tail, old.freelist);
2437                 new.freelist = freelist;
2438         } else
2439                 new.freelist = old.freelist;
2440
2441         new.frozen = 0;
2442
2443         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial) {
2444                 mode = M_FREE;
2445         } else if (new.freelist) {
2446                 mode = M_PARTIAL;
2447                 /*
2448                  * Taking the spinlock removes the possibility that
2449                  * acquire_slab() will see a slab that is frozen
2450                  */
2451                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2452         } else if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER)) {
2453                 mode = M_FULL;
2454                 /*
2455                  * This also ensures that the scanning of full
2456                  * slabs from diagnostic functions will not see
2457                  * any frozen slabs.
2458                  */
2459                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2460         } else {
2461                 mode = M_FULL_NOLIST;
2462         }
2463
2464
2465         if (!cmpxchg_double_slab(s, slab,
2466                                 old.freelist, old.counters,
2467                                 new.freelist, new.counters,
2468                                 "unfreezing slab")) {
2469                 if (mode == M_PARTIAL || mode == M_FULL)
2470                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2471                 goto redo;
2472         }
2473
2474
2475         if (mode == M_PARTIAL) {
2476                 add_partial(n, slab, tail);
2477                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2478                 stat(s, tail);
2479         } else if (mode == M_FREE) {
2480                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2481                 discard_slab(s, slab);
2482                 stat(s, FREE_SLAB);
2483         } else if (mode == M_FULL) {
2484                 add_full(s, n, slab);
2485                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2486                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2487         } else if (mode == M_FULL_NOLIST) {
2488                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2489         }
2490 }
2491
2492 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2493 static void __unfreeze_partials(struct kmem_cache *s, struct slab *partial_slab)
2494 {
2495         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2496         struct slab *slab, *slab_to_discard = NULL;
2497         unsigned long flags = 0;
2498
2499         while (partial_slab) {
2500                 struct slab new;
2501                 struct slab old;
2502
2503                 slab = partial_slab;
2504                 partial_slab = slab->next;
2505
2506                 n2 = get_node(s, slab_nid(slab));
2507                 if (n != n2) {
2508                         if (n)
2509                                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2510
2511                         n = n2;
2512                         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2513                 }
2514
2515                 do {
2516
2517                         old.freelist = slab->freelist;
2518                         old.counters = slab->counters;
2519                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2520
2521                         new.counters = old.counters;
2522                         new.freelist = old.freelist;
2523
2524                         new.frozen = 0;
2525
2526                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, slab,
2527                                 old.freelist, old.counters,
2528                                 new.freelist, new.counters,
2529                                 "unfreezing slab"));
2530
2531                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2532                         slab->next = slab_to_discard;
2533                         slab_to_discard = slab;
2534                 } else {
2535                         add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2536                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2537                 }
2538         }
2539
2540         if (n)
2541                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2542
2543         while (slab_to_discard) {
2544                 slab = slab_to_discard;
2545                 slab_to_discard = slab_to_discard->next;
2546
2547                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2548                 discard_slab(s, slab);
2549                 stat(s, FREE_SLAB);
2550         }
2551 }
2552
2553 /*
2554  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2555  */
2556 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s)
2557 {
2558         struct slab *partial_slab;
2559         unsigned long flags;
2560
2561         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
2562         partial_slab = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2563         this_cpu_write(s->cpu_slab->partial, NULL);
2564         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2565
2566         if (partial_slab)
2567                 __unfreeze_partials(s, partial_slab);
2568 }
2569
2570 static void unfreeze_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
2571                                   struct kmem_cache_cpu *c)
2572 {
2573         struct slab *partial_slab;
2574
2575         partial_slab = slub_percpu_partial(c);
2576         c->partial = NULL;
2577
2578         if (partial_slab)
2579                 __unfreeze_partials(s, partial_slab);
2580 }
2581
2582 /*
2583  * Put a slab that was just frozen (in __slab_free|get_partial_node) into a
2584  * partial slab slot if available.
2585  *
2586  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2587  * per node partial list.
2588  */
2589 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, int drain)
2590 {
2591         struct slab *oldslab;
2592         struct slab *slab_to_unfreeze = NULL;
2593         unsigned long flags;
2594         int slabs = 0;
2595
2596         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
2597
2598         oldslab = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2599
2600         if (oldslab) {
2601                 if (drain && oldslab->slabs >= s->cpu_partial_slabs) {
2602                         /*
2603                          * Partial array is full. Move the existing set to the
2604                          * per node partial list. Postpone the actual unfreezing
2605                          * outside of the critical section.
2606                          */
2607                         slab_to_unfreeze = oldslab;
2608                         oldslab = NULL;
2609                 } else {
2610                         slabs = oldslab->slabs;
2611                 }
2612         }
2613
2614         slabs++;
2615
2616         slab->slabs = slabs;
2617         slab->next = oldslab;
2618
2619         this_cpu_write(s->cpu_slab->partial, slab);
2620
2621         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2622
2623         if (slab_to_unfreeze) {
2624                 __unfreeze_partials(s, slab_to_unfreeze);
2625                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2626         }
2627 }
2628
2629 #else   /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2630
2631 static inline void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s) { }
2632 static inline void unfreeze_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
2633                                   struct kmem_cache_cpu *c) { }
2634
2635 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2636
2637 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2638 {
2639         unsigned long flags;
2640         struct slab *slab;
2641         void *freelist;
2642
2643         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
2644
2645         slab = c->slab;
2646         freelist = c->freelist;
2647
2648         c->slab = NULL;
2649         c->freelist = NULL;
2650         c->tid = next_tid(c->tid);
2651
2652         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2653
2654         if (slab) {
2655                 deactivate_slab(s, slab, freelist);
2656                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2657         }
2658 }
2659
2660 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2661 {
2662         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2663         void *freelist = c->freelist;
2664         struct slab *slab = c->slab;
2665
2666         c->slab = NULL;
2667         c->freelist = NULL;
2668         c->tid = next_tid(c->tid);
2669
2670         if (slab) {
2671                 deactivate_slab(s, slab, freelist);
2672                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2673         }
2674
2675         unfreeze_partials_cpu(s, c);
2676 }
2677
2678 struct slub_flush_work {
2679         struct work_struct work;
2680         struct kmem_cache *s;
2681         bool skip;
2682 };
2683
2684 /*
2685  * Flush cpu slab.
2686  *
2687  * Called from CPU work handler with migration disabled.
2688  */
2689 static void flush_cpu_slab(struct work_struct *w)
2690 {
2691         struct kmem_cache *s;
2692         struct kmem_cache_cpu *c;
2693         struct slub_flush_work *sfw;
2694
2695         sfw = container_of(w, struct slub_flush_work, work);
2696
2697         s = sfw->s;
2698         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2699
2700         if (c->slab)
2701                 flush_slab(s, c);
2702
2703         unfreeze_partials(s);
2704 }
2705
2706 static bool has_cpu_slab(int cpu, struct kmem_cache *s)
2707 {
2708         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2709
2710         return c->slab || slub_percpu_partial(c);
2711 }
2712
2713 static DEFINE_MUTEX(flush_lock);
2714 static DEFINE_PER_CPU(struct slub_flush_work, slub_flush);
2715
2716 static void flush_all_cpus_locked(struct kmem_cache *s)
2717 {
2718         struct slub_flush_work *sfw;
2719         unsigned int cpu;
2720
2721         lockdep_assert_cpus_held();
2722         mutex_lock(&flush_lock);
2723
2724         for_each_online_cpu(cpu) {
2725                 sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
2726                 if (!has_cpu_slab(cpu, s)) {
2727                         sfw->skip = true;
2728                         continue;
2729                 }
2730                 INIT_WORK(&sfw->work, flush_cpu_slab);
2731                 sfw->skip = false;
2732                 sfw->s = s;
2733                 schedule_work_on(cpu, &sfw->work);
2734         }
2735
2736         for_each_online_cpu(cpu) {
2737                 sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
2738                 if (sfw->skip)
2739                         continue;
2740                 flush_work(&sfw->work);
2741         }
2742
2743         mutex_unlock(&flush_lock);
2744 }
2745
2746 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2747 {
2748         cpus_read_lock();
2749         flush_all_cpus_locked(s);
2750         cpus_read_unlock();
2751 }
2752
2753 /*
2754  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2755  * necessary.
2756  */
2757 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2758 {
2759         struct kmem_cache *s;
2760
2761         mutex_lock(&slab_mutex);
2762         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2763                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2764         mutex_unlock(&slab_mutex);
2765         return 0;
2766 }
2767
2768 /*
2769  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2770  * locality expectations.
2771  */
2772 static inline int node_match(struct slab *slab, int node)
2773 {
2774 #ifdef CONFIG_NUMA
2775         if (node != NUMA_NO_NODE && slab_nid(slab) != node)
2776                 return 0;
2777 #endif
2778         return 1;
2779 }
2780
2781 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2782 static int count_free(struct slab *slab)
2783 {
2784         return slab->objects - slab->inuse;
2785 }
2786
2787 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2788 {
2789         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2790 }
2791 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2792
2793 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2794 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2795                                         int (*get_count)(struct slab *))
2796 {
2797         unsigned long flags;
2798         unsigned long x = 0;
2799         struct slab *slab;
2800
2801         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2802         list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
2803                 x += get_count(slab);
2804         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2805         return x;
2806 }
2807 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2808
2809 static noinline void
2810 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2811 {
2812 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2813         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2814                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2815         int node;
2816         struct kmem_cache_node *n;
2817
2818         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2819                 return;
2820
2821         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2822                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2823         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2824                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2825                 oo_order(s->min));
2826
2827         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2828                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2829                         s->name);
2830
2831         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2832                 unsigned long nr_slabs;
2833                 unsigned long nr_objs;
2834                 unsigned long nr_free;
2835
2836                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2837                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2838                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2839
2840                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2841                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2842         }
2843 #endif
2844 }
2845
2846 static inline bool pfmemalloc_match(struct slab *slab, gfp_t gfpflags)
2847 {
2848         if (unlikely(slab_test_pfmemalloc(slab)))
2849                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2850
2851         return true;
2852 }
2853
2854 /*
2855  * Check the slab->freelist and either transfer the freelist to the
2856  * per cpu freelist or deactivate the slab.
2857  *
2858  * The slab is still frozen if the return value is not NULL.
2859  *
2860  * If this function returns NULL then the slab has been unfrozen.
2861  */
2862 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2863 {
2864         struct slab new;
2865         unsigned long counters;
2866         void *freelist;
2867
2868         lockdep_assert_held(this_cpu_ptr(&s->cpu_slab->lock));
2869
2870         do {
2871                 freelist = slab->freelist;
2872                 counters = slab->counters;
2873
2874                 new.counters = counters;
2875                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2876
2877                 new.inuse = slab->objects;
2878                 new.frozen = freelist != NULL;
2879
2880         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, slab,
2881                 freelist, counters,
2882                 NULL, new.counters,
2883                 "get_freelist"));
2884
2885         return freelist;
2886 }
2887
2888 /*
2889  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2890  * debugging duties.
2891  *
2892  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2893  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2894  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2895  *
2896  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2897  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2898  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2899  *
2900  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2901  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2902  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2903  *
2904  * Version of __slab_alloc to use when we know that preemption is
2905  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2906  */
2907 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2908                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2909 {
2910         void *freelist;
2911         struct slab *slab;
2912         unsigned long flags;
2913
2914         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2915
2916 reread_slab:
2917
2918         slab = READ_ONCE(c->slab);
2919         if (!slab) {
2920                 /*
2921                  * if the node is not online or has no normal memory, just
2922                  * ignore the node constraint
2923                  */
2924                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
2925                              !node_isset(node, slab_nodes)))
2926                         node = NUMA_NO_NODE;
2927                 goto new_slab;
2928         }
2929 redo:
2930
2931         if (unlikely(!node_match(slab, node))) {
2932                 /*
2933                  * same as above but node_match() being false already
2934                  * implies node != NUMA_NO_NODE
2935                  */
2936                 if (!node_isset(node, slab_nodes)) {
2937                         node = NUMA_NO_NODE;
2938                 } else {
2939                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2940                         goto deactivate_slab;
2941                 }
2942         }
2943
2944         /*
2945          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2946          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2947          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2948          */
2949         if (unlikely(!pfmemalloc_match(slab, gfpflags)))
2950                 goto deactivate_slab;
2951
2952         /* must check again c->slab in case we got preempted and it changed */
2953         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
2954         if (unlikely(slab != c->slab)) {
2955                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2956                 goto reread_slab;
2957         }
2958         freelist = c->freelist;
2959         if (freelist)
2960                 goto load_freelist;
2961
2962         freelist = get_freelist(s, slab);
2963
2964         if (!freelist) {
2965                 c->slab = NULL;
2966                 c->tid = next_tid(c->tid);
2967                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2968                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2969                 goto new_slab;
2970         }
2971
2972         stat(s, ALLOC_REFILL);
2973
2974 load_freelist:
2975
2976         lockdep_assert_held(this_cpu_ptr(&s->cpu_slab->lock));
2977
2978         /*
2979          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2980          * slab is pointing to the slab from which the objects are obtained.
2981          * That slab must be frozen for per cpu allocations to work.
2982          */
2983         VM_BUG_ON(!c->slab->frozen);
2984         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2985         c->tid = next_tid(c->tid);
2986         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2987         return freelist;
2988
2989 deactivate_slab:
2990
2991         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
2992         if (slab != c->slab) {
2993                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2994                 goto reread_slab;
2995         }
2996         freelist = c->freelist;
2997         c->slab = NULL;
2998         c->freelist = NULL;
2999         c->tid = next_tid(c->tid);
3000         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3001         deactivate_slab(s, slab, freelist);
3002
3003 new_slab:
3004
3005         if (slub_percpu_partial(c)) {
3006                 local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3007                 if (unlikely(c->slab)) {
3008                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3009                         goto reread_slab;
3010                 }
3011                 if (unlikely(!slub_percpu_partial(c))) {
3012                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3013                         /* we were preempted and partial list got empty */
3014                         goto new_objects;
3015                 }
3016
3017                 slab = c->slab = slub_percpu_partial(c);
3018                 slub_set_percpu_partial(c, slab);
3019                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3020                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
3021                 goto redo;
3022         }
3023
3024 new_objects:
3025
3026         freelist = get_partial(s, gfpflags, node, &slab);
3027         if (freelist)
3028                 goto check_new_slab;
3029
3030         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3031         slab = new_slab(s, gfpflags, node);
3032         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3033
3034         if (unlikely(!slab)) {
3035                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
3036                 return NULL;
3037         }
3038
3039         /*
3040          * No other reference to the slab yet so we can
3041          * muck around with it freely without cmpxchg
3042          */
3043         freelist = slab->freelist;
3044         slab->freelist = NULL;
3045
3046         stat(s, ALLOC_SLAB);
3047
3048 check_new_slab:
3049
3050         if (kmem_cache_debug(s)) {
3051                 if (!alloc_debug_processing(s, slab, freelist, addr)) {
3052                         /* Slab failed checks. Next slab needed */
3053                         goto new_slab;
3054                 } else {
3055                         /*
3056                          * For debug case, we don't load freelist so that all
3057                          * allocations go through alloc_debug_processing()
3058                          */
3059                         goto return_single;
3060                 }
3061         }
3062
3063         if (unlikely(!pfmemalloc_match(slab, gfpflags)))
3064                 /*
3065                  * For !pfmemalloc_match() case we don't load freelist so that
3066                  * we don't make further mismatched allocations easier.
3067                  */
3068                 goto return_single;
3069
3070 retry_load_slab:
3071
3072         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3073         if (unlikely(c->slab)) {
3074                 void *flush_freelist = c->freelist;
3075                 struct slab *flush_slab = c->slab;
3076
3077                 c->slab = NULL;
3078                 c->freelist = NULL;
3079                 c->tid = next_tid(c->tid);
3080
3081                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3082
3083                 deactivate_slab(s, flush_slab, flush_freelist);
3084
3085                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3086
3087                 goto retry_load_slab;
3088         }
3089         c->slab = slab;
3090
3091         goto load_freelist;
3092
3093 return_single:
3094
3095         deactivate_slab(s, slab, get_freepointer(s, freelist));
3096         return freelist;
3097 }
3098
3099 /*
3100  * A wrapper for ___slab_alloc() for contexts where preemption is not yet
3101  * disabled. Compensates for possible cpu changes by refetching the per cpu area
3102  * pointer.
3103  */
3104 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
3105                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
3106 {
3107         void *p;
3108
3109 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3110         /*
3111          * We may have been preempted and rescheduled on a different
3112          * cpu before disabling preemption. Need to reload cpu area
3113          * pointer.
3114          */
3115         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3116 #endif
3117
3118         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
3119 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3120         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3121 #endif
3122         return p;
3123 }
3124
3125 /*
3126  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
3127  * zeroing out freelist pointer.
3128  */
3129 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
3130                                                    void *obj)
3131 {
3132         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj)
3133                 memset((void *)((char *)kasan_reset_tag(obj) + s->offset),
3134                         0, sizeof(void *));
3135 }
3136
3137 /*
3138  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
3139  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
3140  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
3141  *
3142  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
3143  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
3144  *
3145  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
3146  */
3147 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3148                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3149 {
3150         void *object;
3151         struct kmem_cache_cpu *c;
3152         struct slab *slab;
3153         unsigned long tid;
3154         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3155         bool init = false;
3156
3157         s = slab_pre_alloc_hook(s, lru, &objcg, 1, gfpflags);
3158         if (!s)
3159                 return NULL;
3160
3161         object = kfence_alloc(s, orig_size, gfpflags);
3162         if (unlikely(object))
3163                 goto out;
3164
3165 redo:
3166         /*
3167          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
3168          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
3169          * reading from one cpu area. That does not matter as long
3170          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
3171          *
3172          * We must guarantee that tid and kmem_cache_cpu are retrieved on the
3173          * same cpu. We read first the kmem_cache_cpu pointer and use it to read
3174          * the tid. If we are preempted and switched to another cpu between the
3175          * two reads, it's OK as the two are still associated with the same cpu
3176          * and cmpxchg later will validate the cpu.
3177          */
3178         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3179         tid = READ_ONCE(c->tid);
3180
3181         /*
3182          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
3183          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
3184          * on c to guarantee that object and slab associated with previous tid
3185          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
3186          * slab could be one associated with next tid and our alloc/free
3187          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
3188          */
3189         barrier();
3190
3191         /*
3192          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
3193          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
3194          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
3195          * linked list in between.
3196          */
3197
3198         object = c->freelist;
3199         slab = c->slab;
3200         /*
3201          * We cannot use the lockless fastpath on PREEMPT_RT because if a
3202          * slowpath has taken the local_lock_irqsave(), it is not protected
3203          * against a fast path operation in an irq handler. So we need to take
3204          * the slow path which uses local_lock. It is still relatively fast if
3205          * there is a suitable cpu freelist.
3206          */
3207         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT) ||
3208             unlikely(!object || !slab || !node_match(slab, node))) {
3209                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
3210         } else {
3211                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
3212
3213                 /*
3214                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
3215                  * operation and if we are on the right processor.
3216                  *
3217                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
3218                  * semantics!)
3219                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
3220                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
3221                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
3222                  *
3223                  * Since this is without lock semantics the protection is only
3224                  * against code executing on this cpu *not* from access by
3225                  * other cpus.
3226                  */
3227                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
3228                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
3229                                 object, tid,
3230                                 next_object, next_tid(tid)))) {
3231
3232                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
3233                         goto redo;
3234                 }
3235                 prefetch_freepointer(s, next_object);
3236                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
3237         }
3238
3239         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
3240         init = slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s);
3241
3242 out:
3243         slab_post_alloc_hook(s, objcg, gfpflags, 1, &object, init);
3244
3245         return object;
3246 }
3247
3248 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3249                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr, size_t orig_size)
3250 {
3251         return slab_alloc_node(s, lru, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr, orig_size);
3252 }
3253
3254 static __always_inline
3255 void *__kmem_cache_alloc_lru(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3256                              gfp_t gfpflags)
3257 {
3258         void *ret = slab_alloc(s, lru, gfpflags, _RET_IP_, s->object_size);
3259
3260         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, s->object_size,
3261                                 s->size, gfpflags);
3262
3263         return ret;
3264 }
3265
3266 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
3267 {
3268         return __kmem_cache_alloc_lru(s, NULL, gfpflags);
3269 }
3270 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3271
3272 void *kmem_cache_alloc_lru(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3273                            gfp_t gfpflags)
3274 {
3275         return __kmem_cache_alloc_lru(s, lru, gfpflags);
3276 }
3277 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_lru);
3278
3279 #ifdef CONFIG_TRACING
3280 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
3281 {
3282         void *ret = slab_alloc(s, NULL, gfpflags, _RET_IP_, size);
3283         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, s, size, s->size, gfpflags);
3284         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
3285         return ret;
3286 }
3287 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3288 #endif
3289
3290 #ifdef CONFIG_NUMA
3291 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
3292 {
3293         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, _RET_IP_, s->object_size);
3294
3295         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret, s,
3296                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
3297
3298         return ret;
3299 }
3300 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3301
3302 #ifdef CONFIG_TRACING
3303 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
3304                                     gfp_t gfpflags,
3305                                     int node, size_t size)
3306 {
3307         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, _RET_IP_, size);
3308
3309         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, s,
3310                            size, s->size, gfpflags, node);
3311
3312         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
3313         return ret;
3314 }
3315 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3316 #endif
3317 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3318
3319 /*
3320  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
3321  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
3322  *
3323  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
3324  * lock and free the item. If there is no additional partial slab
3325  * handling required then we can return immediately.
3326  */
3327 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
3328                         void *head, void *tail, int cnt,
3329                         unsigned long addr)
3330
3331 {
3332         void *prior;
3333         int was_frozen;
3334         struct slab new;
3335         unsigned long counters;
3336         struct kmem_cache_node *n = NULL;
3337         unsigned long flags;
3338
3339         stat(s, FREE_SLOWPATH);
3340
3341         if (kfence_free(head))
3342                 return;
3343
3344         if (kmem_cache_debug(s) &&
3345             !free_debug_processing(s, slab, head, tail, cnt, addr))
3346                 return;
3347
3348         do {
3349                 if (unlikely(n)) {
3350                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3351                         n = NULL;
3352                 }
3353                 prior = slab->freelist;
3354                 counters = slab->counters;
3355                 set_freepointer(s, tail, prior);
3356                 new.counters = counters;
3357                 was_frozen = new.frozen;
3358                 new.inuse -= cnt;
3359                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
3360
3361                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
3362
3363                                 /*
3364                                  * Slab was on no list before and will be
3365                                  * partially empty
3366                                  * We can defer the list move and instead
3367                                  * freeze it.
3368                                  */
3369                                 new.frozen = 1;
3370
3371                         } else { /* Needs to be taken off a list */
3372
3373                                 n = get_node(s, slab_nid(slab));
3374                                 /*
3375                                  * Speculatively acquire the list_lock.
3376                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
3377                                  * drop the list_lock without any processing.
3378                                  *
3379                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
3380                                  * other processors updating the list of slabs.
3381                                  */
3382                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3383
3384                         }
3385                 }
3386
3387         } while (!cmpxchg_double_slab(s, slab,
3388                 prior, counters,
3389                 head, new.counters,
3390                 "__slab_free"));
3391
3392         if (likely(!n)) {
3393
3394                 if (likely(was_frozen)) {
3395                         /*
3396                          * The list lock was not taken therefore no list
3397                          * activity can be necessary.
3398                          */
3399                         stat(s, FREE_FROZEN);
3400                 } else if (new.frozen) {
3401                         /*
3402                          * If we just froze the slab then put it onto the
3403                          * per cpu partial list.
3404                          */
3405                         put_cpu_partial(s, slab, 1);
3406                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
3407                 }
3408
3409                 return;
3410         }
3411
3412         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
3413                 goto slab_empty;
3414
3415         /*
3416          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
3417          * then add it.
3418          */
3419         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
3420                 remove_full(s, n, slab);
3421                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
3422                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
3423         }
3424         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3425         return;
3426
3427 slab_empty:
3428         if (prior) {
3429                 /*
3430                  * Slab on the partial list.
3431                  */
3432                 remove_partial(n, slab);
3433                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
3434         } else {
3435                 /* Slab must be on the full list */
3436                 remove_full(s, n, slab);
3437         }
3438
3439         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3440         stat(s, FREE_SLAB);
3441         discard_slab(s, slab);
3442 }
3443
3444 /*
3445  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
3446  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
3447  *
3448  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
3449  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
3450  * the item before.
3451  *
3452  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
3453  * with all sorts of special processing.
3454  *
3455  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
3456  * same slab) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
3457  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
3458  */
3459 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
3460                                 struct slab *slab, void *head, void *tail,
3461                                 int cnt, unsigned long addr)
3462 {
3463         void *tail_obj = tail ? : head;
3464         struct kmem_cache_cpu *c;
3465         unsigned long tid;
3466
3467 redo:
3468         /*
3469          * Determine the currently cpus per cpu slab.
3470          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
3471          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
3472          * during the cmpxchg then the free will succeed.
3473          */
3474         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3475         tid = READ_ONCE(c->tid);
3476
3477         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
3478         barrier();
3479
3480         if (likely(slab == c->slab)) {
3481 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
3482                 void **freelist = READ_ONCE(c->freelist);
3483
3484                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
3485
3486                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
3487                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
3488                                 freelist, tid,
3489                                 head, next_tid(tid)))) {
3490
3491                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
3492                         goto redo;
3493                 }
3494 #else /* CONFIG_PREEMPT_RT */
3495                 /*
3496                  * We cannot use the lockless fastpath on PREEMPT_RT because if
3497                  * a slowpath has taken the local_lock_irqsave(), it is not
3498                  * protected against a fast path operation in an irq handler. So
3499                  * we need to take the local_lock. We shouldn't simply defer to
3500                  * __slab_free() as that wouldn't use the cpu freelist at all.
3501                  */
3502                 void **freelist;
3503
3504                 local_lock(&s->cpu_slab->lock);
3505                 c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3506                 if (unlikely(slab != c->slab)) {
3507                         local_unlock(&s->cpu_slab->lock);
3508                         goto redo;
3509                 }
3510                 tid = c->tid;
3511                 freelist = c->freelist;
3512
3513                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
3514                 c->freelist = head;
3515                 c->tid = next_tid(tid);
3516
3517                 local_unlock(&s->cpu_slab->lock);
3518 #endif
3519                 stat(s, FREE_FASTPATH);
3520         } else
3521                 __slab_free(s, slab, head, tail_obj, cnt, addr);
3522
3523 }
3524
3525 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
3526                                       void *head, void *tail, void **p, int cnt,
3527                                       unsigned long addr)
3528 {
3529         memcg_slab_free_hook(s, slab, p, cnt);
3530         /*
3531          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
3532          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
3533          */
3534         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail, &cnt))
3535                 do_slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
3536 }
3537
3538 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
3539 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3540 {
3541         do_slab_free(cache, virt_to_slab(x), x, NULL, 1, addr);
3542 }
3543 #endif
3544
3545 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3546 {
3547         s = cache_from_obj(s, x);
3548         if (!s)
3549                 return;
3550         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x, s->name);
3551         slab_free(s, virt_to_slab(x), x, NULL, &x, 1, _RET_IP_);
3552 }
3553 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3554
3555 struct detached_freelist {
3556         struct slab *slab;
3557         void *tail;
3558         void *freelist;
3559         int cnt;
3560         struct kmem_cache *s;
3561 };
3562
3563 static inline void free_large_kmalloc(struct folio *folio, void *object)
3564 {
3565         unsigned int order = folio_order(folio);
3566
3567         if (WARN_ON_ONCE(order == 0))
3568                 pr_warn_once("object pointer: 0x%p\n", object);
3569
3570         kfree_hook(object);
3571         mod_lruvec_page_state(folio_page(folio, 0), NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3572                               -(PAGE_SIZE << order));
3573         __free_pages(folio_page(folio, 0), order);
3574 }
3575
3576 /*
3577  * This function progressively scans the array with free objects (with
3578  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3579  * slab.  It builds a detached freelist directly within the given
3580  * slab/objects.  This can happen without any need for
3581  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3582  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3583  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3584  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3585  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3586  * to performance reasons.
3587  */
3588 static inline
3589 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3590                             void **p, struct detached_freelist *df)
3591 {
3592         int lookahead = 3;
3593         void *object;
3594         struct folio *folio;
3595         size_t same;
3596
3597         object = p[--size];
3598         folio = virt_to_folio(object);
3599         if (!s) {
3600                 /* Handle kalloc'ed objects */
3601                 if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
3602                         free_large_kmalloc(folio, object);
3603                         df->slab = NULL;
3604                         return size;
3605                 }
3606                 /* Derive kmem_cache from object */
3607                 df->slab = folio_slab(folio);
3608                 df->s = df->slab->slab_cache;
3609         } else {
3610                 df->slab = folio_slab(folio);
3611                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3612         }
3613
3614         /* Start new detached freelist */
3615         df->tail = object;
3616         df->freelist = object;
3617         df->cnt = 1;
3618
3619         if (is_kfence_address(object))
3620                 return size;
3621
3622         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3623
3624         same = size;
3625         while (size) {
3626                 object = p[--size];
3627                 /* df->slab is always set at this point */
3628                 if (df->slab == virt_to_slab(object)) {
3629                         /* Opportunity build freelist */
3630                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3631                         df->freelist = object;
3632                         df->cnt++;
3633                         same--;
3634                         if (size != same)
3635                                 swap(p[size], p[same]);
3636                         continue;
3637                 }
3638
3639                 /* Limit look ahead search */
3640                 if (!--lookahead)
3641                         break;
3642         }
3643
3644         return same;
3645 }
3646
3647 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3648 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3649 {
3650         if (!size)
3651                 return;
3652
3653         do {
3654                 struct detached_freelist df;
3655
3656                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3657                 if (!df.slab)
3658                         continue;
3659
3660                 slab_free(df.s, df.slab, df.freelist, df.tail, &p[size], df.cnt,
3661                           _RET_IP_);
3662         } while (likely(size));
3663 }
3664 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3665
3666 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3667 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3668                           void **p)
3669 {
3670         struct kmem_cache_cpu *c;
3671         int i;
3672         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3673
3674         /* memcg and kmem_cache debug support */
3675         s = slab_pre_alloc_hook(s, NULL, &objcg, size, flags);
3676         if (unlikely(!s))
3677                 return false;
3678         /*
3679          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3680          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3681          * handlers invoking normal fastpath.
3682          */
3683         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3684         local_lock_irq(&s->cpu_slab->lock);
3685
3686         for (i = 0; i < size; i++) {
3687                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
3688
3689                 if (unlikely(object)) {
3690                         p[i] = object;
3691                         continue;
3692                 }
3693
3694                 object = c->freelist;
3695                 if (unlikely(!object)) {
3696                         /*
3697                          * We may have removed an object from c->freelist using
3698                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
3699                          * c->tid has not been bumped yet.
3700                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
3701                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
3702                          */
3703                         c->tid = next_tid(c->tid);
3704
3705                         local_unlock_irq(&s->cpu_slab->lock);
3706
3707                         /*
3708                          * Invoking slow path likely have side-effect
3709                          * of re-populating per CPU c->freelist
3710                          */
3711                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3712                                             _RET_IP_, c);
3713                         if (unlikely(!p[i]))
3714                                 goto error;
3715
3716                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3717                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3718
3719                         local_lock_irq(&s->cpu_slab->lock);
3720
3721                         continue; /* goto for-loop */
3722                 }
3723                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3724                 p[i] = object;
3725                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3726         }
3727         c->tid = next_tid(c->tid);
3728         local_unlock_irq(&s->cpu_slab->lock);
3729         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3730
3731         /*
3732          * memcg and kmem_cache debug support and memory initialization.
3733          * Done outside of the IRQ disabled fastpath loop.
3734          */
3735         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p,
3736                                 slab_want_init_on_alloc(flags, s));
3737         return i;
3738 error:
3739         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3740         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, i, p, false);
3741         kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3742         return 0;
3743 }
3744 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3745
3746
3747 /*
3748  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3749  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3750  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3751  * another.
3752  *
3753  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3754  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3755  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3756  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3757  * locking overhead.
3758  */
3759
3760 /*
3761  * Minimum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3762  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3763  * and increases the number of allocations possible without having to
3764  * take the list_lock.
3765  */
3766 static unsigned int slub_min_order;
3767 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3768 static unsigned int slub_min_objects;
3769
3770 /*
3771  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3772  *
3773  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3774  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3775  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3776  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3777  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3778  * would be wasted.
3779  *
3780  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3781  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3782  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3783  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3784  *
3785  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3786  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3787  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3788  * of space in favor of a small page order.
3789  *
3790  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3791  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3792  * requested a higher minimum order then we start with that one instead of
3793  * the smallest order which will fit the object.
3794  */
3795 static inline unsigned int calc_slab_order(unsigned int size,
3796                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3797                 unsigned int fract_leftover)
3798 {
3799         unsigned int min_order = slub_min_order;
3800         unsigned int order;
3801
3802         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3803                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3804
3805         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3806                         order <= max_order; order++) {
3807
3808                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3809                 unsigned int rem;
3810
3811                 rem = slab_size % size;
3812
3813                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3814                         break;
3815         }
3816
3817         return order;
3818 }
3819
3820 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3821 {
3822         unsigned int order;
3823         unsigned int min_objects;
3824         unsigned int max_objects;
3825         unsigned int nr_cpus;
3826
3827         /*
3828          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3829          * works by first attempting to generate a layout with
3830          * the best configuration and backing off gradually.
3831          *
3832          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3833          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3834          */
3835         min_objects = slub_min_objects;
3836         if (!min_objects) {
3837                 /*
3838                  * Some architectures will only update present cpus when
3839                  * onlining them, so don't trust the number if it's just 1. But
3840                  * we also don't want to use nr_cpu_ids always, as on some other
3841                  * architectures, there can be many possible cpus, but never
3842                  * onlined. Here we compromise between trying to avoid too high
3843                  * order on systems that appear larger than they are, and too
3844                  * low order on systems that appear smaller than they are.
3845                  */
3846                 nr_cpus = num_present_cpus();
3847                 if (nr_cpus <= 1)
3848                         nr_cpus = nr_cpu_ids;
3849                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpus) + 1);
3850         }
3851         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3852         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3853
3854         while (min_objects > 1) {
3855                 unsigned int fraction;
3856
3857                 fraction = 16;
3858                 while (fraction >= 4) {
3859                         order = calc_slab_order(size, min_objects,
3860                                         slub_max_order, fraction);
3861                         if (order <= slub_max_order)
3862                                 return order;
3863                         fraction /= 2;
3864                 }
3865                 min_objects--;
3866         }
3867
3868         /*
3869          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3870          * lets see if we can place a single object there.
3871          */
3872         order = calc_slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3873         if (order <= slub_max_order)
3874                 return order;
3875
3876         /*
3877          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3878          */
3879         order = calc_slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3880         if (order < MAX_ORDER)
3881                 return order;
3882         return -ENOSYS;
3883 }
3884
3885 static void
3886 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3887 {
3888         n->nr_partial = 0;
3889         spin_lock_init(&n->list_lock);
3890         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3891 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3892         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3893         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3894         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3895 #endif
3896 }
3897
3898 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3899 {
3900         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3901                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3902
3903         /*
3904          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3905          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3906          */
3907         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3908                                      2 * sizeof(void *));
3909
3910         if (!s->cpu_slab)
3911                 return 0;
3912
3913         init_kmem_cache_cpus(s);
3914
3915         return 1;
3916 }
3917
3918 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3919
3920 /*
3921  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3922  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3923  * possible.
3924  *
3925  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3926  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3927  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3928  */
3929 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3930 {
3931         struct slab *slab;
3932         struct kmem_cache_node *n;
3933
3934         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3935
3936         slab = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3937
3938         BUG_ON(!slab);
3939         if (slab_nid(slab) != node) {
3940                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3941                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3942         }
3943
3944         n = slab->freelist;
3945         BUG_ON(!n);
3946 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3947         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3948         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3949 #endif
3950         n = kasan_slab_alloc(kmem_cache_node, n, GFP_KERNEL, false);
3951         slab->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3952         slab->inuse = 1;
3953         slab->frozen = 0;
3954         kmem_cache_node->node[node] = n;
3955         init_kmem_cache_node(n);
3956         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, slab->objects);
3957
3958         /*
3959          * No locks need to be taken here as it has just been
3960          * initialized and there is no concurrent access.
3961          */
3962         __add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3963 }
3964
3965 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3966 {
3967         int node;
3968         struct kmem_cache_node *n;
3969
3970         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3971                 s->node[node] = NULL;
3972                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3973         }
3974 }
3975
3976 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3977 {
3978         cache_random_seq_destroy(s);
3979         free_percpu(s->cpu_slab);
3980         free_kmem_cache_nodes(s);
3981 }
3982
3983 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3984 {
3985         int node;
3986
3987         for_each_node_mask(node, slab_nodes) {
3988                 struct kmem_cache_node *n;
3989
3990                 if (slab_state == DOWN) {
3991                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3992                         continue;
3993                 }
3994                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3995                                                 GFP_KERNEL, node);
3996
3997                 if (!n) {
3998                         free_kmem_cache_nodes(s);
3999                         return 0;
4000                 }
4001
4002                 init_kmem_cache_node(n);
4003                 s->node[node] = n;
4004         }
4005         return 1;
4006 }
4007
4008 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
4009 {
4010 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
4011         unsigned int nr_objects;
4012
4013         /*
4014          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
4015          * per cpu partial lists of a processor.
4016          *
4017          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
4018          * object freed. If they are used for allocation then they can be
4019          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
4020          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
4021          *
4022          * For backwards compatibility reasons, this is determined as number
4023          * of objects, even though we now limit maximum number of pages, see
4024          * slub_set_cpu_partial()
4025          */
4026         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4027                 nr_objects = 0;
4028         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
4029                 nr_objects = 6;
4030         else if (s->size >= 1024)
4031                 nr_objects = 24;
4032         else if (s->size >= 256)
4033                 nr_objects = 52;
4034         else
4035                 nr_objects = 120;
4036
4037         slub_set_cpu_partial(s, nr_objects);
4038 #endif
4039 }
4040
4041 /*
4042  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
4043  * a slab object.
4044  */
4045 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
4046 {
4047         slab_flags_t flags = s->flags;
4048         unsigned int size = s->object_size;
4049         unsigned int order;
4050
4051         /*
4052          * Round up object size to the next word boundary. We can only
4053          * place the free pointer at word boundaries and this determines
4054          * the possible location of the free pointer.
4055          */
4056         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
4057
4058 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4059         /*
4060          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
4061          * the slab may touch the object after free or before allocation
4062          * then we should never poison the object itself.
4063          */
4064         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
4065                         !s->ctor)
4066                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
4067         else
4068                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
4069
4070
4071         /*
4072          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
4073          * end of the object and the free pointer. If not then add an
4074          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
4075          */
4076         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
4077                 size += sizeof(void *);
4078 #endif
4079
4080         /*
4081          * With that we have determined the number of bytes in actual use
4082          * by the object and redzoning.
4083          */
4084         s->inuse = size;
4085
4086         if ((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
4087             ((flags & SLAB_RED_ZONE) && s->object_size < sizeof(void *)) ||
4088             s->ctor) {
4089                 /*
4090                  * Relocate free pointer after the object if it is not
4091                  * permitted to overwrite the first word of the object on
4092                  * kmem_cache_free.
4093                  *
4094                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
4095                  * destructor, are poisoning the objects, or are
4096                  * redzoning an object smaller than sizeof(void *).
4097                  *
4098                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
4099                  * pointer is outside of the object is used in the
4100                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
4101                  * longer true, the function needs to be modified.
4102                  */
4103                 s->offset = size;
4104                 size += sizeof(void *);
4105         } else {
4106                 /*
4107                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
4108                  * it away from the edges of the object to avoid small
4109                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
4110                  */
4111                 s->offset = ALIGN_DOWN(s->object_size / 2, sizeof(void *));
4112         }
4113
4114 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4115         if (flags & SLAB_STORE_USER)
4116                 /*
4117                  * Need to store information about allocs and frees after
4118                  * the object.
4119                  */
4120                 size += 2 * sizeof(struct track);
4121 #endif
4122
4123         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
4124 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4125         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
4126                 /*
4127                  * Add some empty padding so that we can catch
4128                  * overwrites from earlier objects rather than let
4129                  * tracking information or the free pointer be
4130                  * corrupted if a user writes before the start
4131                  * of the object.
4132                  */
4133                 size += sizeof(void *);
4134
4135                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
4136                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
4137                 size += s->red_left_pad;
4138         }
4139 #endif
4140
4141         /*
4142          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
4143          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
4144          * each object to conform to the alignment.
4145          */
4146         size = ALIGN(size, s->align);
4147         s->size = size;
4148         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
4149         order = calculate_order(size);
4150
4151         if ((int)order < 0)
4152                 return 0;
4153
4154         s->allocflags = 0;
4155         if (order)
4156                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
4157
4158         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4159                 s->allocflags |= GFP_DMA;
4160
4161         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
4162                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
4163
4164         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4165                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
4166
4167         /*
4168          * Determine the number of objects per slab
4169          */
4170         s->oo = oo_make(order, size);
4171         s->min = oo_make(get_order(size), size);
4172
4173         return !!oo_objects(s->oo);
4174 }
4175
4176 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4177 {
4178         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name);
4179 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
4180         s->random = get_random_long();
4181 #endif
4182
4183         if (!calculate_sizes(s))
4184                 goto error;
4185         if (disable_higher_order_debug) {
4186                 /*
4187                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
4188                  * order increased.
4189                  */
4190                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
4191                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
4192                         s->offset = 0;
4193                         if (!calculate_sizes(s))
4194                                 goto error;
4195                 }
4196         }
4197
4198 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
4199     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
4200         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
4201                 /* Enable fast mode */
4202                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
4203 #endif
4204
4205         /*
4206          * The larger the object size is, the more slabs we want on the partial
4207          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
4208          */
4209         s->min_partial = min_t(unsigned long, MAX_PARTIAL, ilog2(s->size) / 2);
4210         s->min_partial = max_t(unsigned long, MIN_PARTIAL, s->min_partial);
4211
4212         set_cpu_partial(s);
4213
4214 #ifdef CONFIG_NUMA
4215         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
4216 #endif
4217
4218         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
4219         if (slab_state >= UP) {
4220                 if (init_cache_random_seq(s))
4221                         goto error;
4222         }
4223
4224         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
4225                 goto error;
4226
4227         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
4228                 return 0;
4229
4230 error:
4231         __kmem_cache_release(s);
4232         return -EINVAL;
4233 }
4234
4235 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
4236                               const char *text)
4237 {
4238 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4239         void *addr = slab_address(slab);
4240         unsigned long flags;
4241         unsigned long *map;
4242         void *p;
4243
4244         slab_err(s, slab, text, s->name);
4245         slab_lock(slab, &flags);
4246
4247         map = get_map(s, slab);
4248         for_each_object(p, s, addr, slab->objects) {
4249
4250                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map)) {
4251                         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
4252                         print_tracking(s, p);
4253                 }
4254         }
4255         put_map(map);
4256         slab_unlock(slab, &flags);
4257 #endif
4258 }
4259
4260 /*
4261  * Attempt to free all partial slabs on a node.
4262  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
4263  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
4264  */
4265 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
4266 {
4267         LIST_HEAD(discard);
4268         struct slab *slab, *h;
4269
4270         BUG_ON(irqs_disabled());
4271         spin_lock_irq(&n->list_lock);
4272         list_for_each_entry_safe(slab, h, &n->partial, slab_list) {
4273                 if (!slab->inuse) {
4274                         remove_partial(n, slab);
4275                         list_add(&slab->slab_list, &discard);
4276                 } else {
4277                         list_slab_objects(s, slab,
4278                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
4279                 }
4280         }
4281         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4282
4283         list_for_each_entry_safe(slab, h, &discard, slab_list)
4284                 discard_slab(s, slab);
4285 }
4286
4287 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
4288 {
4289         int node;
4290         struct kmem_cache_node *n;
4291
4292         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4293                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
4294                         return false;
4295         return true;
4296 }
4297
4298 /*
4299  * Release all resources used by a slab cache.
4300  */
4301 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
4302 {
4303         int node;
4304         struct kmem_cache_node *n;
4305
4306         flush_all_cpus_locked(s);
4307         /* Attempt to free all objects */
4308         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4309                 free_partial(s, n);
4310                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
4311                         return 1;
4312         }
4313         return 0;
4314 }
4315
4316 #ifdef CONFIG_PRINTK
4317 void __kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct slab *slab)
4318 {
4319         void *base;
4320         int __maybe_unused i;
4321         unsigned int objnr;
4322         void *objp;
4323         void *objp0;
4324         struct kmem_cache *s = slab->slab_cache;
4325         struct track __maybe_unused *trackp;
4326
4327         kpp->kp_ptr = object;
4328         kpp->kp_slab = slab;
4329         kpp->kp_slab_cache = s;
4330         base = slab_address(slab);
4331         objp0 = kasan_reset_tag(object);
4332 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4333         objp = restore_red_left(s, objp0);
4334 #else
4335         objp = objp0;
4336 #endif
4337         objnr = obj_to_index(s, slab, objp);
4338         kpp->kp_data_offset = (unsigned long)((char *)objp0 - (char *)objp);
4339         objp = base + s->size * objnr;
4340         kpp->kp_objp = objp;
4341         if (WARN_ON_ONCE(objp < base || objp >= base + slab->objects * s->size
4342                          || (objp - base) % s->size) ||
4343             !(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4344                 return;
4345 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4346         objp = fixup_red_left(s, objp);
4347         trackp = get_track(s, objp, TRACK_ALLOC);
4348         kpp->kp_ret = (void *)trackp->addr;
4349 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
4350         {
4351                 depot_stack_handle_t handle;
4352                 unsigned long *entries;
4353                 unsigned int nr_entries;
4354
4355                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
4356                 if (handle) {
4357                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
4358                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
4359                                 kpp->kp_stack[i] = (void *)entries[i];
4360                 }
4361
4362                 trackp = get_track(s, objp, TRACK_FREE);
4363                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
4364                 if (handle) {
4365                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
4366                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
4367                                 kpp->kp_free_stack[i] = (void *)entries[i];
4368                 }
4369         }
4370 #endif
4371 #endif
4372 }
4373 #endif
4374
4375 /********************************************************************
4376  *              Kmalloc subsystem
4377  *******************************************************************/
4378
4379 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
4380 {
4381         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
4382
4383         return 1;
4384 }
4385
4386 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
4387
4388 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
4389 {
4390         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
4391         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
4392
4393         return 1;
4394 }
4395
4396 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
4397
4398 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
4399 {
4400         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
4401
4402         return 1;
4403 }
4404
4405 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
4406
4407 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
4408 {
4409         struct kmem_cache *s;
4410         void *ret;
4411
4412         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4413                 return kmalloc_large(size, flags);
4414
4415         s = kmalloc_slab(size, flags);
4416
4417         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4418                 return s;
4419
4420         ret = slab_alloc(s, NULL, flags, _RET_IP_, size);
4421
4422         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, s, size, s->size, flags);
4423
4424         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4425
4426         return ret;
4427 }
4428 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
4429
4430 #ifdef CONFIG_NUMA
4431 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4432 {
4433         struct page *page;
4434         void *ptr = NULL;
4435         unsigned int order = get_order(size);
4436
4437         flags |= __GFP_COMP;
4438         page = alloc_pages_node(node, flags, order);
4439         if (page) {
4440                 ptr = page_address(page);
4441                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4442                                       PAGE_SIZE << order);
4443         }
4444
4445         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
4446 }
4447
4448 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4449 {
4450         struct kmem_cache *s;
4451         void *ret;
4452
4453         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4454                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
4455
4456                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, NULL,
4457                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4458                                    flags, node);
4459
4460                 return ret;
4461         }
4462
4463         s = kmalloc_slab(size, flags);
4464
4465         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4466                 return s;
4467
4468         ret = slab_alloc_node(s, NULL, flags, node, _RET_IP_, size);
4469
4470         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, s, size, s->size, flags, node);
4471
4472         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4473
4474         return ret;
4475 }
4476 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
4477 #endif  /* CONFIG_NUMA */
4478
4479 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
4480 /*
4481  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
4482  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
4483  * cache's usercopy region.
4484  *
4485  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4486  * to indicate an error.
4487  */
4488 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n,
4489                          const struct slab *slab, bool to_user)
4490 {
4491         struct kmem_cache *s;
4492         unsigned int offset;
4493         bool is_kfence = is_kfence_address(ptr);
4494
4495         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
4496
4497         /* Find object and usable object size. */
4498         s = slab->slab_cache;
4499
4500         /* Reject impossible pointers. */
4501         if (ptr < slab_address(slab))
4502                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
4503                                to_user, 0, n);
4504
4505         /* Find offset within object. */
4506         if (is_kfence)
4507                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
4508         else
4509                 offset = (ptr - slab_address(slab)) % s->size;
4510
4511         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
4512         if (!is_kfence && kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
4513                 if (offset < s->red_left_pad)
4514                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
4515                                        s->name, to_user, offset, n);
4516                 offset -= s->red_left_pad;
4517         }
4518
4519         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
4520         if (offset >= s->useroffset &&
4521             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
4522             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
4523                 return;
4524
4525         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4526 }
4527 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4528
4529 size_t __ksize(const void *object)
4530 {
4531         struct folio *folio;
4532
4533         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
4534                 return 0;
4535
4536         folio = virt_to_folio(object);
4537
4538         if (unlikely(!folio_test_slab(folio)))
4539                 return folio_size(folio);
4540
4541         return slab_ksize(folio_slab(folio)->slab_cache);
4542 }
4543 EXPORT_SYMBOL(__ksize);
4544
4545 void kfree(const void *x)
4546 {
4547         struct folio *folio;
4548         struct slab *slab;
4549         void *object = (void *)x;
4550
4551         trace_kfree(_RET_IP_, x);
4552
4553         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
4554                 return;
4555
4556         folio = virt_to_folio(x);
4557         if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
4558                 free_large_kmalloc(folio, object);
4559                 return;
4560         }
4561         slab = folio_slab(folio);
4562         slab_free(slab->slab_cache, slab, object, NULL, &object, 1, _RET_IP_);
4563 }
4564 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4565
4566 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
4567
4568 /*
4569  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
4570  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
4571  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
4572  *
4573  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
4574  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
4575  * are freed in them.
4576  */
4577 static int __kmem_cache_do_shrink(struct kmem_cache *s)
4578 {
4579         int node;
4580         int i;
4581         struct kmem_cache_node *n;
4582         struct slab *slab;
4583         struct slab *t;
4584         struct list_head discard;
4585         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
4586         unsigned long flags;
4587         int ret = 0;
4588
4589         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4590                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
4591                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
4592                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
4593
4594                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4595
4596                 /*
4597                  * Build lists of slabs to discard or promote.
4598                  *
4599                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
4600                  * list_lock. slab->inuse here is the upper limit.
4601                  */
4602                 list_for_each_entry_safe(slab, t, &n->partial, slab_list) {
4603                         int free = slab->objects - slab->inuse;
4604
4605                         /* Do not reread slab->inuse */
4606                         barrier();
4607
4608                         /* We do not keep full slabs on the list */
4609                         BUG_ON(free <= 0);
4610
4611                         if (free == slab->objects) {
4612                                 list_move(&slab->slab_list, &discard);
4613                                 n->nr_partial--;
4614                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4615                                 list_move(&slab->slab_list, promote + free - 1);
4616                 }
4617
4618                 /*
4619                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4620                  * partial list.
4621                  */
4622                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4623                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4624
4625                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4626
4627                 /* Release empty slabs */
4628                 list_for_each_entry_safe(slab, t, &discard, slab_list)
4629                         discard_slab(s, slab);
4630
4631                 if (slabs_node(s, node))
4632                         ret = 1;
4633         }
4634
4635         return ret;
4636 }
4637
4638 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
4639 {
4640         flush_all(s);
4641         return __kmem_cache_do_shrink(s);
4642 }
4643
4644 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4645 {
4646         struct kmem_cache *s;
4647
4648         mutex_lock(&slab_mutex);
4649         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4650                 flush_all_cpus_locked(s);
4651                 __kmem_cache_do_shrink(s);
4652         }
4653         mutex_unlock(&slab_mutex);
4654
4655         return 0;
4656 }
4657
4658 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4659 {
4660         struct memory_notify *marg = arg;
4661         int offline_node;
4662
4663         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4664
4665         /*
4666          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4667          * for it yet.
4668          */
4669         if (offline_node < 0)
4670                 return;
4671
4672         mutex_lock(&slab_mutex);
4673         node_clear(offline_node, slab_nodes);
4674         /*
4675          * We no longer free kmem_cache_node structures here, as it would be
4676          * racy with all get_node() users, and infeasible to protect them with
4677          * slab_mutex.
4678          */
4679         mutex_unlock(&slab_mutex);
4680 }
4681
4682 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4683 {
4684         struct kmem_cache_node *n;
4685         struct kmem_cache *s;
4686         struct memory_notify *marg = arg;
4687         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4688         int ret = 0;
4689
4690         /*
4691          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4692          * already created. Nothing to do.
4693          */
4694         if (nid < 0)
4695                 return 0;
4696
4697         /*
4698          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4699          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4700          * online.
4701          */
4702         mutex_lock(&slab_mutex);
4703         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4704                 /*
4705                  * The structure may already exist if the node was previously
4706                  * onlined and offlined.
4707                  */
4708                 if (get_node(s, nid))
4709                         continue;
4710                 /*
4711                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4712                  *      since memory is not yet available from the node that
4713                  *      is brought up.
4714                  */
4715                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4716                 if (!n) {
4717                         ret = -ENOMEM;
4718                         goto out;
4719                 }
4720                 init_kmem_cache_node(n);
4721                 s->node[nid] = n;
4722         }
4723         /*
4724          * Any cache created after this point will also have kmem_cache_node
4725          * initialized for the new node.
4726          */
4727         node_set(nid, slab_nodes);
4728 out:
4729         mutex_unlock(&slab_mutex);
4730         return ret;
4731 }
4732
4733 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4734                                 unsigned long action, void *arg)
4735 {
4736         int ret = 0;
4737
4738         switch (action) {
4739         case MEM_GOING_ONLINE:
4740                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4741                 break;
4742         case MEM_GOING_OFFLINE:
4743                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4744                 break;
4745         case MEM_OFFLINE:
4746         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4747                 slab_mem_offline_callback(arg);
4748                 break;
4749         case MEM_ONLINE:
4750         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4751                 break;
4752         }
4753         if (ret)
4754                 ret = notifier_from_errno(ret);
4755         else
4756                 ret = NOTIFY_OK;
4757         return ret;
4758 }
4759
4760 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4761         .notifier_call = slab_memory_callback,
4762         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4763 };
4764
4765 /********************************************************************
4766  *                      Basic setup of slabs
4767  *******************************************************************/
4768
4769 /*
4770  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4771  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4772  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4773  */
4774
4775 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4776 {
4777         int node;
4778         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4779         struct kmem_cache_node *n;
4780
4781         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4782
4783         /*
4784          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4785          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4786          * IPIs around.
4787          */
4788         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4789         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4790                 struct slab *p;
4791
4792                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
4793                         p->slab_cache = s;
4794
4795 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4796                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
4797                         p->slab_cache = s;
4798 #endif
4799         }
4800         list_add(&s->list, &slab_caches);
4801         return s;
4802 }
4803
4804 void __init kmem_cache_init(void)
4805 {
4806         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4807                 boot_kmem_cache_node;
4808         int node;
4809
4810         if (debug_guardpage_minorder())
4811                 slub_max_order = 0;
4812
4813         /* Print slub debugging pointers without hashing */
4814         if (__slub_debug_enabled())
4815                 no_hash_pointers_enable(NULL);
4816
4817         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4818         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4819
4820         /*
4821          * Initialize the nodemask for which we will allocate per node
4822          * structures. Here we don't need taking slab_mutex yet.
4823          */
4824         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4825                 node_set(node, slab_nodes);
4826
4827         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4828                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4829
4830         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4831
4832         /* Able to allocate the per node structures */
4833         slab_state = PARTIAL;
4834
4835         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4836                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4837                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4838                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4839
4840         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4841         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4842
4843         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4844         setup_kmalloc_cache_index_table();
4845         create_kmalloc_caches(0);
4846
4847         /* Setup random freelists for each cache */
4848         init_freelist_randomization();
4849
4850         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4851                                   slub_cpu_dead);
4852
4853         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
4854                 cache_line_size(),
4855                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4856                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4857 }
4858
4859 void __init kmem_cache_init_late(void)
4860 {
4861 }
4862
4863 struct kmem_cache *
4864 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4865                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4866 {
4867         struct kmem_cache *s;
4868
4869         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4870         if (s) {
4871                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
4872                         return NULL;
4873
4874                 s->refcount++;
4875
4876                 /*
4877                  * Adjust the object sizes so that we clear
4878                  * the complete object on kzalloc.
4879                  */
4880                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4881                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4882         }
4883
4884         return s;
4885 }
4886
4887 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4888 {
4889         int err;
4890
4891         err = kmem_cache_open(s, flags);
4892         if (err)
4893                 return err;
4894
4895         /* Mutex is not taken during early boot */
4896         if (slab_state <= UP)
4897                 return 0;
4898
4899         err = sysfs_slab_add(s);
4900         if (err) {
4901                 __kmem_cache_release(s);
4902                 return err;
4903         }
4904
4905         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
4906                 debugfs_slab_add(s);
4907
4908         return 0;
4909 }
4910
4911 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4912 {
4913         struct kmem_cache *s;
4914         void *ret;
4915
4916         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4917                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4918
4919         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4920
4921         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4922                 return s;
4923
4924         ret = slab_alloc(s, NULL, gfpflags, caller, size);
4925
4926         /* Honor the call site pointer we received. */
4927         trace_kmalloc(caller, ret, s, size, s->size, gfpflags);
4928
4929         return ret;
4930 }
4931 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
4932
4933 #ifdef CONFIG_NUMA
4934 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4935                                         int node, unsigned long caller)
4936 {
4937         struct kmem_cache *s;
4938         void *ret;
4939
4940         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4941                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4942
4943                 trace_kmalloc_node(caller, ret, NULL,
4944                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4945                                    gfpflags, node);
4946
4947                 return ret;
4948         }
4949
4950         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4951
4952         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4953                 return s;
4954
4955         ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, caller, size);
4956
4957         /* Honor the call site pointer we received. */
4958         trace_kmalloc_node(caller, ret, s, size, s->size, gfpflags, node);
4959
4960         return ret;
4961 }
4962 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
4963 #endif
4964
4965 #ifdef CONFIG_SYSFS
4966 static int count_inuse(struct slab *slab)
4967 {
4968         return slab->inuse;
4969 }
4970
4971 static int count_total(struct slab *slab)
4972 {
4973         return slab->objects;
4974 }
4975 #endif
4976
4977 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4978 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
4979                           unsigned long *obj_map)
4980 {
4981         void *p;
4982         void *addr = slab_address(slab);
4983         unsigned long flags;
4984
4985         slab_lock(slab, &flags);
4986
4987         if (!check_slab(s, slab) || !on_freelist(s, slab, NULL))
4988                 goto unlock;
4989
4990         /* Now we know that a valid freelist exists */
4991         __fill_map(obj_map, s, slab);
4992         for_each_object(p, s, addr, slab->objects) {
4993                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map) ?
4994                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
4995
4996                 if (!check_object(s, slab, p, val))
4997                         break;
4998         }
4999 unlock:
5000         slab_unlock(slab, &flags);
5001 }
5002
5003 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
5004                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *obj_map)
5005 {
5006         unsigned long count = 0;
5007         struct slab *slab;
5008         unsigned long flags;
5009
5010         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5011
5012         list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list) {
5013                 validate_slab(s, slab, obj_map);
5014                 count++;
5015         }
5016         if (count != n->nr_partial) {
5017                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
5018                        s->name, count, n->nr_partial);
5019                 slab_add_kunit_errors();
5020         }
5021
5022         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5023                 goto out;
5024
5025         list_for_each_entry(slab, &n->full, slab_list) {
5026                 validate_slab(s, slab, obj_map);
5027                 count++;
5028         }
5029         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs)) {
5030                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
5031                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
5032                 slab_add_kunit_errors();
5033         }
5034
5035 out:
5036         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5037         return count;
5038 }
5039
5040 long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
5041 {
5042         int node;
5043         unsigned long count = 0;
5044         struct kmem_cache_node *n;
5045         unsigned long *obj_map;
5046
5047         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
5048         if (!obj_map)
5049                 return -ENOMEM;
5050
5051         flush_all(s);
5052         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
5053                 count += validate_slab_node(s, n, obj_map);
5054
5055         bitmap_free(obj_map);
5056
5057         return count;
5058 }
5059 EXPORT_SYMBOL(validate_slab_cache);
5060
5061 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
5062 /*
5063  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
5064  * and freed.
5065  */
5066
5067 struct location {
5068         depot_stack_handle_t handle;
5069         unsigned long count;
5070         unsigned long addr;
5071         long long sum_time;
5072         long min_time;
5073         long max_time;
5074         long min_pid;
5075         long max_pid;
5076         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
5077         nodemask_t nodes;
5078 };
5079
5080 struct loc_track {
5081         unsigned long max;
5082         unsigned long count;
5083         struct location *loc;
5084         loff_t idx;
5085 };
5086
5087 static struct dentry *slab_debugfs_root;
5088
5089 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
5090 {
5091         if (t->max)
5092                 free_pages((unsigned long)t->loc,
5093                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
5094 }
5095
5096 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
5097 {
5098         struct location *l;
5099         int order;
5100
5101         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
5102
5103         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
5104         if (!l)
5105                 return 0;
5106
5107         if (t->count) {
5108                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
5109                 free_loc_track(t);
5110         }
5111         t->max = max;
5112         t->loc = l;
5113         return 1;
5114 }
5115
5116 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
5117                                 const struct track *track)
5118 {
5119         long start, end, pos;
5120         struct location *l;
5121         unsigned long caddr, chandle;
5122         unsigned long age = jiffies - track->when;
5123         depot_stack_handle_t handle = 0;
5124
5125 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
5126         handle = READ_ONCE(track->handle);
5127 #endif
5128         start = -1;
5129         end = t->count;
5130
5131         for ( ; ; ) {
5132                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
5133
5134                 /*
5135                  * There is nothing at "end". If we end up there
5136                  * we need to add something to before end.
5137                  */
5138                 if (pos == end)
5139                         break;
5140
5141                 caddr = t->loc[pos].addr;
5142                 chandle = t->loc[pos].handle;
5143                 if ((track->addr == caddr) && (handle == chandle)) {
5144
5145                         l = &t->loc[pos];
5146                         l->count++;
5147                         if (track->when) {
5148                                 l->sum_time += age;
5149                                 if (age < l->min_time)
5150                                         l->min_time = age;
5151                                 if (age > l->max_time)
5152                                         l->max_time = age;
5153
5154                                 if (track->pid < l->min_pid)
5155                                         l->min_pid = track->pid;
5156                                 if (track->pid > l->max_pid)
5157                                         l->max_pid = track->pid;
5158
5159                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
5160                                                 to_cpumask(l->cpus));
5161                         }
5162                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
5163                         return 1;
5164                 }
5165
5166                 if (track->addr < caddr)
5167                         end = pos;
5168                 else if (track->addr == caddr && handle < chandle)
5169                         end = pos;
5170                 else
5171                         start = pos;
5172         }
5173
5174         /*
5175          * Not found. Insert new tracking element.
5176          */
5177         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
5178                 return 0;
5179
5180         l = t->loc + pos;
5181         if (pos < t->count)
5182                 memmove(l + 1, l,
5183                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
5184         t->count++;
5185         l->count = 1;
5186         l->addr = track->addr;
5187         l->sum_time = age;
5188         l->min_time = age;
5189         l->max_time = age;
5190         l->min_pid = track->pid;
5191         l->max_pid = track->pid;
5192         l->handle = handle;
5193         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
5194         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
5195         nodes_clear(l->nodes);
5196         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
5197         return 1;
5198 }
5199
5200 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
5201                 struct slab *slab, enum track_item alloc,
5202                 unsigned long *obj_map)
5203 {
5204         void *addr = slab_address(slab);
5205         void *p;
5206
5207         __fill_map(obj_map, s, slab);
5208
5209         for_each_object(p, s, addr, slab->objects)
5210                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map))
5211                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
5212 }
5213 #endif  /* CONFIG_DEBUG_FS   */
5214 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5215
5216 #ifdef CONFIG_SYSFS
5217 enum slab_stat_type {
5218         SL_ALL,                 /* All slabs */
5219         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
5220         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
5221         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
5222         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
5223 };
5224
5225 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
5226 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
5227 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
5228 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
5229 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
5230
5231 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
5232                                  char *buf, unsigned long flags)
5233 {
5234         unsigned long total = 0;
5235         int node;
5236         int x;
5237         unsigned long *nodes;
5238         int len = 0;
5239
5240         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
5241         if (!nodes)
5242                 return -ENOMEM;
5243
5244         if (flags & SO_CPU) {
5245                 int cpu;
5246
5247                 for_each_possible_cpu(cpu) {
5248                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
5249                                                                cpu);
5250                         int node;
5251                         struct slab *slab;
5252
5253                         slab = READ_ONCE(c->slab);
5254                         if (!slab)
5255                                 continue;
5256
5257                         node = slab_nid(slab);
5258                         if (flags & SO_TOTAL)
5259                                 x = slab->objects;
5260                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5261                                 x = slab->inuse;
5262                         else
5263                                 x = 1;
5264
5265                         total += x;
5266                         nodes[node] += x;
5267
5268 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
5269                         slab = slub_percpu_partial_read_once(c);
5270                         if (slab) {
5271                                 node = slab_nid(slab);
5272                                 if (flags & SO_TOTAL)
5273                                         WARN_ON_ONCE(1);
5274                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
5275                                         WARN_ON_ONCE(1);
5276                                 else
5277                                         x = slab->slabs;
5278                                 total += x;
5279                                 nodes[node] += x;
5280                         }
5281 #endif
5282                 }
5283         }
5284
5285         /*
5286          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
5287          * already held which will conflict with an existing lock order:
5288          *
5289          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
5290          *
5291          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
5292          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
5293          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
5294          */
5295
5296 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5297         if (flags & SO_ALL) {
5298                 struct kmem_cache_node *n;
5299
5300                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5301
5302                         if (flags & SO_TOTAL)
5303                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
5304                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5305                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
5306                                         count_partial(n, count_free);
5307                         else
5308                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5309                         total += x;
5310                         nodes[node] += x;
5311                 }
5312
5313         } else
5314 #endif
5315         if (flags & SO_PARTIAL) {
5316                 struct kmem_cache_node *n;
5317
5318                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5319                         if (flags & SO_TOTAL)
5320                                 x = count_partial(n, count_total);
5321                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5322                                 x = count_partial(n, count_inuse);
5323                         else
5324                                 x = n->nr_partial;
5325                         total += x;
5326                         nodes[node] += x;
5327                 }
5328         }
5329
5330         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", total);
5331 #ifdef CONFIG_NUMA
5332         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
5333                 if (nodes[node])
5334                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " N%d=%lu",
5335                                              node, nodes[node]);
5336         }
5337 #endif
5338         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5339         kfree(nodes);
5340
5341         return len;
5342 }
5343
5344 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
5345 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
5346
5347 struct slab_attribute {
5348         struct attribute attr;
5349         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
5350         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
5351 };
5352
5353 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
5354         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO_MODE(_name, 0400)
5355
5356 #define SLAB_ATTR(_name) \
5357         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RW_MODE(_name, 0600)
5358
5359 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5360 {
5361         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->size);
5362 }
5363 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
5364
5365 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5366 {
5367         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->align);
5368 }
5369 SLAB_ATTR_RO(align);
5370
5371 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5372 {
5373         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->object_size);
5374 }
5375 SLAB_ATTR_RO(object_size);
5376
5377 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5378 {
5379         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
5380 }
5381 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
5382
5383 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5384 {
5385         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
5386 }
5387 SLAB_ATTR_RO(order);
5388
5389 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5390 {
5391         return sysfs_emit(buf, "%lu\n", s->min_partial);
5392 }
5393
5394 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5395                                  size_t length)
5396 {
5397         unsigned long min;
5398         int err;
5399
5400         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
5401         if (err)
5402                 return err;
5403
5404         s->min_partial = min;
5405         return length;
5406 }
5407 SLAB_ATTR(min_partial);
5408
5409 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5410 {
5411         unsigned int nr_partial = 0;
5412 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
5413         nr_partial = s->cpu_partial;
5414 #endif
5415
5416         return sysfs_emit(buf, "%u\n", nr_partial);
5417 }
5418
5419 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5420                                  size_t length)
5421 {
5422         unsigned int objects;
5423         int err;
5424
5425         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5426         if (err)
5427                 return err;
5428         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5429                 return -EINVAL;
5430
5431         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5432         flush_all(s);
5433         return length;
5434 }
5435 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5436
5437 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5438 {
5439         if (!s->ctor)
5440                 return 0;
5441         return sysfs_emit(buf, "%pS\n", s->ctor);
5442 }
5443 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5444
5445 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5446 {
5447         return sysfs_emit(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5448 }
5449 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5450
5451 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5452 {
5453         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5454 }
5455 SLAB_ATTR_RO(partial);
5456
5457 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5458 {
5459         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5460 }
5461 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5462
5463 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5464 {
5465         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5466 }
5467 SLAB_ATTR_RO(objects);
5468
5469 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5470 {
5471         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5472 }
5473 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5474
5475 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5476 {
5477         int objects = 0;
5478         int slabs = 0;
5479         int cpu __maybe_unused;
5480         int len = 0;
5481
5482 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
5483         for_each_online_cpu(cpu) {
5484                 struct slab *slab;
5485
5486                 slab = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5487
5488                 if (slab)
5489                         slabs += slab->slabs;
5490         }
5491 #endif
5492
5493         /* Approximate half-full slabs, see slub_set_cpu_partial() */
5494         objects = (slabs * oo_objects(s->oo)) / 2;
5495         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%d(%d)", objects, slabs);
5496
5497 #if defined(CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL) && defined(CONFIG_SMP)
5498         for_each_online_cpu(cpu) {
5499                 struct slab *slab;
5500
5501                 slab = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5502                 if (slab) {
5503                         slabs = READ_ONCE(slab->slabs);
5504                         objects = (slabs * oo_objects(s->oo)) / 2;
5505                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%d(%d)",
5506                                              cpu, objects, slabs);
5507                 }
5508         }
5509 #endif
5510         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5511
5512         return len;
5513 }
5514 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5515
5516 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5517 {
5518         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5519 }
5520 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
5521
5522 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5523 {
5524         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5525 }
5526 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5527
5528 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5529 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5530 {
5531         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5532 }
5533 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5534 #endif
5535
5536 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5537 {
5538         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->usersize);
5539 }
5540 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5541
5542 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5543 {
5544         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5545 }
5546 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5547
5548 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5549 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5550 {
5551         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5552 }
5553 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5554
5555 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5556 {
5557         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5558 }
5559 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5560
5561 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5562 {
5563         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5564 }
5565 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
5566
5567 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5568 {
5569         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5570 }
5571 SLAB_ATTR_RO(trace);
5572
5573 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5574 {
5575         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5576 }
5577
5578 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
5579
5580 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5581 {
5582         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5583 }
5584
5585 SLAB_ATTR_RO(poison);
5586
5587 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5588 {
5589         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5590 }
5591
5592 SLAB_ATTR_RO(store_user);
5593
5594 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5595 {
5596         return 0;
5597 }
5598
5599 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5600                         const char *buf, size_t length)
5601 {
5602         int ret = -EINVAL;
5603
5604         if (buf[0] == '1') {
5605                 ret = validate_slab_cache(s);
5606                 if (ret >= 0)
5607                         ret = length;
5608         }
5609         return ret;
5610 }
5611 SLAB_ATTR(validate);
5612
5613 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5614
5615 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5616 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5617 {
5618         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5619 }
5620 SLAB_ATTR_RO(failslab);
5621 #endif
5622
5623 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5624 {
5625         return 0;
5626 }
5627
5628 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5629                         const char *buf, size_t length)
5630 {
5631         if (buf[0] == '1')
5632                 kmem_cache_shrink(s);
5633         else
5634                 return -EINVAL;
5635         return length;
5636 }
5637 SLAB_ATTR(shrink);
5638
5639 #ifdef CONFIG_NUMA
5640 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5641 {
5642         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5643 }
5644
5645 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5646                                 const char *buf, size_t length)
5647 {
5648         unsigned int ratio;
5649         int err;
5650
5651         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5652         if (err)
5653                 return err;
5654         if (ratio > 100)
5655                 return -ERANGE;
5656
5657         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5658
5659         return length;
5660 }
5661 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5662 #endif
5663
5664 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5665 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5666 {
5667         unsigned long sum  = 0;
5668         int cpu;
5669         int len = 0;
5670         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5671
5672         if (!data)
5673                 return -ENOMEM;
5674
5675         for_each_online_cpu(cpu) {
5676                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5677
5678                 data[cpu] = x;
5679                 sum += x;
5680         }
5681
5682         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", sum);
5683
5684 #ifdef CONFIG_SMP
5685         for_each_online_cpu(cpu) {
5686                 if (data[cpu])
5687                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%u",
5688                                              cpu, data[cpu]);
5689         }
5690 #endif
5691         kfree(data);
5692         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5693
5694         return len;
5695 }
5696
5697 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5698 {
5699         int cpu;
5700
5701         for_each_online_cpu(cpu)
5702                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5703 }
5704
5705 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5706 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5707 {                                                               \
5708         return show_stat(s, buf, si);                           \
5709 }                                                               \
5710 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5711                                 const char *buf, size_t length) \
5712 {                                                               \
5713         if (buf[0] != '0')                                      \
5714                 return -EINVAL;                                 \
5715         clear_stat(s, si);                                      \
5716         return length;                                          \
5717 }                                                               \
5718 SLAB_ATTR(text);                                                \
5719
5720 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5721 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5722 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5723 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5724 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5725 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5726 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5727 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5728 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5729 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5730 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5731 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5732 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5733 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5734 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5735 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5736 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5737 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5738 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5739 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5740 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5741 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5742 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5743 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5744 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5745 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5746 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
5747
5748 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5749         &slab_size_attr.attr,
5750         &object_size_attr.attr,
5751         &objs_per_slab_attr.attr,
5752         &order_attr.attr,
5753         &min_partial_attr.attr,
5754         &cpu_partial_attr.attr,
5755         &objects_attr.attr,
5756         &objects_partial_attr.attr,
5757         &partial_attr.attr,
5758         &cpu_slabs_attr.attr,
5759         &ctor_attr.attr,
5760         &aliases_attr.attr,
5761         &align_attr.attr,
5762         &hwcache_align_attr.attr,
5763         &reclaim_account_attr.attr,
5764         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5765         &shrink_attr.attr,
5766         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5767 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5768         &total_objects_attr.attr,
5769         &slabs_attr.attr,
5770         &sanity_checks_attr.attr,
5771         &trace_attr.attr,
5772         &red_zone_attr.attr,
5773         &poison_attr.attr,
5774         &store_user_attr.attr,
5775         &validate_attr.attr,
5776 #endif
5777 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5778         &cache_dma_attr.attr,
5779 #endif
5780 #ifdef CONFIG_NUMA
5781         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5782 #endif
5783 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5784         &alloc_fastpath_attr.attr,
5785         &alloc_slowpath_attr.attr,
5786         &free_fastpath_attr.attr,
5787         &free_slowpath_attr.attr,
5788         &free_frozen_attr.attr,
5789         &free_add_partial_attr.attr,
5790         &free_remove_partial_attr.attr,
5791         &alloc_from_partial_attr.attr,
5792         &alloc_slab_attr.attr,
5793         &alloc_refill_attr.attr,
5794         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5795         &free_slab_attr.attr,
5796         &cpuslab_flush_attr.attr,
5797         &deactivate_full_attr.attr,
5798         &deactivate_empty_attr.attr,
5799         &deactivate_to_head_attr.attr,
5800         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5801         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5802         &deactivate_bypass_attr.attr,
5803         &order_fallback_attr.attr,
5804         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5805         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5806         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5807         &cpu_partial_free_attr.attr,
5808         &cpu_partial_node_attr.attr,
5809         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5810 #endif
5811 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5812         &failslab_attr.attr,
5813 #endif
5814         &usersize_attr.attr,
5815
5816         NULL
5817 };
5818
5819 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5820         .attrs = slab_attrs,
5821 };
5822
5823 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5824                                 struct attribute *attr,
5825                                 char *buf)
5826 {
5827         struct slab_attribute *attribute;
5828         struct kmem_cache *s;
5829         int err;
5830
5831         attribute = to_slab_attr(attr);
5832         s = to_slab(kobj);
5833
5834         if (!attribute->show)
5835                 return -EIO;
5836
5837         err = attribute->show(s, buf);
5838
5839         return err;
5840 }
5841
5842 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5843                                 struct attribute *attr,
5844                                 const char *buf, size_t len)
5845 {
5846         struct slab_attribute *attribute;
5847         struct kmem_cache *s;
5848         int err;
5849
5850         attribute = to_slab_attr(attr);
5851         s = to_slab(kobj);
5852
5853         if (!attribute->store)
5854                 return -EIO;
5855
5856         err = attribute->store(s, buf, len);
5857         return err;
5858 }
5859
5860 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5861 {
5862         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5863 }
5864
5865 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5866         .show = slab_attr_show,
5867         .store = slab_attr_store,
5868 };
5869
5870 static struct kobj_type slab_ktype = {
5871         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5872         .release = kmem_cache_release,
5873 };
5874
5875 static struct kset *slab_kset;
5876
5877 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5878 {
5879         return slab_kset;
5880 }
5881
5882 #define ID_STR_LENGTH 64
5883
5884 /* Create a unique string id for a slab cache:
5885  *
5886  * Format       :[flags-]size
5887  */
5888 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5889 {
5890         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5891         char *p = name;
5892
5893         BUG_ON(!name);
5894
5895         *p++ = ':';
5896         /*
5897          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5898          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5899          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5900          * are matched during merging to guarantee that the id is
5901          * unique.
5902          */
5903         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5904                 *p++ = 'd';
5905         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5906                 *p++ = 'D';
5907         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5908                 *p++ = 'a';
5909         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5910                 *p++ = 'F';
5911         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5912                 *p++ = 'A';
5913         if (p != name + 1)
5914                 *p++ = '-';
5915         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5916
5917         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5918         return name;
5919 }
5920
5921 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5922 {
5923         int err;
5924         const char *name;
5925         struct kset *kset = cache_kset(s);
5926         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5927
5928         if (!kset) {
5929                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5930                 return 0;
5931         }
5932
5933         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5934                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5935                 unmergeable = 1;
5936
5937         if (unmergeable) {
5938                 /*
5939                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5940                  * This is typically the case for debug situations. In that
5941                  * case we can catch duplicate names easily.
5942                  */
5943                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5944                 name = s->name;
5945         } else {
5946                 /*
5947                  * Create a unique name for the slab as a target
5948                  * for the symlinks.
5949                  */
5950                 name = create_unique_id(s);
5951         }
5952
5953         s->kobj.kset = kset;
5954         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5955         if (err)
5956                 goto out;
5957
5958         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5959         if (err)
5960                 goto out_del_kobj;
5961
5962         if (!unmergeable) {
5963                 /* Setup first alias */
5964                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5965         }
5966 out:
5967         if (!unmergeable)
5968                 kfree(name);
5969         return err;
5970 out_del_kobj:
5971         kobject_del(&s->kobj);
5972         goto out;
5973 }
5974
5975 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5976 {
5977         if (slab_state >= FULL)
5978                 kobject_del(&s->kobj);
5979 }
5980
5981 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5982 {
5983         if (slab_state >= FULL)
5984                 kobject_put(&s->kobj);
5985 }
5986
5987 /*
5988  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5989  * available lest we lose that information.
5990  */
5991 struct saved_alias {
5992         struct kmem_cache *s;
5993         const char *name;
5994         struct saved_alias *next;
5995 };
5996
5997 static struct saved_alias *alias_list;
5998
5999 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
6000 {
6001         struct saved_alias *al;
6002
6003         if (slab_state == FULL) {
6004                 /*
6005                  * If we have a leftover link then remove it.
6006                  */
6007                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
6008                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
6009         }
6010
6011         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
6012         if (!al)
6013                 return -ENOMEM;
6014
6015         al->s = s;
6016         al->name = name;
6017         al->next = alias_list;
6018         alias_list = al;
6019         return 0;
6020 }
6021
6022 static int __init slab_sysfs_init(void)
6023 {
6024         struct kmem_cache *s;
6025         int err;
6026
6027         mutex_lock(&slab_mutex);
6028
6029         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
6030         if (!slab_kset) {
6031                 mutex_unlock(&slab_mutex);
6032                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
6033                 return -ENOSYS;
6034         }
6035
6036         slab_state = FULL;
6037
6038         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
6039                 err = sysfs_slab_add(s);
6040                 if (err)
6041                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
6042                                s->name);
6043         }
6044
6045         while (alias_list) {
6046                 struct saved_alias *al = alias_list;
6047
6048                 alias_list = alias_list->next;
6049                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
6050                 if (err)
6051                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
6052                                al->name);
6053                 kfree(al);
6054         }
6055
6056         mutex_unlock(&slab_mutex);
6057         return 0;
6058 }
6059
6060 __initcall(slab_sysfs_init);
6061 #endif /* CONFIG_SYSFS */
6062
6063 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) && defined(CONFIG_DEBUG_FS)
6064 static int slab_debugfs_show(struct seq_file *seq, void *v)
6065 {
6066         struct loc_track *t = seq->private;
6067         struct location *l;
6068         unsigned long idx;
6069
6070         idx = (unsigned long) t->idx;
6071         if (idx < t->count) {
6072                 l = &t->loc[idx];
6073
6074                 seq_printf(seq, "%7ld ", l->count);
6075
6076                 if (l->addr)
6077                         seq_printf(seq, "%pS", (void *)l->addr);
6078                 else
6079                         seq_puts(seq, "<not-available>");
6080
6081                 if (l->sum_time != l->min_time) {
6082                         seq_printf(seq, " age=%ld/%llu/%ld",
6083                                 l->min_time, div_u64(l->sum_time, l->count),
6084                                 l->max_time);
6085                 } else
6086                         seq_printf(seq, " age=%ld", l->min_time);
6087
6088                 if (l->min_pid != l->max_pid)
6089                         seq_printf(seq, " pid=%ld-%ld", l->min_pid, l->max_pid);
6090                 else
6091                         seq_printf(seq, " pid=%ld",
6092                                 l->min_pid);
6093
6094                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)))
6095                         seq_printf(seq, " cpus=%*pbl",
6096                                  cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
6097
6098                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes))
6099                         seq_printf(seq, " nodes=%*pbl",
6100                                  nodemask_pr_args(&l->nodes));
6101
6102 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
6103                 {
6104                         depot_stack_handle_t handle;
6105                         unsigned long *entries;
6106                         unsigned int nr_entries, j;
6107
6108                         handle = READ_ONCE(l->handle);
6109                         if (handle) {
6110                                 nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
6111                                 seq_puts(seq, "\n");
6112                                 for (j = 0; j < nr_entries; j++)
6113                                         seq_printf(seq, "        %pS\n", (void *)entries[j]);
6114                         }
6115                 }
6116 #endif
6117                 seq_puts(seq, "\n");
6118         }
6119
6120         if (!idx && !t->count)
6121                 seq_puts(seq, "No data\n");
6122
6123         return 0;
6124 }
6125
6126 static void slab_debugfs_stop(struct seq_file *seq, void *v)
6127 {
6128 }
6129
6130 static void *slab_debugfs_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *ppos)
6131 {
6132         struct loc_track *t = seq->private;
6133
6134         t->idx = ++(*ppos);
6135         if (*ppos <= t->count)
6136                 return ppos;
6137
6138         return NULL;
6139 }
6140
6141 static int cmp_loc_by_count(const void *a, const void *b, const void *data)
6142 {
6143         struct location *loc1 = (struct location *)a;
6144         struct location *loc2 = (struct location *)b;
6145
6146         if (loc1->count > loc2->count)
6147                 return -1;
6148         else
6149                 return 1;
6150 }
6151
6152 static void *slab_debugfs_start(struct seq_file *seq, loff_t *ppos)
6153 {
6154         struct loc_track *t = seq->private;
6155
6156         t->idx = *ppos;
6157         return ppos;
6158 }
6159
6160 static const struct seq_operations slab_debugfs_sops = {
6161         .start  = slab_debugfs_start,
6162         .next   = slab_debugfs_next,
6163         .stop   = slab_debugfs_stop,
6164         .show   = slab_debugfs_show,
6165 };
6166
6167 static int slab_debug_trace_open(struct inode *inode, struct file *filep)
6168 {
6169
6170         struct kmem_cache_node *n;
6171         enum track_item alloc;
6172         int node;
6173         struct loc_track *t = __seq_open_private(filep, &slab_debugfs_sops,
6174                                                 sizeof(struct loc_track));
6175         struct kmem_cache *s = file_inode(filep)->i_private;
6176         unsigned long *obj_map;
6177
6178         if (!t)
6179                 return -ENOMEM;
6180
6181         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
6182         if (!obj_map) {
6183                 seq_release_private(inode, filep);
6184                 return -ENOMEM;
6185         }
6186
6187         if (strcmp(filep->f_path.dentry->d_name.name, "alloc_traces") == 0)
6188                 alloc = TRACK_ALLOC;
6189         else
6190                 alloc = TRACK_FREE;
6191
6192         if (!alloc_loc_track(t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location), GFP_KERNEL)) {
6193                 bitmap_free(obj_map);
6194                 seq_release_private(inode, filep);
6195                 return -ENOMEM;
6196         }
6197
6198         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6199                 unsigned long flags;
6200                 struct slab *slab;
6201
6202                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
6203                         continue;
6204
6205                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
6206                 list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
6207                         process_slab(t, s, slab, alloc, obj_map);
6208                 list_for_each_entry(slab, &n->full, slab_list)
6209                         process_slab(t, s, slab, alloc, obj_map);
6210                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
6211         }
6212
6213         /* Sort locations by count */
6214         sort_r(t->loc, t->count, sizeof(struct location),
6215                 cmp_loc_by_count, NULL, NULL);
6216
6217         bitmap_free(obj_map);
6218         return 0;
6219 }
6220
6221 static int slab_debug_trace_release(struct inode *inode, struct file *file)
6222 {
6223         struct seq_file *seq = file->private_data;
6224         struct loc_track *t = seq->private;
6225
6226         free_loc_track(t);
6227         return seq_release_private(inode, file);
6228 }
6229
6230 static const struct file_operations slab_debugfs_fops = {
6231         .open    = slab_debug_trace_open,
6232         .read    = seq_read,
6233         .llseek  = seq_lseek,
6234         .release = slab_debug_trace_release,
6235 };
6236
6237 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
6238 {
6239         struct dentry *slab_cache_dir;
6240
6241         if (unlikely(!slab_debugfs_root))
6242                 return;
6243
6244         slab_cache_dir = debugfs_create_dir(s->name, slab_debugfs_root);
6245
6246         debugfs_create_file("alloc_traces", 0400,
6247                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
6248
6249         debugfs_create_file("free_traces", 0400,
6250                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
6251 }
6252
6253 void debugfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
6254 {
6255         debugfs_remove_recursive(debugfs_lookup(s->name, slab_debugfs_root));
6256 }
6257
6258 static int __init slab_debugfs_init(void)
6259 {
6260         struct kmem_cache *s;
6261
6262         slab_debugfs_root = debugfs_create_dir("slab", NULL);
6263
6264         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
6265                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
6266                         debugfs_slab_add(s);
6267
6268         return 0;
6269
6270 }
6271 __initcall(slab_debugfs_init);
6272 #endif
6273 /*
6274  * The /proc/slabinfo ABI
6275  */
6276 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6277 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
6278 {
6279         unsigned long nr_slabs = 0;
6280         unsigned long nr_objs = 0;
6281         unsigned long nr_free = 0;
6282         int node;
6283         struct kmem_cache_node *n;
6284
6285         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6286                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
6287                 nr_objs += node_nr_objs(n);
6288                 nr_free += count_partial(n, count_free);
6289         }
6290
6291         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
6292         sinfo->num_objs = nr_objs;
6293         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
6294         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
6295         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
6296         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
6297 }
6298
6299 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
6300 {
6301 }
6302
6303 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
6304                        size_t count, loff_t *ppos)
6305 {
6306         return -EIO;
6307 }
6308 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */