Merge branch 'x86-urgent-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[platform/kernel/linux-rpi.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/bitops.h>
19 #include <linux/slab.h>
20 #include "slab.h"
21 #include <linux/proc_fs.h>
22 #include <linux/seq_file.h>
23 #include <linux/kasan.h>
24 #include <linux/cpu.h>
25 #include <linux/cpuset.h>
26 #include <linux/mempolicy.h>
27 #include <linux/ctype.h>
28 #include <linux/debugobjects.h>
29 #include <linux/kallsyms.h>
30 #include <linux/memory.h>
31 #include <linux/math64.h>
32 #include <linux/fault-inject.h>
33 #include <linux/stacktrace.h>
34 #include <linux/prefetch.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36 #include <linux/random.h>
37
38 #include <trace/events/kmem.h>
39
40 #include "internal.h"
41
42 /*
43  * Lock order:
44  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
45  *   2. node->list_lock
46  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
47  *
48  *   slab_mutex
49  *
50  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
51  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
52  *
53  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
54  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects:
55  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
56  *      B. page->inuse          -> Number of objects in use
57  *      C. page->objects        -> Number of objects in page
58  *      D. page->frozen         -> frozen state
59  *
60  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
61  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
62  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
63  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
64  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
65  *
66  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
67  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
68  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
69  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
70  *   modified without taking the list lock).
71  *
72  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
73  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
74  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
75  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
76  *   the list lock.
77  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
78  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
79  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
80  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
81  *
82  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
83  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
84  *
85  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
86  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
87  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
88  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
89  * cannot scan all objects.
90  *
91  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
92  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
93  * fast frees and allocs.
94  *
95  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
96  *
97  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
98  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
99  *                      such as satisfying allocations for a specific
100  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
101  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
102  *                      list operations. It is up to the processor holding
103  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
104  *                      when the slab is no longer needed.
105  *
106  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
107  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
108  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
109  *                      freelist that allows lockless access to
110  *                      free objects in addition to the regular freelist
111  *                      that requires the slab lock.
112  *
113  * PageError            Slab requires special handling due to debug
114  *                      options set. This moves slab handling out of
115  *                      the fast path and disables lockless freelists.
116  */
117
118 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
119 {
120 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
121         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
122 #else
123         return 0;
124 #endif
125 }
126
127 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
128 {
129         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE)
130                 p += s->red_left_pad;
131
132         return p;
133 }
134
135 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
136 {
137 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
138         return !kmem_cache_debug(s);
139 #else
140         return false;
141 #endif
142 }
143
144 /*
145  * Issues still to be resolved:
146  *
147  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
148  *
149  * - Variable sizing of the per node arrays
150  */
151
152 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
153 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
154
155 /* Enable to log cmpxchg failures */
156 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
157
158 /*
159  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
160  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
161  */
162 #define MIN_PARTIAL 5
163
164 /*
165  * Maximum number of desirable partial slabs.
166  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
167  * sort the partial list by the number of objects in use.
168  */
169 #define MAX_PARTIAL 10
170
171 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
172                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
173
174 /*
175  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
176  * issues when checking or reading debug information
177  */
178 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
179                                 SLAB_TRACE)
180
181
182 /*
183  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
184  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
185  * metadata.
186  */
187 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
188
189 #define OO_SHIFT        16
190 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
191 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
192
193 /* Internal SLUB flags */
194 /* Poison object */
195 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
196 /* Use cmpxchg_double */
197 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
198
199 /*
200  * Tracking user of a slab.
201  */
202 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
203 struct track {
204         unsigned long addr;     /* Called from address */
205 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
206         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
207 #endif
208         int cpu;                /* Was running on cpu */
209         int pid;                /* Pid context */
210         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
211 };
212
213 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
214
215 #ifdef CONFIG_SYSFS
216 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
217 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
218 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
219 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s);
220 #else
221 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
222 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
223                                                         { return 0; }
224 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
225 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
226 #endif
227
228 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
229 {
230 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
231         /*
232          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
233          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
234          */
235         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
236 #endif
237 }
238
239 /********************************************************************
240  *                      Core slab cache functions
241  *******************************************************************/
242
243 /*
244  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
245  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
246  * random number.
247  */
248 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
249                                  unsigned long ptr_addr)
250 {
251 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
252         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^ ptr_addr);
253 #else
254         return ptr;
255 #endif
256 }
257
258 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
259 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
260                                          void *ptr_addr)
261 {
262         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
263                             (unsigned long)ptr_addr);
264 }
265
266 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
267 {
268         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
269 }
270
271 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
272 {
273         prefetch(object + s->offset);
274 }
275
276 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
277 {
278         unsigned long freepointer_addr;
279         void *p;
280
281         if (!debug_pagealloc_enabled())
282                 return get_freepointer(s, object);
283
284         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
285         probe_kernel_read(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
286         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
287 }
288
289 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
290 {
291         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
292
293 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
294         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
295 #endif
296
297         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
298 }
299
300 /* Loop over all objects in a slab */
301 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
302         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
303                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
304                 __p += (__s)->size)
305
306 #define for_each_object_idx(__p, __idx, __s, __addr, __objects) \
307         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr), __idx = 1; \
308                 __idx <= __objects; \
309                 __p += (__s)->size, __idx++)
310
311 /* Determine object index from a given position */
312 static inline unsigned int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
313 {
314         return (p - addr) / s->size;
315 }
316
317 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
318 {
319         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
320 }
321
322 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
323                 unsigned int size)
324 {
325         struct kmem_cache_order_objects x = {
326                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
327         };
328
329         return x;
330 }
331
332 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
333 {
334         return x.x >> OO_SHIFT;
335 }
336
337 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
338 {
339         return x.x & OO_MASK;
340 }
341
342 /*
343  * Per slab locking using the pagelock
344  */
345 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
346 {
347         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
348         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
349 }
350
351 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
352 {
353         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
354         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
355 }
356
357 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
358 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
359                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
360                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
361                 const char *n)
362 {
363         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
364 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
365     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
366         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
367                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
368                                    freelist_old, counters_old,
369                                    freelist_new, counters_new))
370                         return true;
371         } else
372 #endif
373         {
374                 slab_lock(page);
375                 if (page->freelist == freelist_old &&
376                                         page->counters == counters_old) {
377                         page->freelist = freelist_new;
378                         page->counters = counters_new;
379                         slab_unlock(page);
380                         return true;
381                 }
382                 slab_unlock(page);
383         }
384
385         cpu_relax();
386         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
387
388 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
389         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
390 #endif
391
392         return false;
393 }
394
395 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
396                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
397                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
398                 const char *n)
399 {
400 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
401     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
402         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
403                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
404                                    freelist_old, counters_old,
405                                    freelist_new, counters_new))
406                         return true;
407         } else
408 #endif
409         {
410                 unsigned long flags;
411
412                 local_irq_save(flags);
413                 slab_lock(page);
414                 if (page->freelist == freelist_old &&
415                                         page->counters == counters_old) {
416                         page->freelist = freelist_new;
417                         page->counters = counters_new;
418                         slab_unlock(page);
419                         local_irq_restore(flags);
420                         return true;
421                 }
422                 slab_unlock(page);
423                 local_irq_restore(flags);
424         }
425
426         cpu_relax();
427         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
428
429 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
430         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
431 #endif
432
433         return false;
434 }
435
436 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
437 /*
438  * Determine a map of object in use on a page.
439  *
440  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
441  * not vanish from under us.
442  */
443 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
444 {
445         void *p;
446         void *addr = page_address(page);
447
448         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
449                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
450 }
451
452 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
453 {
454         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
455                 return s->size - s->red_left_pad;
456
457         return s->size;
458 }
459
460 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
461 {
462         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
463                 p -= s->red_left_pad;
464
465         return p;
466 }
467
468 /*
469  * Debug settings:
470  */
471 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
472 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
473 #else
474 static slab_flags_t slub_debug;
475 #endif
476
477 static char *slub_debug_slabs;
478 static int disable_higher_order_debug;
479
480 /*
481  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
482  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
483  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
484  * to tell kasan that these accesses are OK.
485  */
486 static inline void metadata_access_enable(void)
487 {
488         kasan_disable_current();
489 }
490
491 static inline void metadata_access_disable(void)
492 {
493         kasan_enable_current();
494 }
495
496 /*
497  * Object debugging
498  */
499
500 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
501 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
502                                 struct page *page, void *object)
503 {
504         void *base;
505
506         if (!object)
507                 return 1;
508
509         base = page_address(page);
510         object = restore_red_left(s, object);
511         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
512                 (object - base) % s->size) {
513                 return 0;
514         }
515
516         return 1;
517 }
518
519 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
520                           unsigned int length)
521 {
522         metadata_access_enable();
523         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
524                         length, 1);
525         metadata_access_disable();
526 }
527
528 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
529         enum track_item alloc)
530 {
531         struct track *p;
532
533         if (s->offset)
534                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
535         else
536                 p = object + s->inuse;
537
538         return p + alloc;
539 }
540
541 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
542                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
543 {
544         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
545
546         if (addr) {
547 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
548                 struct stack_trace trace;
549                 int i;
550
551                 trace.nr_entries = 0;
552                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
553                 trace.entries = p->addrs;
554                 trace.skip = 3;
555                 metadata_access_enable();
556                 save_stack_trace(&trace);
557                 metadata_access_disable();
558
559                 /* See rant in lockdep.c */
560                 if (trace.nr_entries != 0 &&
561                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
562                         trace.nr_entries--;
563
564                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
565                         p->addrs[i] = 0;
566 #endif
567                 p->addr = addr;
568                 p->cpu = smp_processor_id();
569                 p->pid = current->pid;
570                 p->when = jiffies;
571         } else
572                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
573 }
574
575 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
576 {
577         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
578                 return;
579
580         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
581         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
582 }
583
584 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
585 {
586         if (!t->addr)
587                 return;
588
589         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
590                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
591 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
592         {
593                 int i;
594                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
595                         if (t->addrs[i])
596                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
597                         else
598                                 break;
599         }
600 #endif
601 }
602
603 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
604 {
605         unsigned long pr_time = jiffies;
606         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
607                 return;
608
609         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
610         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
611 }
612
613 static void print_page_info(struct page *page)
614 {
615         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
616                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
617
618 }
619
620 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
621 {
622         struct va_format vaf;
623         va_list args;
624
625         va_start(args, fmt);
626         vaf.fmt = fmt;
627         vaf.va = &args;
628         pr_err("=============================================================================\n");
629         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
630         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
631
632         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
633         va_end(args);
634 }
635
636 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
637 {
638         struct va_format vaf;
639         va_list args;
640
641         va_start(args, fmt);
642         vaf.fmt = fmt;
643         vaf.va = &args;
644         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
645         va_end(args);
646 }
647
648 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
649 {
650         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
651         u8 *addr = page_address(page);
652
653         print_tracking(s, p);
654
655         print_page_info(page);
656
657         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
658                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
659
660         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
661                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p - s->red_left_pad,
662                               s->red_left_pad);
663         else if (p > addr + 16)
664                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
665
666         print_section(KERN_ERR, "Object ", p,
667                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
668         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
669                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p + s->object_size,
670                         s->inuse - s->object_size);
671
672         if (s->offset)
673                 off = s->offset + sizeof(void *);
674         else
675                 off = s->inuse;
676
677         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
678                 off += 2 * sizeof(struct track);
679
680         off += kasan_metadata_size(s);
681
682         if (off != size_from_object(s))
683                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
684                 print_section(KERN_ERR, "Padding ", p + off,
685                               size_from_object(s) - off);
686
687         dump_stack();
688 }
689
690 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
691                         u8 *object, char *reason)
692 {
693         slab_bug(s, "%s", reason);
694         print_trailer(s, page, object);
695 }
696
697 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
698                         const char *fmt, ...)
699 {
700         va_list args;
701         char buf[100];
702
703         va_start(args, fmt);
704         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
705         va_end(args);
706         slab_bug(s, "%s", buf);
707         print_page_info(page);
708         dump_stack();
709 }
710
711 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
712 {
713         u8 *p = object;
714
715         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
716                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
717
718         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
719                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
720                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
721         }
722
723         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
724                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
725 }
726
727 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
728                                                 void *from, void *to)
729 {
730         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
731         memset(from, data, to - from);
732 }
733
734 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
735                         u8 *object, char *what,
736                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
737 {
738         u8 *fault;
739         u8 *end;
740
741         metadata_access_enable();
742         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
743         metadata_access_disable();
744         if (!fault)
745                 return 1;
746
747         end = start + bytes;
748         while (end > fault && end[-1] == value)
749                 end--;
750
751         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
752         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
753                                         fault, end - 1, fault[0], value);
754         print_trailer(s, page, object);
755
756         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
757         return 0;
758 }
759
760 /*
761  * Object layout:
762  *
763  * object address
764  *      Bytes of the object to be managed.
765  *      If the freepointer may overlay the object then the free
766  *      pointer is the first word of the object.
767  *
768  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
769  *      0xa5 (POISON_END)
770  *
771  * object + s->object_size
772  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
773  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
774  *      object_size == inuse.
775  *
776  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
777  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
778  *
779  * object + s->inuse
780  *      Meta data starts here.
781  *
782  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
783  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
784  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
785  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
786  *              before the word boundary.
787  *
788  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
789  *
790  * object + s->size
791  *      Nothing is used beyond s->size.
792  *
793  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
794  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
795  * may be used with merged slabcaches.
796  */
797
798 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
799 {
800         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
801
802         if (s->offset)
803                 /* Freepointer is placed after the object. */
804                 off += sizeof(void *);
805
806         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
807                 /* We also have user information there */
808                 off += 2 * sizeof(struct track);
809
810         off += kasan_metadata_size(s);
811
812         if (size_from_object(s) == off)
813                 return 1;
814
815         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
816                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
817 }
818
819 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
820 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
821 {
822         u8 *start;
823         u8 *fault;
824         u8 *end;
825         u8 *pad;
826         int length;
827         int remainder;
828
829         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
830                 return 1;
831
832         start = page_address(page);
833         length = PAGE_SIZE << compound_order(page);
834         end = start + length;
835         remainder = length % s->size;
836         if (!remainder)
837                 return 1;
838
839         pad = end - remainder;
840         metadata_access_enable();
841         fault = memchr_inv(pad, POISON_INUSE, remainder);
842         metadata_access_disable();
843         if (!fault)
844                 return 1;
845         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
846                 end--;
847
848         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
849         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
850
851         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
852         return 0;
853 }
854
855 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
856                                         void *object, u8 val)
857 {
858         u8 *p = object;
859         u8 *endobject = object + s->object_size;
860
861         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
862                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
863                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
864                         return 0;
865
866                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
867                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
868                         return 0;
869         } else {
870                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
871                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
872                                 endobject, POISON_INUSE,
873                                 s->inuse - s->object_size);
874                 }
875         }
876
877         if (s->flags & SLAB_POISON) {
878                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
879                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
880                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
881                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
882                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
883                         return 0;
884                 /*
885                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
886                  */
887                 check_pad_bytes(s, page, p);
888         }
889
890         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
891                 /*
892                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
893                  * freepointer while object is allocated.
894                  */
895                 return 1;
896
897         /* Check free pointer validity */
898         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
899                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
900                 /*
901                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
902                  * of the free objects in this slab. May cause
903                  * another error because the object count is now wrong.
904                  */
905                 set_freepointer(s, p, NULL);
906                 return 0;
907         }
908         return 1;
909 }
910
911 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
912 {
913         int maxobj;
914
915         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
916
917         if (!PageSlab(page)) {
918                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
919                 return 0;
920         }
921
922         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size);
923         if (page->objects > maxobj) {
924                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
925                         page->objects, maxobj);
926                 return 0;
927         }
928         if (page->inuse > page->objects) {
929                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
930                         page->inuse, page->objects);
931                 return 0;
932         }
933         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
934         slab_pad_check(s, page);
935         return 1;
936 }
937
938 /*
939  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
940  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
941  */
942 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
943 {
944         int nr = 0;
945         void *fp;
946         void *object = NULL;
947         int max_objects;
948
949         fp = page->freelist;
950         while (fp && nr <= page->objects) {
951                 if (fp == search)
952                         return 1;
953                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
954                         if (object) {
955                                 object_err(s, page, object,
956                                         "Freechain corrupt");
957                                 set_freepointer(s, object, NULL);
958                         } else {
959                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
960                                 page->freelist = NULL;
961                                 page->inuse = page->objects;
962                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
963                                 return 0;
964                         }
965                         break;
966                 }
967                 object = fp;
968                 fp = get_freepointer(s, object);
969                 nr++;
970         }
971
972         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size);
973         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
974                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
975
976         if (page->objects != max_objects) {
977                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
978                          page->objects, max_objects);
979                 page->objects = max_objects;
980                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
981         }
982         if (page->inuse != page->objects - nr) {
983                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
984                          page->inuse, page->objects - nr);
985                 page->inuse = page->objects - nr;
986                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
987         }
988         return search == NULL;
989 }
990
991 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
992                                                                 int alloc)
993 {
994         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
995                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
996                         s->name,
997                         alloc ? "alloc" : "free",
998                         object, page->inuse,
999                         page->freelist);
1000
1001                 if (!alloc)
1002                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1003                                         s->object_size);
1004
1005                 dump_stack();
1006         }
1007 }
1008
1009 /*
1010  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1011  */
1012 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1013         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1014 {
1015         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1016                 return;
1017
1018         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1019         list_add(&page->lru, &n->full);
1020 }
1021
1022 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1023 {
1024         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1025                 return;
1026
1027         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1028         list_del(&page->lru);
1029 }
1030
1031 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1032 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1033 {
1034         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1035
1036         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1037 }
1038
1039 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1040 {
1041         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1042 }
1043
1044 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1045 {
1046         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1047
1048         /*
1049          * May be called early in order to allocate a slab for the
1050          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1051          * dilemma by deferring the increment of the count during
1052          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1053          */
1054         if (likely(n)) {
1055                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1056                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1057         }
1058 }
1059 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1060 {
1061         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1062
1063         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1064         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1065 }
1066
1067 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1068 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1069                                                                 void *object)
1070 {
1071         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1072                 return;
1073
1074         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1075         init_tracking(s, object);
1076 }
1077
1078 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1079                                         struct page *page,
1080                                         void *object, unsigned long addr)
1081 {
1082         if (!check_slab(s, page))
1083                 return 0;
1084
1085         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1086                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1087                 return 0;
1088         }
1089
1090         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1091                 return 0;
1092
1093         return 1;
1094 }
1095
1096 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1097                                         struct page *page,
1098                                         void *object, unsigned long addr)
1099 {
1100         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1101                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object, addr))
1102                         goto bad;
1103         }
1104
1105         /* Success perform special debug activities for allocs */
1106         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1107                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1108         trace(s, page, object, 1);
1109         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1110         return 1;
1111
1112 bad:
1113         if (PageSlab(page)) {
1114                 /*
1115                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1116                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1117                  * as used avoids touching the remaining objects.
1118                  */
1119                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1120                 page->inuse = page->objects;
1121                 page->freelist = NULL;
1122         }
1123         return 0;
1124 }
1125
1126 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1127                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1128 {
1129         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1130                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1131                 return 0;
1132         }
1133
1134         if (on_freelist(s, page, object)) {
1135                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1136                 return 0;
1137         }
1138
1139         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1140                 return 0;
1141
1142         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1143                 if (!PageSlab(page)) {
1144                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1145                                  object);
1146                 } else if (!page->slab_cache) {
1147                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1148                                object);
1149                         dump_stack();
1150                 } else
1151                         object_err(s, page, object,
1152                                         "page slab pointer corrupt.");
1153                 return 0;
1154         }
1155         return 1;
1156 }
1157
1158 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1159 static noinline int free_debug_processing(
1160         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1161         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1162         unsigned long addr)
1163 {
1164         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1165         void *object = head;
1166         int cnt = 0;
1167         unsigned long uninitialized_var(flags);
1168         int ret = 0;
1169
1170         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1171         slab_lock(page);
1172
1173         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1174                 if (!check_slab(s, page))
1175                         goto out;
1176         }
1177
1178 next_object:
1179         cnt++;
1180
1181         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1182                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1183                         goto out;
1184         }
1185
1186         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1187                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1188         trace(s, page, object, 0);
1189         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1190         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1191
1192         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1193         if (object != tail) {
1194                 object = get_freepointer(s, object);
1195                 goto next_object;
1196         }
1197         ret = 1;
1198
1199 out:
1200         if (cnt != bulk_cnt)
1201                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1202                          bulk_cnt, cnt);
1203
1204         slab_unlock(page);
1205         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1206         if (!ret)
1207                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1208         return ret;
1209 }
1210
1211 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1212 {
1213         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1214         if (*str++ != '=' || !*str)
1215                 /*
1216                  * No options specified. Switch on full debugging.
1217                  */
1218                 goto out;
1219
1220         if (*str == ',')
1221                 /*
1222                  * No options but restriction on slabs. This means full
1223                  * debugging for slabs matching a pattern.
1224                  */
1225                 goto check_slabs;
1226
1227         slub_debug = 0;
1228         if (*str == '-')
1229                 /*
1230                  * Switch off all debugging measures.
1231                  */
1232                 goto out;
1233
1234         /*
1235          * Determine which debug features should be switched on
1236          */
1237         for (; *str && *str != ','; str++) {
1238                 switch (tolower(*str)) {
1239                 case 'f':
1240                         slub_debug |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1241                         break;
1242                 case 'z':
1243                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1244                         break;
1245                 case 'p':
1246                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1247                         break;
1248                 case 'u':
1249                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1250                         break;
1251                 case 't':
1252                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1253                         break;
1254                 case 'a':
1255                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1256                         break;
1257                 case 'o':
1258                         /*
1259                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1260                          * order would increase as a result.
1261                          */
1262                         disable_higher_order_debug = 1;
1263                         break;
1264                 default:
1265                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1266                                *str);
1267                 }
1268         }
1269
1270 check_slabs:
1271         if (*str == ',')
1272                 slub_debug_slabs = str + 1;
1273 out:
1274         return 1;
1275 }
1276
1277 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1278
1279 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1280         slab_flags_t flags, const char *name,
1281         void (*ctor)(void *))
1282 {
1283         /*
1284          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1285          */
1286         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1287                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1288                 flags |= slub_debug;
1289
1290         return flags;
1291 }
1292 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1293 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1294                         struct page *page, void *object) {}
1295
1296 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1297         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1298
1299 static inline int free_debug_processing(
1300         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1301         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1302         unsigned long addr) { return 0; }
1303
1304 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1305                         { return 1; }
1306 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1307                         void *object, u8 val) { return 1; }
1308 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1309                                         struct page *page) {}
1310 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1311                                         struct page *page) {}
1312 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1313         slab_flags_t flags, const char *name,
1314         void (*ctor)(void *))
1315 {
1316         return flags;
1317 }
1318 #define slub_debug 0
1319
1320 #define disable_higher_order_debug 0
1321
1322 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1323                                                         { return 0; }
1324 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1325                                                         { return 0; }
1326 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1327                                                         int objects) {}
1328 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1329                                                         int objects) {}
1330
1331 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1332
1333 /*
1334  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1335  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1336  */
1337 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1338 {
1339         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1340         kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1341 }
1342
1343 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1344 {
1345         kmemleak_free(x);
1346         kasan_kfree_large(x, _RET_IP_);
1347 }
1348
1349 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1350 {
1351         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1352
1353         /*
1354          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1355          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1356          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1357          */
1358 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1359         {
1360                 unsigned long flags;
1361
1362                 local_irq_save(flags);
1363                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1364                 local_irq_restore(flags);
1365         }
1366 #endif
1367         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1368                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1369
1370         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse */
1371         return kasan_slab_free(s, x, _RET_IP_);
1372 }
1373
1374 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1375                                            void **head, void **tail)
1376 {
1377 /*
1378  * Compiler cannot detect this function can be removed if slab_free_hook()
1379  * evaluates to nothing.  Thus, catch all relevant config debug options here.
1380  */
1381 #if defined(CONFIG_LOCKDEP)     ||              \
1382         defined(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK) ||       \
1383         defined(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_FREE) ||   \
1384         defined(CONFIG_KASAN)
1385
1386         void *object;
1387         void *next = *head;
1388         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1389
1390         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1391         *head = NULL;
1392         *tail = NULL;
1393
1394         do {
1395                 object = next;
1396                 next = get_freepointer(s, object);
1397                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1398                 if (!slab_free_hook(s, object)) {
1399                         /* Move object to the new freelist */
1400                         set_freepointer(s, object, *head);
1401                         *head = object;
1402                         if (!*tail)
1403                                 *tail = object;
1404                 }
1405         } while (object != old_tail);
1406
1407         if (*head == *tail)
1408                 *tail = NULL;
1409
1410         return *head != NULL;
1411 #else
1412         return true;
1413 #endif
1414 }
1415
1416 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1417                                 void *object)
1418 {
1419         setup_object_debug(s, page, object);
1420         kasan_init_slab_obj(s, object);
1421         if (unlikely(s->ctor)) {
1422                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1423                 s->ctor(object);
1424                 kasan_poison_object_data(s, object);
1425         }
1426 }
1427
1428 /*
1429  * Slab allocation and freeing
1430  */
1431 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1432                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1433 {
1434         struct page *page;
1435         unsigned int order = oo_order(oo);
1436
1437         if (node == NUMA_NO_NODE)
1438                 page = alloc_pages(flags, order);
1439         else
1440                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1441
1442         if (page && memcg_charge_slab(page, flags, order, s)) {
1443                 __free_pages(page, order);
1444                 page = NULL;
1445         }
1446
1447         return page;
1448 }
1449
1450 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1451 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1452 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1453 {
1454         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1455         int err;
1456
1457         /* Bailout if already initialised */
1458         if (s->random_seq)
1459                 return 0;
1460
1461         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1462         if (err) {
1463                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1464                         s->name);
1465                 return err;
1466         }
1467
1468         /* Transform to an offset on the set of pages */
1469         if (s->random_seq) {
1470                 unsigned int i;
1471
1472                 for (i = 0; i < count; i++)
1473                         s->random_seq[i] *= s->size;
1474         }
1475         return 0;
1476 }
1477
1478 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1479 static void __init init_freelist_randomization(void)
1480 {
1481         struct kmem_cache *s;
1482
1483         mutex_lock(&slab_mutex);
1484
1485         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1486                 init_cache_random_seq(s);
1487
1488         mutex_unlock(&slab_mutex);
1489 }
1490
1491 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1492 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1493                                 unsigned long *pos, void *start,
1494                                 unsigned long page_limit,
1495                                 unsigned long freelist_count)
1496 {
1497         unsigned int idx;
1498
1499         /*
1500          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1501          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1502          */
1503         do {
1504                 idx = s->random_seq[*pos];
1505                 *pos += 1;
1506                 if (*pos >= freelist_count)
1507                         *pos = 0;
1508         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1509
1510         return (char *)start + idx;
1511 }
1512
1513 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1514 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1515 {
1516         void *start;
1517         void *cur;
1518         void *next;
1519         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1520
1521         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1522                 return false;
1523
1524         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1525         pos = get_random_int() % freelist_count;
1526
1527         page_limit = page->objects * s->size;
1528         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1529
1530         /* First entry is used as the base of the freelist */
1531         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1532                                 freelist_count);
1533         page->freelist = cur;
1534
1535         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1536                 setup_object(s, page, cur);
1537                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1538                         freelist_count);
1539                 set_freepointer(s, cur, next);
1540                 cur = next;
1541         }
1542         setup_object(s, page, cur);
1543         set_freepointer(s, cur, NULL);
1544
1545         return true;
1546 }
1547 #else
1548 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1549 {
1550         return 0;
1551 }
1552 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1553 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1554 {
1555         return false;
1556 }
1557 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1558
1559 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1560 {
1561         struct page *page;
1562         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1563         gfp_t alloc_gfp;
1564         void *start, *p;
1565         int idx, order;
1566         bool shuffle;
1567
1568         flags &= gfp_allowed_mask;
1569
1570         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1571                 local_irq_enable();
1572
1573         flags |= s->allocflags;
1574
1575         /*
1576          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1577          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1578          */
1579         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1580         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1581                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1582
1583         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1584         if (unlikely(!page)) {
1585                 oo = s->min;
1586                 alloc_gfp = flags;
1587                 /*
1588                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1589                  * Try a lower order alloc if possible
1590                  */
1591                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1592                 if (unlikely(!page))
1593                         goto out;
1594                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1595         }
1596
1597         page->objects = oo_objects(oo);
1598
1599         order = compound_order(page);
1600         page->slab_cache = s;
1601         __SetPageSlab(page);
1602         if (page_is_pfmemalloc(page))
1603                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1604
1605         start = page_address(page);
1606
1607         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1608                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1609
1610         kasan_poison_slab(page);
1611
1612         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1613
1614         if (!shuffle) {
1615                 for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1616                         setup_object(s, page, p);
1617                         if (likely(idx < page->objects))
1618                                 set_freepointer(s, p, p + s->size);
1619                         else
1620                                 set_freepointer(s, p, NULL);
1621                 }
1622                 page->freelist = fixup_red_left(s, start);
1623         }
1624
1625         page->inuse = page->objects;
1626         page->frozen = 1;
1627
1628 out:
1629         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1630                 local_irq_disable();
1631         if (!page)
1632                 return NULL;
1633
1634         mod_lruvec_page_state(page,
1635                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1636                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1637                 1 << oo_order(oo));
1638
1639         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1640
1641         return page;
1642 }
1643
1644 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1645 {
1646         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1647                 gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
1648                 flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
1649                 pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
1650                                 invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
1651                 dump_stack();
1652         }
1653
1654         return allocate_slab(s,
1655                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1656 }
1657
1658 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1659 {
1660         int order = compound_order(page);
1661         int pages = 1 << order;
1662
1663         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1664                 void *p;
1665
1666                 slab_pad_check(s, page);
1667                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1668                                                 page->objects)
1669                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1670         }
1671
1672         mod_lruvec_page_state(page,
1673                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1674                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1675                 -pages);
1676
1677         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1678         __ClearPageSlab(page);
1679
1680         page->mapping = NULL;
1681         if (current->reclaim_state)
1682                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1683         memcg_uncharge_slab(page, order, s);
1684         __free_pages(page, order);
1685 }
1686
1687 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1688 {
1689         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1690
1691         __free_slab(page->slab_cache, page);
1692 }
1693
1694 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1695 {
1696         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1697                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1698         } else
1699                 __free_slab(s, page);
1700 }
1701
1702 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1703 {
1704         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1705         free_slab(s, page);
1706 }
1707
1708 /*
1709  * Management of partially allocated slabs.
1710  */
1711 static inline void
1712 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1713 {
1714         n->nr_partial++;
1715         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1716                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1717         else
1718                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1719 }
1720
1721 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1722                                 struct page *page, int tail)
1723 {
1724         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1725         __add_partial(n, page, tail);
1726 }
1727
1728 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1729                                         struct page *page)
1730 {
1731         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1732         list_del(&page->lru);
1733         n->nr_partial--;
1734 }
1735
1736 /*
1737  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1738  * return the pointer to the freelist.
1739  *
1740  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1741  */
1742 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1743                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1744                 int mode, int *objects)
1745 {
1746         void *freelist;
1747         unsigned long counters;
1748         struct page new;
1749
1750         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1751
1752         /*
1753          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1754          * The old freelist is the list of objects for the
1755          * per cpu allocation list.
1756          */
1757         freelist = page->freelist;
1758         counters = page->counters;
1759         new.counters = counters;
1760         *objects = new.objects - new.inuse;
1761         if (mode) {
1762                 new.inuse = page->objects;
1763                 new.freelist = NULL;
1764         } else {
1765                 new.freelist = freelist;
1766         }
1767
1768         VM_BUG_ON(new.frozen);
1769         new.frozen = 1;
1770
1771         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1772                         freelist, counters,
1773                         new.freelist, new.counters,
1774                         "acquire_slab"))
1775                 return NULL;
1776
1777         remove_partial(n, page);
1778         WARN_ON(!freelist);
1779         return freelist;
1780 }
1781
1782 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1783 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1784
1785 /*
1786  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1787  */
1788 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1789                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1790 {
1791         struct page *page, *page2;
1792         void *object = NULL;
1793         unsigned int available = 0;
1794         int objects;
1795
1796         /*
1797          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1798          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1799          * partial slab and there is none available then get_partials()
1800          * will return NULL.
1801          */
1802         if (!n || !n->nr_partial)
1803                 return NULL;
1804
1805         spin_lock(&n->list_lock);
1806         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1807                 void *t;
1808
1809                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1810                         continue;
1811
1812                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1813                 if (!t)
1814                         break;
1815
1816                 available += objects;
1817                 if (!object) {
1818                         c->page = page;
1819                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1820                         object = t;
1821                 } else {
1822                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1823                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1824                 }
1825                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1826                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
1827                         break;
1828
1829         }
1830         spin_unlock(&n->list_lock);
1831         return object;
1832 }
1833
1834 /*
1835  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1836  */
1837 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1838                 struct kmem_cache_cpu *c)
1839 {
1840 #ifdef CONFIG_NUMA
1841         struct zonelist *zonelist;
1842         struct zoneref *z;
1843         struct zone *zone;
1844         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1845         void *object;
1846         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1847
1848         /*
1849          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1850          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1851          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1852          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1853          *
1854          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1855          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1856          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1857          * from other nodes and filled up.
1858          *
1859          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
1860          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
1861          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
1862          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
1863          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1864          * with available objects.
1865          */
1866         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1867                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1868                 return NULL;
1869
1870         do {
1871                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1872                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1873                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1874                         struct kmem_cache_node *n;
1875
1876                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1877
1878                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1879                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1880                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1881                                 if (object) {
1882                                         /*
1883                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1884                                          * here - if mems_allowed was updated in
1885                                          * parallel, that was a harmless race
1886                                          * between allocation and the cpuset
1887                                          * update
1888                                          */
1889                                         return object;
1890                                 }
1891                         }
1892                 }
1893         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1894 #endif
1895         return NULL;
1896 }
1897
1898 /*
1899  * Get a partial page, lock it and return it.
1900  */
1901 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1902                 struct kmem_cache_cpu *c)
1903 {
1904         void *object;
1905         int searchnode = node;
1906
1907         if (node == NUMA_NO_NODE)
1908                 searchnode = numa_mem_id();
1909         else if (!node_present_pages(node))
1910                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1911
1912         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1913         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1914                 return object;
1915
1916         return get_any_partial(s, flags, c);
1917 }
1918
1919 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1920 /*
1921  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1922  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1923  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1924  */
1925 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1926 #else
1927 /*
1928  * No preemption supported therefore also no need to check for
1929  * different cpus.
1930  */
1931 #define TID_STEP 1
1932 #endif
1933
1934 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1935 {
1936         return tid + TID_STEP;
1937 }
1938
1939 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1940 {
1941         return tid % TID_STEP;
1942 }
1943
1944 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1945 {
1946         return tid / TID_STEP;
1947 }
1948
1949 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1950 {
1951         return cpu;
1952 }
1953
1954 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1955                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1956 {
1957 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1958         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1959
1960         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1961
1962 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1963         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1964                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1965                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1966         else
1967 #endif
1968         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1969                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1970                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1971         else
1972                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1973                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1974 #endif
1975         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1976 }
1977
1978 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1979 {
1980         int cpu;
1981
1982         for_each_possible_cpu(cpu)
1983                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1984 }
1985
1986 /*
1987  * Remove the cpu slab
1988  */
1989 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1990                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
1991 {
1992         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1993         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1994         int lock = 0;
1995         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1996         void *nextfree;
1997         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1998         struct page new;
1999         struct page old;
2000
2001         if (page->freelist) {
2002                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2003                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2004         }
2005
2006         /*
2007          * Stage one: Free all available per cpu objects back
2008          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
2009          * last one.
2010          *
2011          * There is no need to take the list->lock because the page
2012          * is still frozen.
2013          */
2014         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
2015                 void *prior;
2016                 unsigned long counters;
2017
2018                 do {
2019                         prior = page->freelist;
2020                         counters = page->counters;
2021                         set_freepointer(s, freelist, prior);
2022                         new.counters = counters;
2023                         new.inuse--;
2024                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
2025
2026                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2027                         prior, counters,
2028                         freelist, new.counters,
2029                         "drain percpu freelist"));
2030
2031                 freelist = nextfree;
2032         }
2033
2034         /*
2035          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
2036          * list presence reflects the actual number of objects
2037          * during unfreeze.
2038          *
2039          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2040          * with the count. If there is a mismatch then the page
2041          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2042          *
2043          * Then we restart the process which may have to remove
2044          * the page from the list that we just put it on again
2045          * because the number of objects in the slab may have
2046          * changed.
2047          */
2048 redo:
2049
2050         old.freelist = page->freelist;
2051         old.counters = page->counters;
2052         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2053
2054         /* Determine target state of the slab */
2055         new.counters = old.counters;
2056         if (freelist) {
2057                 new.inuse--;
2058                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
2059                 new.freelist = freelist;
2060         } else
2061                 new.freelist = old.freelist;
2062
2063         new.frozen = 0;
2064
2065         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2066                 m = M_FREE;
2067         else if (new.freelist) {
2068                 m = M_PARTIAL;
2069                 if (!lock) {
2070                         lock = 1;
2071                         /*
2072                          * Taking the spinlock removes the possiblity
2073                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2074                          * is frozen
2075                          */
2076                         spin_lock(&n->list_lock);
2077                 }
2078         } else {
2079                 m = M_FULL;
2080                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
2081                         lock = 1;
2082                         /*
2083                          * This also ensures that the scanning of full
2084                          * slabs from diagnostic functions will not see
2085                          * any frozen slabs.
2086                          */
2087                         spin_lock(&n->list_lock);
2088                 }
2089         }
2090
2091         if (l != m) {
2092
2093                 if (l == M_PARTIAL)
2094
2095                         remove_partial(n, page);
2096
2097                 else if (l == M_FULL)
2098
2099                         remove_full(s, n, page);
2100
2101                 if (m == M_PARTIAL) {
2102
2103                         add_partial(n, page, tail);
2104                         stat(s, tail);
2105
2106                 } else if (m == M_FULL) {
2107
2108                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2109                         add_full(s, n, page);
2110
2111                 }
2112         }
2113
2114         l = m;
2115         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2116                                 old.freelist, old.counters,
2117                                 new.freelist, new.counters,
2118                                 "unfreezing slab"))
2119                 goto redo;
2120
2121         if (lock)
2122                 spin_unlock(&n->list_lock);
2123
2124         if (m == M_FREE) {
2125                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2126                 discard_slab(s, page);
2127                 stat(s, FREE_SLAB);
2128         }
2129
2130         c->page = NULL;
2131         c->freelist = NULL;
2132 }
2133
2134 /*
2135  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2136  *
2137  * This function must be called with interrupts disabled
2138  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2139  * to guarantee no concurrent accesses).
2140  */
2141 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2142                 struct kmem_cache_cpu *c)
2143 {
2144 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2145         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2146         struct page *page, *discard_page = NULL;
2147
2148         while ((page = c->partial)) {
2149                 struct page new;
2150                 struct page old;
2151
2152                 c->partial = page->next;
2153
2154                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2155                 if (n != n2) {
2156                         if (n)
2157                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2158
2159                         n = n2;
2160                         spin_lock(&n->list_lock);
2161                 }
2162
2163                 do {
2164
2165                         old.freelist = page->freelist;
2166                         old.counters = page->counters;
2167                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2168
2169                         new.counters = old.counters;
2170                         new.freelist = old.freelist;
2171
2172                         new.frozen = 0;
2173
2174                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2175                                 old.freelist, old.counters,
2176                                 new.freelist, new.counters,
2177                                 "unfreezing slab"));
2178
2179                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2180                         page->next = discard_page;
2181                         discard_page = page;
2182                 } else {
2183                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2184                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2185                 }
2186         }
2187
2188         if (n)
2189                 spin_unlock(&n->list_lock);
2190
2191         while (discard_page) {
2192                 page = discard_page;
2193                 discard_page = discard_page->next;
2194
2195                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2196                 discard_slab(s, page);
2197                 stat(s, FREE_SLAB);
2198         }
2199 #endif
2200 }
2201
2202 /*
2203  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2204  * slot if available.
2205  *
2206  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2207  * per node partial list.
2208  */
2209 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2210 {
2211 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2212         struct page *oldpage;
2213         int pages;
2214         int pobjects;
2215
2216         preempt_disable();
2217         do {
2218                 pages = 0;
2219                 pobjects = 0;
2220                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2221
2222                 if (oldpage) {
2223                         pobjects = oldpage->pobjects;
2224                         pages = oldpage->pages;
2225                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2226                                 unsigned long flags;
2227                                 /*
2228                                  * partial array is full. Move the existing
2229                                  * set to the per node partial list.
2230                                  */
2231                                 local_irq_save(flags);
2232                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2233                                 local_irq_restore(flags);
2234                                 oldpage = NULL;
2235                                 pobjects = 0;
2236                                 pages = 0;
2237                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2238                         }
2239                 }
2240
2241                 pages++;
2242                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2243
2244                 page->pages = pages;
2245                 page->pobjects = pobjects;
2246                 page->next = oldpage;
2247
2248         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2249                                                                 != oldpage);
2250         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2251                 unsigned long flags;
2252
2253                 local_irq_save(flags);
2254                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2255                 local_irq_restore(flags);
2256         }
2257         preempt_enable();
2258 #endif
2259 }
2260
2261 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2262 {
2263         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2264         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2265
2266         c->tid = next_tid(c->tid);
2267 }
2268
2269 /*
2270  * Flush cpu slab.
2271  *
2272  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2273  */
2274 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2275 {
2276         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2277
2278         if (likely(c)) {
2279                 if (c->page)
2280                         flush_slab(s, c);
2281
2282                 unfreeze_partials(s, c);
2283         }
2284 }
2285
2286 static void flush_cpu_slab(void *d)
2287 {
2288         struct kmem_cache *s = d;
2289
2290         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2291 }
2292
2293 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2294 {
2295         struct kmem_cache *s = info;
2296         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2297
2298         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2299 }
2300
2301 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2302 {
2303         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2304 }
2305
2306 /*
2307  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2308  * necessary.
2309  */
2310 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2311 {
2312         struct kmem_cache *s;
2313         unsigned long flags;
2314
2315         mutex_lock(&slab_mutex);
2316         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2317                 local_irq_save(flags);
2318                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2319                 local_irq_restore(flags);
2320         }
2321         mutex_unlock(&slab_mutex);
2322         return 0;
2323 }
2324
2325 /*
2326  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2327  * locality expectations.
2328  */
2329 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2330 {
2331 #ifdef CONFIG_NUMA
2332         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2333                 return 0;
2334 #endif
2335         return 1;
2336 }
2337
2338 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2339 static int count_free(struct page *page)
2340 {
2341         return page->objects - page->inuse;
2342 }
2343
2344 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2345 {
2346         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2347 }
2348 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2349
2350 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2351 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2352                                         int (*get_count)(struct page *))
2353 {
2354         unsigned long flags;
2355         unsigned long x = 0;
2356         struct page *page;
2357
2358         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2359         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2360                 x += get_count(page);
2361         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2362         return x;
2363 }
2364 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2365
2366 static noinline void
2367 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2368 {
2369 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2370         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2371                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2372         int node;
2373         struct kmem_cache_node *n;
2374
2375         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2376                 return;
2377
2378         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2379                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2380         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2381                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2382                 oo_order(s->min));
2383
2384         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2385                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2386                         s->name);
2387
2388         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2389                 unsigned long nr_slabs;
2390                 unsigned long nr_objs;
2391                 unsigned long nr_free;
2392
2393                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2394                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2395                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2396
2397                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2398                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2399         }
2400 #endif
2401 }
2402
2403 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2404                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2405 {
2406         void *freelist;
2407         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2408         struct page *page;
2409
2410         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2411
2412         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2413
2414         if (freelist)
2415                 return freelist;
2416
2417         page = new_slab(s, flags, node);
2418         if (page) {
2419                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2420                 if (c->page)
2421                         flush_slab(s, c);
2422
2423                 /*
2424                  * No other reference to the page yet so we can
2425                  * muck around with it freely without cmpxchg
2426                  */
2427                 freelist = page->freelist;
2428                 page->freelist = NULL;
2429
2430                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2431                 c->page = page;
2432                 *pc = c;
2433         } else
2434                 freelist = NULL;
2435
2436         return freelist;
2437 }
2438
2439 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2440 {
2441         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2442                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2443
2444         return true;
2445 }
2446
2447 /*
2448  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2449  * per cpu freelist or deactivate the page.
2450  *
2451  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2452  *
2453  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2454  *
2455  * This function must be called with interrupt disabled.
2456  */
2457 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2458 {
2459         struct page new;
2460         unsigned long counters;
2461         void *freelist;
2462
2463         do {
2464                 freelist = page->freelist;
2465                 counters = page->counters;
2466
2467                 new.counters = counters;
2468                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2469
2470                 new.inuse = page->objects;
2471                 new.frozen = freelist != NULL;
2472
2473         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2474                 freelist, counters,
2475                 NULL, new.counters,
2476                 "get_freelist"));
2477
2478         return freelist;
2479 }
2480
2481 /*
2482  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2483  * debugging duties.
2484  *
2485  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2486  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2487  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2488  *
2489  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2490  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2491  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2492  *
2493  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2494  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2495  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2496  *
2497  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2498  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2499  */
2500 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2501                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2502 {
2503         void *freelist;
2504         struct page *page;
2505
2506         page = c->page;
2507         if (!page)
2508                 goto new_slab;
2509 redo:
2510
2511         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2512                 int searchnode = node;
2513
2514                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2515                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2516
2517                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2518                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2519                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2520                         goto new_slab;
2521                 }
2522         }
2523
2524         /*
2525          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2526          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2527          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2528          */
2529         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2530                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2531                 goto new_slab;
2532         }
2533
2534         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2535         freelist = c->freelist;
2536         if (freelist)
2537                 goto load_freelist;
2538
2539         freelist = get_freelist(s, page);
2540
2541         if (!freelist) {
2542                 c->page = NULL;
2543                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2544                 goto new_slab;
2545         }
2546
2547         stat(s, ALLOC_REFILL);
2548
2549 load_freelist:
2550         /*
2551          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2552          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2553          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2554          */
2555         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2556         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2557         c->tid = next_tid(c->tid);
2558         return freelist;
2559
2560 new_slab:
2561
2562         if (slub_percpu_partial(c)) {
2563                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2564                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2565                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2566                 goto redo;
2567         }
2568
2569         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2570
2571         if (unlikely(!freelist)) {
2572                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2573                 return NULL;
2574         }
2575
2576         page = c->page;
2577         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2578                 goto load_freelist;
2579
2580         /* Only entered in the debug case */
2581         if (kmem_cache_debug(s) &&
2582                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2583                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2584
2585         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2586         return freelist;
2587 }
2588
2589 /*
2590  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2591  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2592  */
2593 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2594                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2595 {
2596         void *p;
2597         unsigned long flags;
2598
2599         local_irq_save(flags);
2600 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2601         /*
2602          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2603          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2604          * pointer.
2605          */
2606         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2607 #endif
2608
2609         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2610         local_irq_restore(flags);
2611         return p;
2612 }
2613
2614 /*
2615  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2616  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2617  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2618  *
2619  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2620  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2621  *
2622  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2623  */
2624 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2625                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2626 {
2627         void *object;
2628         struct kmem_cache_cpu *c;
2629         struct page *page;
2630         unsigned long tid;
2631
2632         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2633         if (!s)
2634                 return NULL;
2635 redo:
2636         /*
2637          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2638          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2639          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2640          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2641          *
2642          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2643          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2644          * to check if it is matched or not.
2645          */
2646         do {
2647                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2648                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2649         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2650                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2651
2652         /*
2653          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2654          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2655          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2656          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2657          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2658          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2659          */
2660         barrier();
2661
2662         /*
2663          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2664          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2665          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2666          * linked list in between.
2667          */
2668
2669         object = c->freelist;
2670         page = c->page;
2671         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2672                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2673                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2674         } else {
2675                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2676
2677                 /*
2678                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2679                  * operation and if we are on the right processor.
2680                  *
2681                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2682                  * semantics!)
2683                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2684                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2685                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2686                  *
2687                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2688                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2689                  * other cpus.
2690                  */
2691                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2692                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2693                                 object, tid,
2694                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2695
2696                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2697                         goto redo;
2698                 }
2699                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2700                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2701         }
2702
2703         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2704                 memset(object, 0, s->object_size);
2705
2706         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2707
2708         return object;
2709 }
2710
2711 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2712                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2713 {
2714         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2715 }
2716
2717 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2718 {
2719         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2720
2721         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2722                                 s->size, gfpflags);
2723
2724         return ret;
2725 }
2726 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2727
2728 #ifdef CONFIG_TRACING
2729 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2730 {
2731         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2732         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2733         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2734         return ret;
2735 }
2736 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2737 #endif
2738
2739 #ifdef CONFIG_NUMA
2740 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2741 {
2742         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2743
2744         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2745                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2746
2747         return ret;
2748 }
2749 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2750
2751 #ifdef CONFIG_TRACING
2752 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2753                                     gfp_t gfpflags,
2754                                     int node, size_t size)
2755 {
2756         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2757
2758         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2759                            size, s->size, gfpflags, node);
2760
2761         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2762         return ret;
2763 }
2764 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2765 #endif
2766 #endif
2767
2768 /*
2769  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2770  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2771  *
2772  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2773  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2774  * handling required then we can return immediately.
2775  */
2776 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2777                         void *head, void *tail, int cnt,
2778                         unsigned long addr)
2779
2780 {
2781         void *prior;
2782         int was_frozen;
2783         struct page new;
2784         unsigned long counters;
2785         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2786         unsigned long uninitialized_var(flags);
2787
2788         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2789
2790         if (kmem_cache_debug(s) &&
2791             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2792                 return;
2793
2794         do {
2795                 if (unlikely(n)) {
2796                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2797                         n = NULL;
2798                 }
2799                 prior = page->freelist;
2800                 counters = page->counters;
2801                 set_freepointer(s, tail, prior);
2802                 new.counters = counters;
2803                 was_frozen = new.frozen;
2804                 new.inuse -= cnt;
2805                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2806
2807                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2808
2809                                 /*
2810                                  * Slab was on no list before and will be
2811                                  * partially empty
2812                                  * We can defer the list move and instead
2813                                  * freeze it.
2814                                  */
2815                                 new.frozen = 1;
2816
2817                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2818
2819                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2820                                 /*
2821                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2822                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2823                                  * drop the list_lock without any processing.
2824                                  *
2825                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2826                                  * other processors updating the list of slabs.
2827                                  */
2828                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2829
2830                         }
2831                 }
2832
2833         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2834                 prior, counters,
2835                 head, new.counters,
2836                 "__slab_free"));
2837
2838         if (likely(!n)) {
2839
2840                 /*
2841                  * If we just froze the page then put it onto the
2842                  * per cpu partial list.
2843                  */
2844                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2845                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2846                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2847                 }
2848                 /*
2849                  * The list lock was not taken therefore no list
2850                  * activity can be necessary.
2851                  */
2852                 if (was_frozen)
2853                         stat(s, FREE_FROZEN);
2854                 return;
2855         }
2856
2857         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2858                 goto slab_empty;
2859
2860         /*
2861          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2862          * then add it.
2863          */
2864         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2865                 if (kmem_cache_debug(s))
2866                         remove_full(s, n, page);
2867                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2868                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2869         }
2870         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2871         return;
2872
2873 slab_empty:
2874         if (prior) {
2875                 /*
2876                  * Slab on the partial list.
2877                  */
2878                 remove_partial(n, page);
2879                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2880         } else {
2881                 /* Slab must be on the full list */
2882                 remove_full(s, n, page);
2883         }
2884
2885         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2886         stat(s, FREE_SLAB);
2887         discard_slab(s, page);
2888 }
2889
2890 /*
2891  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2892  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2893  *
2894  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2895  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2896  * the item before.
2897  *
2898  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2899  * with all sorts of special processing.
2900  *
2901  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2902  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2903  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2904  */
2905 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
2906                                 struct page *page, void *head, void *tail,
2907                                 int cnt, unsigned long addr)
2908 {
2909         void *tail_obj = tail ? : head;
2910         struct kmem_cache_cpu *c;
2911         unsigned long tid;
2912 redo:
2913         /*
2914          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2915          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2916          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2917          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2918          */
2919         do {
2920                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2921                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2922         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2923                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2924
2925         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2926         barrier();
2927
2928         if (likely(page == c->page)) {
2929                 set_freepointer(s, tail_obj, c->freelist);
2930
2931                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2932                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2933                                 c->freelist, tid,
2934                                 head, next_tid(tid)))) {
2935
2936                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2937                         goto redo;
2938                 }
2939                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2940         } else
2941                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
2942
2943 }
2944
2945 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2946                                       void *head, void *tail, int cnt,
2947                                       unsigned long addr)
2948 {
2949         /*
2950          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
2951          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
2952          */
2953         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
2954                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
2955 }
2956
2957 #ifdef CONFIG_KASAN
2958 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
2959 {
2960         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
2961 }
2962 #endif
2963
2964 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2965 {
2966         s = cache_from_obj(s, x);
2967         if (!s)
2968                 return;
2969         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
2970         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2971 }
2972 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2973
2974 struct detached_freelist {
2975         struct page *page;
2976         void *tail;
2977         void *freelist;
2978         int cnt;
2979         struct kmem_cache *s;
2980 };
2981
2982 /*
2983  * This function progressively scans the array with free objects (with
2984  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
2985  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
2986  * page/objects.  This can happen without any need for
2987  * synchronization, because the objects are owned by running process.
2988  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
2989  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
2990  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
2991  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
2992  * to performance reasons.
2993  */
2994 static inline
2995 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
2996                             void **p, struct detached_freelist *df)
2997 {
2998         size_t first_skipped_index = 0;
2999         int lookahead = 3;
3000         void *object;
3001         struct page *page;
3002
3003         /* Always re-init detached_freelist */
3004         df->page = NULL;
3005
3006         do {
3007                 object = p[--size];
3008                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3009         } while (!object && size);
3010
3011         if (!object)
3012                 return 0;
3013
3014         page = virt_to_head_page(object);
3015         if (!s) {
3016                 /* Handle kalloc'ed objects */
3017                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3018                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3019                         kfree_hook(object);
3020                         __free_pages(page, compound_order(page));
3021                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3022                         return size;
3023                 }
3024                 /* Derive kmem_cache from object */
3025                 df->s = page->slab_cache;
3026         } else {
3027                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3028         }
3029
3030         /* Start new detached freelist */
3031         df->page = page;
3032         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3033         df->tail = object;
3034         df->freelist = object;
3035         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3036         df->cnt = 1;
3037
3038         while (size) {
3039                 object = p[--size];
3040                 if (!object)
3041                         continue; /* Skip processed objects */
3042
3043                 /* df->page is always set at this point */
3044                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3045                         /* Opportunity build freelist */
3046                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3047                         df->freelist = object;
3048                         df->cnt++;
3049                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3050
3051                         continue;
3052                 }
3053
3054                 /* Limit look ahead search */
3055                 if (!--lookahead)
3056                         break;
3057
3058                 if (!first_skipped_index)
3059                         first_skipped_index = size + 1;
3060         }
3061
3062         return first_skipped_index;
3063 }
3064
3065 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3066 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3067 {
3068         if (WARN_ON(!size))
3069                 return;
3070
3071         do {
3072                 struct detached_freelist df;
3073
3074                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3075                 if (!df.page)
3076                         continue;
3077
3078                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
3079         } while (likely(size));
3080 }
3081 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3082
3083 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3084 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3085                           void **p)
3086 {
3087         struct kmem_cache_cpu *c;
3088         int i;
3089
3090         /* memcg and kmem_cache debug support */
3091         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3092         if (unlikely(!s))
3093                 return false;
3094         /*
3095          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3096          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3097          * handlers invoking normal fastpath.
3098          */
3099         local_irq_disable();
3100         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3101
3102         for (i = 0; i < size; i++) {
3103                 void *object = c->freelist;
3104
3105                 if (unlikely(!object)) {
3106                         /*
3107                          * Invoking slow path likely have side-effect
3108                          * of re-populating per CPU c->freelist
3109                          */
3110                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3111                                             _RET_IP_, c);
3112                         if (unlikely(!p[i]))
3113                                 goto error;
3114
3115                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3116                         continue; /* goto for-loop */
3117                 }
3118                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3119                 p[i] = object;
3120         }
3121         c->tid = next_tid(c->tid);
3122         local_irq_enable();
3123
3124         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3125         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO)) {
3126                 int j;
3127
3128                 for (j = 0; j < i; j++)
3129                         memset(p[j], 0, s->object_size);
3130         }
3131
3132         /* memcg and kmem_cache debug support */
3133         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3134         return i;
3135 error:
3136         local_irq_enable();
3137         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3138         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3139         return 0;
3140 }
3141 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3142
3143
3144 /*
3145  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3146  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3147  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3148  * another.
3149  *
3150  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3151  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3152  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3153  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3154  * locking overhead.
3155  */
3156
3157 /*
3158  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3159  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3160  * and increases the number of allocations possible without having to
3161  * take the list_lock.
3162  */
3163 static unsigned int slub_min_order;
3164 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3165 static unsigned int slub_min_objects;
3166
3167 /*
3168  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3169  *
3170  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3171  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3172  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3173  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3174  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3175  * would be wasted.
3176  *
3177  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3178  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3179  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3180  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3181  *
3182  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3183  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3184  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3185  * of space in favor of a small page order.
3186  *
3187  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3188  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3189  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3190  * the smallest order which will fit the object.
3191  */
3192 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3193                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3194                 unsigned int fract_leftover)
3195 {
3196         unsigned int min_order = slub_min_order;
3197         unsigned int order;
3198
3199         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3200                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3201
3202         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3203                         order <= max_order; order++) {
3204
3205                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3206                 unsigned int rem;
3207
3208                 rem = slab_size % size;
3209
3210                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3211                         break;
3212         }
3213
3214         return order;
3215 }
3216
3217 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3218 {
3219         unsigned int order;
3220         unsigned int min_objects;
3221         unsigned int max_objects;
3222
3223         /*
3224          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3225          * works by first attempting to generate a layout with
3226          * the best configuration and backing off gradually.
3227          *
3228          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3229          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3230          */
3231         min_objects = slub_min_objects;
3232         if (!min_objects)
3233                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3234         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3235         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3236
3237         while (min_objects > 1) {
3238                 unsigned int fraction;
3239
3240                 fraction = 16;
3241                 while (fraction >= 4) {
3242                         order = slab_order(size, min_objects,
3243                                         slub_max_order, fraction);
3244                         if (order <= slub_max_order)
3245                                 return order;
3246                         fraction /= 2;
3247                 }
3248                 min_objects--;
3249         }
3250
3251         /*
3252          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3253          * lets see if we can place a single object there.
3254          */
3255         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3256         if (order <= slub_max_order)
3257                 return order;
3258
3259         /*
3260          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3261          */
3262         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3263         if (order < MAX_ORDER)
3264                 return order;
3265         return -ENOSYS;
3266 }
3267
3268 static void
3269 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3270 {
3271         n->nr_partial = 0;
3272         spin_lock_init(&n->list_lock);
3273         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3274 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3275         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3276         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3277         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3278 #endif
3279 }
3280
3281 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3282 {
3283         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3284                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3285
3286         /*
3287          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3288          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3289          */
3290         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3291                                      2 * sizeof(void *));
3292
3293         if (!s->cpu_slab)
3294                 return 0;
3295
3296         init_kmem_cache_cpus(s);
3297
3298         return 1;
3299 }
3300
3301 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3302
3303 /*
3304  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3305  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3306  * possible.
3307  *
3308  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3309  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3310  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3311  */
3312 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3313 {
3314         struct page *page;
3315         struct kmem_cache_node *n;
3316
3317         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3318
3319         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3320
3321         BUG_ON(!page);
3322         if (page_to_nid(page) != node) {
3323                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3324                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3325         }
3326
3327         n = page->freelist;
3328         BUG_ON(!n);
3329         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3330         page->inuse = 1;
3331         page->frozen = 0;
3332         kmem_cache_node->node[node] = n;
3333 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3334         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3335         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3336 #endif
3337         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node),
3338                       GFP_KERNEL);
3339         init_kmem_cache_node(n);
3340         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3341
3342         /*
3343          * No locks need to be taken here as it has just been
3344          * initialized and there is no concurrent access.
3345          */
3346         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3347 }
3348
3349 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3350 {
3351         int node;
3352         struct kmem_cache_node *n;
3353
3354         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3355                 s->node[node] = NULL;
3356                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3357         }
3358 }
3359
3360 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3361 {
3362         cache_random_seq_destroy(s);
3363         free_percpu(s->cpu_slab);
3364         free_kmem_cache_nodes(s);
3365 }
3366
3367 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3368 {
3369         int node;
3370
3371         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3372                 struct kmem_cache_node *n;
3373
3374                 if (slab_state == DOWN) {
3375                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3376                         continue;
3377                 }
3378                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3379                                                 GFP_KERNEL, node);
3380
3381                 if (!n) {
3382                         free_kmem_cache_nodes(s);
3383                         return 0;
3384                 }
3385
3386                 init_kmem_cache_node(n);
3387                 s->node[node] = n;
3388         }
3389         return 1;
3390 }
3391
3392 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3393 {
3394         if (min < MIN_PARTIAL)
3395                 min = MIN_PARTIAL;
3396         else if (min > MAX_PARTIAL)
3397                 min = MAX_PARTIAL;
3398         s->min_partial = min;
3399 }
3400
3401 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3402 {
3403 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3404         /*
3405          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3406          * per cpu partial lists of a processor.
3407          *
3408          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3409          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3410          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3411          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3412          *
3413          * This setting also determines
3414          *
3415          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3416          *    per node list when we reach the limit.
3417          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3418          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3419          *    50% to keep some capacity around for frees.
3420          */
3421         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3422                 s->cpu_partial = 0;
3423         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3424                 s->cpu_partial = 2;
3425         else if (s->size >= 1024)
3426                 s->cpu_partial = 6;
3427         else if (s->size >= 256)
3428                 s->cpu_partial = 13;
3429         else
3430                 s->cpu_partial = 30;
3431 #endif
3432 }
3433
3434 /*
3435  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3436  * a slab object.
3437  */
3438 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3439 {
3440         slab_flags_t flags = s->flags;
3441         unsigned int size = s->object_size;
3442         unsigned int order;
3443
3444         /*
3445          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3446          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3447          * the possible location of the free pointer.
3448          */
3449         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3450
3451 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3452         /*
3453          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3454          * the slab may touch the object after free or before allocation
3455          * then we should never poison the object itself.
3456          */
3457         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3458                         !s->ctor)
3459                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3460         else
3461                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3462
3463
3464         /*
3465          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3466          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3467          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3468          */
3469         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3470                 size += sizeof(void *);
3471 #endif
3472
3473         /*
3474          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3475          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3476          */
3477         s->inuse = size;
3478
3479         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3480                 s->ctor)) {
3481                 /*
3482                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3483                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3484                  * kmem_cache_free.
3485                  *
3486                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3487                  * destructor or are poisoning the objects.
3488                  */
3489                 s->offset = size;
3490                 size += sizeof(void *);
3491         }
3492
3493 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3494         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3495                 /*
3496                  * Need to store information about allocs and frees after
3497                  * the object.
3498                  */
3499                 size += 2 * sizeof(struct track);
3500 #endif
3501
3502         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3503 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3504         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3505                 /*
3506                  * Add some empty padding so that we can catch
3507                  * overwrites from earlier objects rather than let
3508                  * tracking information or the free pointer be
3509                  * corrupted if a user writes before the start
3510                  * of the object.
3511                  */
3512                 size += sizeof(void *);
3513
3514                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3515                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3516                 size += s->red_left_pad;
3517         }
3518 #endif
3519
3520         /*
3521          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3522          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3523          * each object to conform to the alignment.
3524          */
3525         size = ALIGN(size, s->align);
3526         s->size = size;
3527         if (forced_order >= 0)
3528                 order = forced_order;
3529         else
3530                 order = calculate_order(size);
3531
3532         if ((int)order < 0)
3533                 return 0;
3534
3535         s->allocflags = 0;
3536         if (order)
3537                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3538
3539         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3540                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3541
3542         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3543                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3544
3545         /*
3546          * Determine the number of objects per slab
3547          */
3548         s->oo = oo_make(order, size);
3549         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3550         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3551                 s->max = s->oo;
3552
3553         return !!oo_objects(s->oo);
3554 }
3555
3556 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3557 {
3558         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3559 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3560         s->random = get_random_long();
3561 #endif
3562
3563         if (!calculate_sizes(s, -1))
3564                 goto error;
3565         if (disable_higher_order_debug) {
3566                 /*
3567                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3568                  * order increased.
3569                  */
3570                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3571                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3572                         s->offset = 0;
3573                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3574                                 goto error;
3575                 }
3576         }
3577
3578 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3579     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3580         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3581                 /* Enable fast mode */
3582                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3583 #endif
3584
3585         /*
3586          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3587          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3588          */
3589         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3590
3591         set_cpu_partial(s);
3592
3593 #ifdef CONFIG_NUMA
3594         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3595 #endif
3596
3597         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3598         if (slab_state >= UP) {
3599                 if (init_cache_random_seq(s))
3600                         goto error;
3601         }
3602
3603         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3604                 goto error;
3605
3606         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3607                 return 0;
3608
3609         free_kmem_cache_nodes(s);
3610 error:
3611         if (flags & SLAB_PANIC)
3612                 panic("Cannot create slab %s size=%u realsize=%u order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3613                       s->name, s->size, s->size,
3614                       oo_order(s->oo), s->offset, (unsigned long)flags);
3615         return -EINVAL;
3616 }
3617
3618 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3619                                                         const char *text)
3620 {
3621 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3622         void *addr = page_address(page);
3623         void *p;
3624         unsigned long *map = kcalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects),
3625                                      sizeof(long),
3626                                      GFP_ATOMIC);
3627         if (!map)
3628                 return;
3629         slab_err(s, page, text, s->name);
3630         slab_lock(page);
3631
3632         get_map(s, page, map);
3633         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3634
3635                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3636                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3637                         print_tracking(s, p);
3638                 }
3639         }
3640         slab_unlock(page);
3641         kfree(map);
3642 #endif
3643 }
3644
3645 /*
3646  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3647  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3648  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3649  */
3650 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3651 {
3652         LIST_HEAD(discard);
3653         struct page *page, *h;
3654
3655         BUG_ON(irqs_disabled());
3656         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3657         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3658                 if (!page->inuse) {
3659                         remove_partial(n, page);
3660                         list_add(&page->lru, &discard);
3661                 } else {
3662                         list_slab_objects(s, page,
3663                         "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3664                 }
3665         }
3666         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3667
3668         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, lru)
3669                 discard_slab(s, page);
3670 }
3671
3672 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
3673 {
3674         int node;
3675         struct kmem_cache_node *n;
3676
3677         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3678                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3679                         return false;
3680         return true;
3681 }
3682
3683 /*
3684  * Release all resources used by a slab cache.
3685  */
3686 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3687 {
3688         int node;
3689         struct kmem_cache_node *n;
3690
3691         flush_all(s);
3692         /* Attempt to free all objects */
3693         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3694                 free_partial(s, n);
3695                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3696                         return 1;
3697         }
3698         sysfs_slab_remove(s);
3699         return 0;
3700 }
3701
3702 /********************************************************************
3703  *              Kmalloc subsystem
3704  *******************************************************************/
3705
3706 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3707 {
3708         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
3709
3710         return 1;
3711 }
3712
3713 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3714
3715 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3716 {
3717         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
3718         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
3719
3720         return 1;
3721 }
3722
3723 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3724
3725 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3726 {
3727         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
3728
3729         return 1;
3730 }
3731
3732 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3733
3734 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3735 {
3736         struct kmem_cache *s;
3737         void *ret;
3738
3739         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3740                 return kmalloc_large(size, flags);
3741
3742         s = kmalloc_slab(size, flags);
3743
3744         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3745                 return s;
3746
3747         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3748
3749         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3750
3751         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3752
3753         return ret;
3754 }
3755 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3756
3757 #ifdef CONFIG_NUMA
3758 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3759 {
3760         struct page *page;
3761         void *ptr = NULL;
3762
3763         flags |= __GFP_COMP;
3764         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3765         if (page)
3766                 ptr = page_address(page);
3767
3768         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3769         return ptr;
3770 }
3771
3772 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3773 {
3774         struct kmem_cache *s;
3775         void *ret;
3776
3777         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3778                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3779
3780                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3781                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3782                                    flags, node);
3783
3784                 return ret;
3785         }
3786
3787         s = kmalloc_slab(size, flags);
3788
3789         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3790                 return s;
3791
3792         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3793
3794         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3795
3796         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3797
3798         return ret;
3799 }
3800 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3801 #endif
3802
3803 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
3804 /*
3805  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
3806  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
3807  * cache's usercopy region.
3808  *
3809  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
3810  * to indicate an error.
3811  */
3812 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
3813                          bool to_user)
3814 {
3815         struct kmem_cache *s;
3816         unsigned int offset;
3817         size_t object_size;
3818
3819         /* Find object and usable object size. */
3820         s = page->slab_cache;
3821
3822         /* Reject impossible pointers. */
3823         if (ptr < page_address(page))
3824                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
3825                                to_user, 0, n);
3826
3827         /* Find offset within object. */
3828         offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
3829
3830         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
3831         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3832                 if (offset < s->red_left_pad)
3833                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
3834                                        s->name, to_user, offset, n);
3835                 offset -= s->red_left_pad;
3836         }
3837
3838         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
3839         if (offset >= s->useroffset &&
3840             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
3841             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
3842                 return;
3843
3844         /*
3845          * If the copy is still within the allocated object, produce
3846          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
3847          * to be a temporary method to find any missing usercopy
3848          * whitelists.
3849          */
3850         object_size = slab_ksize(s);
3851         if (usercopy_fallback &&
3852             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
3853                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
3854                 return;
3855         }
3856
3857         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
3858 }
3859 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
3860
3861 static size_t __ksize(const void *object)
3862 {
3863         struct page *page;
3864
3865         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3866                 return 0;
3867
3868         page = virt_to_head_page(object);
3869
3870         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3871                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3872                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3873         }
3874
3875         return slab_ksize(page->slab_cache);
3876 }
3877
3878 size_t ksize(const void *object)
3879 {
3880         size_t size = __ksize(object);
3881         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3882          * so we need to unpoison this area.
3883          */
3884         kasan_unpoison_shadow(object, size);
3885         return size;
3886 }
3887 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3888
3889 void kfree(const void *x)
3890 {
3891         struct page *page;
3892         void *object = (void *)x;
3893
3894         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3895
3896         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3897                 return;
3898
3899         page = virt_to_head_page(x);
3900         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3901                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3902                 kfree_hook(object);
3903                 __free_pages(page, compound_order(page));
3904                 return;
3905         }
3906         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3907 }
3908 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3909
3910 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3911
3912 /*
3913  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3914  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3915  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3916  *
3917  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3918  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3919  * are freed in them.
3920  */
3921 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3922 {
3923         int node;
3924         int i;
3925         struct kmem_cache_node *n;
3926         struct page *page;
3927         struct page *t;
3928         struct list_head discard;
3929         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3930         unsigned long flags;
3931         int ret = 0;
3932
3933         flush_all(s);
3934         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3935                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3936                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3937                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3938
3939                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3940
3941                 /*
3942                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3943                  *
3944                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3945                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3946                  */
3947                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3948                         int free = page->objects - page->inuse;
3949
3950                         /* Do not reread page->inuse */
3951                         barrier();
3952
3953                         /* We do not keep full slabs on the list */
3954                         BUG_ON(free <= 0);
3955
3956                         if (free == page->objects) {
3957                                 list_move(&page->lru, &discard);
3958                                 n->nr_partial--;
3959                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
3960                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
3961                 }
3962
3963                 /*
3964                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
3965                  * partial list.
3966                  */
3967                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
3968                         list_splice(promote + i, &n->partial);
3969
3970                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3971
3972                 /* Release empty slabs */
3973                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
3974                         discard_slab(s, page);
3975
3976                 if (slabs_node(s, node))
3977                         ret = 1;
3978         }
3979
3980         return ret;
3981 }
3982
3983 #ifdef CONFIG_MEMCG
3984 static void kmemcg_cache_deact_after_rcu(struct kmem_cache *s)
3985 {
3986         /*
3987          * Called with all the locks held after a sched RCU grace period.
3988          * Even if @s becomes empty after shrinking, we can't know that @s
3989          * doesn't have allocations already in-flight and thus can't
3990          * destroy @s until the associated memcg is released.
3991          *
3992          * However, let's remove the sysfs files for empty caches here.
3993          * Each cache has a lot of interface files which aren't
3994          * particularly useful for empty draining caches; otherwise, we can
3995          * easily end up with millions of unnecessary sysfs files on
3996          * systems which have a lot of memory and transient cgroups.
3997          */
3998         if (!__kmem_cache_shrink(s))
3999                 sysfs_slab_remove(s);
4000 }
4001
4002 void __kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *s)
4003 {
4004         /*
4005          * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
4006          * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
4007          */
4008         slub_set_cpu_partial(s, 0);
4009         s->min_partial = 0;
4010
4011         /*
4012          * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial), so
4013          * we have to make sure the change is visible before shrinking.
4014          */
4015         slab_deactivate_memcg_cache_rcu_sched(s, kmemcg_cache_deact_after_rcu);
4016 }
4017 #endif
4018
4019 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4020 {
4021         struct kmem_cache *s;
4022
4023         mutex_lock(&slab_mutex);
4024         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4025                 __kmem_cache_shrink(s);
4026         mutex_unlock(&slab_mutex);
4027
4028         return 0;
4029 }
4030
4031 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4032 {
4033         struct kmem_cache_node *n;
4034         struct kmem_cache *s;
4035         struct memory_notify *marg = arg;
4036         int offline_node;
4037
4038         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4039
4040         /*
4041          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4042          * for it yet.
4043          */
4044         if (offline_node < 0)
4045                 return;
4046
4047         mutex_lock(&slab_mutex);
4048         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4049                 n = get_node(s, offline_node);
4050                 if (n) {
4051                         /*
4052                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
4053                          * that is going down. We were unable to free them,
4054                          * and offline_pages() function shouldn't call this
4055                          * callback. So, we must fail.
4056                          */
4057                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
4058
4059                         s->node[offline_node] = NULL;
4060                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4061                 }
4062         }
4063         mutex_unlock(&slab_mutex);
4064 }
4065
4066 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4067 {
4068         struct kmem_cache_node *n;
4069         struct kmem_cache *s;
4070         struct memory_notify *marg = arg;
4071         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4072         int ret = 0;
4073
4074         /*
4075          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4076          * already created. Nothing to do.
4077          */
4078         if (nid < 0)
4079                 return 0;
4080
4081         /*
4082          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4083          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4084          * online.
4085          */
4086         mutex_lock(&slab_mutex);
4087         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4088                 /*
4089                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4090                  *      since memory is not yet available from the node that
4091                  *      is brought up.
4092                  */
4093                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4094                 if (!n) {
4095                         ret = -ENOMEM;
4096                         goto out;
4097                 }
4098                 init_kmem_cache_node(n);
4099                 s->node[nid] = n;
4100         }
4101 out:
4102         mutex_unlock(&slab_mutex);
4103         return ret;
4104 }
4105
4106 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4107                                 unsigned long action, void *arg)
4108 {
4109         int ret = 0;
4110
4111         switch (action) {
4112         case MEM_GOING_ONLINE:
4113                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4114                 break;
4115         case MEM_GOING_OFFLINE:
4116                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4117                 break;
4118         case MEM_OFFLINE:
4119         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4120                 slab_mem_offline_callback(arg);
4121                 break;
4122         case MEM_ONLINE:
4123         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4124                 break;
4125         }
4126         if (ret)
4127                 ret = notifier_from_errno(ret);
4128         else
4129                 ret = NOTIFY_OK;
4130         return ret;
4131 }
4132
4133 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4134         .notifier_call = slab_memory_callback,
4135         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4136 };
4137
4138 /********************************************************************
4139  *                      Basic setup of slabs
4140  *******************************************************************/
4141
4142 /*
4143  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4144  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4145  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4146  */
4147
4148 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4149 {
4150         int node;
4151         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4152         struct kmem_cache_node *n;
4153
4154         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4155
4156         /*
4157          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4158          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4159          * IPIs around.
4160          */
4161         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4162         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4163                 struct page *p;
4164
4165                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
4166                         p->slab_cache = s;
4167
4168 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4169                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
4170                         p->slab_cache = s;
4171 #endif
4172         }
4173         slab_init_memcg_params(s);
4174         list_add(&s->list, &slab_caches);
4175         memcg_link_cache(s);
4176         return s;
4177 }
4178
4179 void __init kmem_cache_init(void)
4180 {
4181         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4182                 boot_kmem_cache_node;
4183
4184         if (debug_guardpage_minorder())
4185                 slub_max_order = 0;
4186
4187         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4188         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4189
4190         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4191                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4192
4193         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4194
4195         /* Able to allocate the per node structures */
4196         slab_state = PARTIAL;
4197
4198         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4199                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4200                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4201                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4202
4203         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4204         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4205
4206         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4207         setup_kmalloc_cache_index_table();
4208         create_kmalloc_caches(0);
4209
4210         /* Setup random freelists for each cache */
4211         init_freelist_randomization();
4212
4213         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4214                                   slub_cpu_dead);
4215
4216         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%d\n",
4217                 cache_line_size(),
4218                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4219                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4220 }
4221
4222 void __init kmem_cache_init_late(void)
4223 {
4224 }
4225
4226 struct kmem_cache *
4227 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4228                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4229 {
4230         struct kmem_cache *s, *c;
4231
4232         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4233         if (s) {
4234                 s->refcount++;
4235
4236                 /*
4237                  * Adjust the object sizes so that we clear
4238                  * the complete object on kzalloc.
4239                  */
4240                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4241                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4242
4243                 for_each_memcg_cache(c, s) {
4244                         c->object_size = s->object_size;
4245                         c->inuse = max(c->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4246                 }
4247
4248                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4249                         s->refcount--;
4250                         s = NULL;
4251                 }
4252         }
4253
4254         return s;
4255 }
4256
4257 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4258 {
4259         int err;
4260
4261         err = kmem_cache_open(s, flags);
4262         if (err)
4263                 return err;
4264
4265         /* Mutex is not taken during early boot */
4266         if (slab_state <= UP)
4267                 return 0;
4268
4269         memcg_propagate_slab_attrs(s);
4270         err = sysfs_slab_add(s);
4271         if (err)
4272                 __kmem_cache_release(s);
4273
4274         return err;
4275 }
4276
4277 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4278 {
4279         struct kmem_cache *s;
4280         void *ret;
4281
4282         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4283                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4284
4285         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4286
4287         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4288                 return s;
4289
4290         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4291
4292         /* Honor the call site pointer we received. */
4293         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4294
4295         return ret;
4296 }
4297
4298 #ifdef CONFIG_NUMA
4299 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4300                                         int node, unsigned long caller)
4301 {
4302         struct kmem_cache *s;
4303         void *ret;
4304
4305         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4306                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4307
4308                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4309                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4310                                    gfpflags, node);
4311
4312                 return ret;
4313         }
4314
4315         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4316
4317         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4318                 return s;
4319
4320         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4321
4322         /* Honor the call site pointer we received. */
4323         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4324
4325         return ret;
4326 }
4327 #endif
4328
4329 #ifdef CONFIG_SYSFS
4330 static int count_inuse(struct page *page)
4331 {
4332         return page->inuse;
4333 }
4334
4335 static int count_total(struct page *page)
4336 {
4337         return page->objects;
4338 }
4339 #endif
4340
4341 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4342 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4343                                                 unsigned long *map)
4344 {
4345         void *p;
4346         void *addr = page_address(page);
4347
4348         if (!check_slab(s, page) ||
4349                         !on_freelist(s, page, NULL))
4350                 return 0;
4351
4352         /* Now we know that a valid freelist exists */
4353         bitmap_zero(map, page->objects);
4354
4355         get_map(s, page, map);
4356         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4357                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4358                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4359                                 return 0;
4360         }
4361
4362         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4363                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4364                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4365                                 return 0;
4366         return 1;
4367 }
4368
4369 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4370                                                 unsigned long *map)
4371 {
4372         slab_lock(page);
4373         validate_slab(s, page, map);
4374         slab_unlock(page);
4375 }
4376
4377 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4378                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4379 {
4380         unsigned long count = 0;
4381         struct page *page;
4382         unsigned long flags;
4383
4384         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4385
4386         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4387                 validate_slab_slab(s, page, map);
4388                 count++;
4389         }
4390         if (count != n->nr_partial)
4391                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4392                        s->name, count, n->nr_partial);
4393
4394         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4395                 goto out;
4396
4397         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4398                 validate_slab_slab(s, page, map);
4399                 count++;
4400         }
4401         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4402                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4403                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4404
4405 out:
4406         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4407         return count;
4408 }
4409
4410 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4411 {
4412         int node;
4413         unsigned long count = 0;
4414         unsigned long *map = kmalloc_array(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)),
4415                                            sizeof(unsigned long),
4416                                            GFP_KERNEL);
4417         struct kmem_cache_node *n;
4418
4419         if (!map)
4420                 return -ENOMEM;
4421
4422         flush_all(s);
4423         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4424                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4425         kfree(map);
4426         return count;
4427 }
4428 /*
4429  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4430  * and freed.
4431  */
4432
4433 struct location {
4434         unsigned long count;
4435         unsigned long addr;
4436         long long sum_time;
4437         long min_time;
4438         long max_time;
4439         long min_pid;
4440         long max_pid;
4441         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4442         nodemask_t nodes;
4443 };
4444
4445 struct loc_track {
4446         unsigned long max;
4447         unsigned long count;
4448         struct location *loc;
4449 };
4450
4451 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4452 {
4453         if (t->max)
4454                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4455                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4456 }
4457
4458 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4459 {
4460         struct location *l;
4461         int order;
4462
4463         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4464
4465         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4466         if (!l)
4467                 return 0;
4468
4469         if (t->count) {
4470                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4471                 free_loc_track(t);
4472         }
4473         t->max = max;
4474         t->loc = l;
4475         return 1;
4476 }
4477
4478 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4479                                 const struct track *track)
4480 {
4481         long start, end, pos;
4482         struct location *l;
4483         unsigned long caddr;
4484         unsigned long age = jiffies - track->when;
4485
4486         start = -1;
4487         end = t->count;
4488
4489         for ( ; ; ) {
4490                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4491
4492                 /*
4493                  * There is nothing at "end". If we end up there
4494                  * we need to add something to before end.
4495                  */
4496                 if (pos == end)
4497                         break;
4498
4499                 caddr = t->loc[pos].addr;
4500                 if (track->addr == caddr) {
4501
4502                         l = &t->loc[pos];
4503                         l->count++;
4504                         if (track->when) {
4505                                 l->sum_time += age;
4506                                 if (age < l->min_time)
4507                                         l->min_time = age;
4508                                 if (age > l->max_time)
4509                                         l->max_time = age;
4510
4511                                 if (track->pid < l->min_pid)
4512                                         l->min_pid = track->pid;
4513                                 if (track->pid > l->max_pid)
4514                                         l->max_pid = track->pid;
4515
4516                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4517                                                 to_cpumask(l->cpus));
4518                         }
4519                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4520                         return 1;
4521                 }
4522
4523                 if (track->addr < caddr)
4524                         end = pos;
4525                 else
4526                         start = pos;
4527         }
4528
4529         /*
4530          * Not found. Insert new tracking element.
4531          */
4532         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4533                 return 0;
4534
4535         l = t->loc + pos;
4536         if (pos < t->count)
4537                 memmove(l + 1, l,
4538                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4539         t->count++;
4540         l->count = 1;
4541         l->addr = track->addr;
4542         l->sum_time = age;
4543         l->min_time = age;
4544         l->max_time = age;
4545         l->min_pid = track->pid;
4546         l->max_pid = track->pid;
4547         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4548         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4549         nodes_clear(l->nodes);
4550         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4551         return 1;
4552 }
4553
4554 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4555                 struct page *page, enum track_item alloc,
4556                 unsigned long *map)
4557 {
4558         void *addr = page_address(page);
4559         void *p;
4560
4561         bitmap_zero(map, page->objects);
4562         get_map(s, page, map);
4563
4564         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4565                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4566                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4567 }
4568
4569 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4570                                         enum track_item alloc)
4571 {
4572         int len = 0;
4573         unsigned long i;
4574         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4575         int node;
4576         unsigned long *map = kmalloc_array(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)),
4577                                            sizeof(unsigned long),
4578                                            GFP_KERNEL);
4579         struct kmem_cache_node *n;
4580
4581         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4582                                      GFP_KERNEL)) {
4583                 kfree(map);
4584                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4585         }
4586         /* Push back cpu slabs */
4587         flush_all(s);
4588
4589         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4590                 unsigned long flags;
4591                 struct page *page;
4592
4593                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4594                         continue;
4595
4596                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4597                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4598                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4599                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4600                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4601                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4602         }
4603
4604         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4605                 struct location *l = &t.loc[i];
4606
4607                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4608                         break;
4609                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4610
4611                 if (l->addr)
4612                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4613                 else
4614                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4615
4616                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4617                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4618                                 l->min_time,
4619                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4620                                 l->max_time);
4621                 } else
4622                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4623                                 l->min_time);
4624
4625                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4626                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4627                                 l->min_pid, l->max_pid);
4628                 else
4629                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4630                                 l->min_pid);
4631
4632                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4633                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4634                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4635                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4636                                          " cpus=%*pbl",
4637                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4638
4639                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4640                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4641                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4642                                          " nodes=%*pbl",
4643                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4644
4645                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4646         }
4647
4648         free_loc_track(&t);
4649         kfree(map);
4650         if (!t.count)
4651                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4652         return len;
4653 }
4654 #endif
4655
4656 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4657 static void __init resiliency_test(void)
4658 {
4659         u8 *p;
4660
4661         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4662
4663         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4664         pr_err("-----------------------\n");
4665         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4666
4667         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4668         p[16] = 0x12;
4669         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4670                p + 16);
4671
4672         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4673
4674         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4675         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4676         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4677         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4678                p);
4679         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4680
4681         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4682         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4683         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4684         *p = 0x56;
4685         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4686                p);
4687         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4688         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4689
4690         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4691         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4692         kfree(p);
4693         *p = 0x78;
4694         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4695         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4696
4697         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4698         kfree(p);
4699         p[50] = 0x9a;
4700         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4701         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4702
4703         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4704         kfree(p);
4705         p[512] = 0xab;
4706         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4707         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4708 }
4709 #else
4710 #ifdef CONFIG_SYSFS
4711 static void resiliency_test(void) {};
4712 #endif
4713 #endif
4714
4715 #ifdef CONFIG_SYSFS
4716 enum slab_stat_type {
4717         SL_ALL,                 /* All slabs */
4718         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4719         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4720         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4721         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4722 };
4723
4724 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4725 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4726 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4727 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4728 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4729
4730 #ifdef CONFIG_MEMCG
4731 static bool memcg_sysfs_enabled = IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_MEMCG_SYSFS_ON);
4732
4733 static int __init setup_slub_memcg_sysfs(char *str)
4734 {
4735         int v;
4736
4737         if (get_option(&str, &v) > 0)
4738                 memcg_sysfs_enabled = v;
4739
4740         return 1;
4741 }
4742
4743 __setup("slub_memcg_sysfs=", setup_slub_memcg_sysfs);
4744 #endif
4745
4746 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4747                             char *buf, unsigned long flags)
4748 {
4749         unsigned long total = 0;
4750         int node;
4751         int x;
4752         unsigned long *nodes;
4753
4754         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4755         if (!nodes)
4756                 return -ENOMEM;
4757
4758         if (flags & SO_CPU) {
4759                 int cpu;
4760
4761                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4762                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4763                                                                cpu);
4764                         int node;
4765                         struct page *page;
4766
4767                         page = READ_ONCE(c->page);
4768                         if (!page)
4769                                 continue;
4770
4771                         node = page_to_nid(page);
4772                         if (flags & SO_TOTAL)
4773                                 x = page->objects;
4774                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4775                                 x = page->inuse;
4776                         else
4777                                 x = 1;
4778
4779                         total += x;
4780                         nodes[node] += x;
4781
4782                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4783                         if (page) {
4784                                 node = page_to_nid(page);
4785                                 if (flags & SO_TOTAL)
4786                                         WARN_ON_ONCE(1);
4787                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4788                                         WARN_ON_ONCE(1);
4789                                 else
4790                                         x = page->pages;
4791                                 total += x;
4792                                 nodes[node] += x;
4793                         }
4794                 }
4795         }
4796
4797         get_online_mems();
4798 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4799         if (flags & SO_ALL) {
4800                 struct kmem_cache_node *n;
4801
4802                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4803
4804                         if (flags & SO_TOTAL)
4805                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4806                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4807                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4808                                         count_partial(n, count_free);
4809                         else
4810                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4811                         total += x;
4812                         nodes[node] += x;
4813                 }
4814
4815         } else
4816 #endif
4817         if (flags & SO_PARTIAL) {
4818                 struct kmem_cache_node *n;
4819
4820                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4821                         if (flags & SO_TOTAL)
4822                                 x = count_partial(n, count_total);
4823                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4824                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4825                         else
4826                                 x = n->nr_partial;
4827                         total += x;
4828                         nodes[node] += x;
4829                 }
4830         }
4831         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4832 #ifdef CONFIG_NUMA
4833         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4834                 if (nodes[node])
4835                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4836                                         node, nodes[node]);
4837 #endif
4838         put_online_mems();
4839         kfree(nodes);
4840         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4841 }
4842
4843 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4844 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4845 {
4846         int node;
4847         struct kmem_cache_node *n;
4848
4849         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4850                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4851                         return 1;
4852
4853         return 0;
4854 }
4855 #endif
4856
4857 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4858 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4859
4860 struct slab_attribute {
4861         struct attribute attr;
4862         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4863         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4864 };
4865
4866 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4867         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4868         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4869
4870 #define SLAB_ATTR(_name) \
4871         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4872         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4873
4874 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4875 {
4876         return sprintf(buf, "%u\n", s->size);
4877 }
4878 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4879
4880 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4881 {
4882         return sprintf(buf, "%u\n", s->align);
4883 }
4884 SLAB_ATTR_RO(align);
4885
4886 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4887 {
4888         return sprintf(buf, "%u\n", s->object_size);
4889 }
4890 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4891
4892 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4893 {
4894         return sprintf(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
4895 }
4896 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4897
4898 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4899                                 const char *buf, size_t length)
4900 {
4901         unsigned int order;
4902         int err;
4903
4904         err = kstrtouint(buf, 10, &order);
4905         if (err)
4906                 return err;
4907
4908         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4909                 return -EINVAL;
4910
4911         calculate_sizes(s, order);
4912         return length;
4913 }
4914
4915 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4916 {
4917         return sprintf(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
4918 }
4919 SLAB_ATTR(order);
4920
4921 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4922 {
4923         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4924 }
4925
4926 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4927                                  size_t length)
4928 {
4929         unsigned long min;
4930         int err;
4931
4932         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4933         if (err)
4934                 return err;
4935
4936         set_min_partial(s, min);
4937         return length;
4938 }
4939 SLAB_ATTR(min_partial);
4940
4941 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4942 {
4943         return sprintf(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
4944 }
4945
4946 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4947                                  size_t length)
4948 {
4949         unsigned int objects;
4950         int err;
4951
4952         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
4953         if (err)
4954                 return err;
4955         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4956                 return -EINVAL;
4957
4958         slub_set_cpu_partial(s, objects);
4959         flush_all(s);
4960         return length;
4961 }
4962 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4963
4964 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4965 {
4966         if (!s->ctor)
4967                 return 0;
4968         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4969 }
4970 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4971
4972 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4973 {
4974         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
4975 }
4976 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4977
4978 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4979 {
4980         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4981 }
4982 SLAB_ATTR_RO(partial);
4983
4984 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4985 {
4986         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4987 }
4988 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4989
4990 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4991 {
4992         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4993 }
4994 SLAB_ATTR_RO(objects);
4995
4996 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4997 {
4998         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4999 }
5000 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5001
5002 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5003 {
5004         int objects = 0;
5005         int pages = 0;
5006         int cpu;
5007         int len;
5008
5009         for_each_online_cpu(cpu) {
5010                 struct page *page;
5011
5012                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5013
5014                 if (page) {
5015                         pages += page->pages;
5016                         objects += page->pobjects;
5017                 }
5018         }
5019
5020         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
5021
5022 #ifdef CONFIG_SMP
5023         for_each_online_cpu(cpu) {
5024                 struct page *page;
5025
5026                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5027
5028                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
5029                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
5030                                 page->pobjects, page->pages);
5031         }
5032 #endif
5033         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5034 }
5035 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5036
5037 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5038 {
5039         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5040 }
5041
5042 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
5043                                 const char *buf, size_t length)
5044 {
5045         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5046         if (buf[0] == '1')
5047                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5048         return length;
5049 }
5050 SLAB_ATTR(reclaim_account);
5051
5052 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5053 {
5054         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5055 }
5056 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5057
5058 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5059 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5060 {
5061         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5062 }
5063 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5064 #endif
5065
5066 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5067 {
5068         return sprintf(buf, "%u\n", s->usersize);
5069 }
5070 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5071
5072 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5073 {
5074         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5075 }
5076 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5077
5078 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5079 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5080 {
5081         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5082 }
5083 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5084
5085 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5086 {
5087         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5088 }
5089 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5090
5091 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5092 {
5093         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5094 }
5095
5096 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
5097                                 const char *buf, size_t length)
5098 {
5099         s->flags &= ~SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5100         if (buf[0] == '1') {
5101                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5102                 s->flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5103         }
5104         return length;
5105 }
5106 SLAB_ATTR(sanity_checks);
5107
5108 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5109 {
5110         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5111 }
5112
5113 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5114                                                         size_t length)
5115 {
5116         /*
5117          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
5118          * as well as cause other issues like converting a mergeable
5119          * cache into an umergeable one.
5120          */
5121         if (s->refcount > 1)
5122                 return -EINVAL;
5123
5124         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
5125         if (buf[0] == '1') {
5126                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5127                 s->flags |= SLAB_TRACE;
5128         }
5129         return length;
5130 }
5131 SLAB_ATTR(trace);
5132
5133 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5134 {
5135         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5136 }
5137
5138 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
5139                                 const char *buf, size_t length)
5140 {
5141         if (any_slab_objects(s))
5142                 return -EBUSY;
5143
5144         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
5145         if (buf[0] == '1') {
5146                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
5147         }
5148         calculate_sizes(s, -1);
5149         return length;
5150 }
5151 SLAB_ATTR(red_zone);
5152
5153 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5154 {
5155         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5156 }
5157
5158 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
5159                                 const char *buf, size_t length)
5160 {
5161         if (any_slab_objects(s))
5162                 return -EBUSY;
5163
5164         s->flags &= ~SLAB_POISON;
5165         if (buf[0] == '1') {
5166                 s->flags |= SLAB_POISON;
5167         }
5168         calculate_sizes(s, -1);
5169         return length;
5170 }
5171 SLAB_ATTR(poison);
5172
5173 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5174 {
5175         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5176 }
5177
5178 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
5179                                 const char *buf, size_t length)
5180 {
5181         if (any_slab_objects(s))
5182                 return -EBUSY;
5183
5184         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
5185         if (buf[0] == '1') {
5186                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5187                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
5188         }
5189         calculate_sizes(s, -1);
5190         return length;
5191 }
5192 SLAB_ATTR(store_user);
5193
5194 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5195 {
5196         return 0;
5197 }
5198
5199 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5200                         const char *buf, size_t length)
5201 {
5202         int ret = -EINVAL;
5203
5204         if (buf[0] == '1') {
5205                 ret = validate_slab_cache(s);
5206                 if (ret >= 0)
5207                         ret = length;
5208         }
5209         return ret;
5210 }
5211 SLAB_ATTR(validate);
5212
5213 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5214 {
5215         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5216                 return -ENOSYS;
5217         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5218 }
5219 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5220
5221 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5222 {
5223         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5224                 return -ENOSYS;
5225         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5226 }
5227 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5228 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5229
5230 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5231 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5232 {
5233         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5234 }
5235
5236 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5237                                                         size_t length)
5238 {
5239         if (s->refcount > 1)
5240                 return -EINVAL;
5241
5242         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
5243         if (buf[0] == '1')
5244                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
5245         return length;
5246 }
5247 SLAB_ATTR(failslab);
5248 #endif
5249
5250 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5251 {
5252         return 0;
5253 }
5254
5255 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5256                         const char *buf, size_t length)
5257 {
5258         if (buf[0] == '1')
5259                 kmem_cache_shrink(s);
5260         else
5261                 return -EINVAL;
5262         return length;
5263 }
5264 SLAB_ATTR(shrink);
5265
5266 #ifdef CONFIG_NUMA
5267 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5268 {
5269         return sprintf(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5270 }
5271
5272 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5273                                 const char *buf, size_t length)
5274 {
5275         unsigned int ratio;
5276         int err;
5277
5278         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5279         if (err)
5280                 return err;
5281         if (ratio > 100)
5282                 return -ERANGE;
5283
5284         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5285
5286         return length;
5287 }
5288 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5289 #endif
5290
5291 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5292 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5293 {
5294         unsigned long sum  = 0;
5295         int cpu;
5296         int len;
5297         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5298
5299         if (!data)
5300                 return -ENOMEM;
5301
5302         for_each_online_cpu(cpu) {
5303                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5304
5305                 data[cpu] = x;
5306                 sum += x;
5307         }
5308
5309         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5310
5311 #ifdef CONFIG_SMP
5312         for_each_online_cpu(cpu) {
5313                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5314                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5315         }
5316 #endif
5317         kfree(data);
5318         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5319 }
5320
5321 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5322 {
5323         int cpu;
5324
5325         for_each_online_cpu(cpu)
5326                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5327 }
5328
5329 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5330 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5331 {                                                               \
5332         return show_stat(s, buf, si);                           \
5333 }                                                               \
5334 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5335                                 const char *buf, size_t length) \
5336 {                                                               \
5337         if (buf[0] != '0')                                      \
5338                 return -EINVAL;                                 \
5339         clear_stat(s, si);                                      \
5340         return length;                                          \
5341 }                                                               \
5342 SLAB_ATTR(text);                                                \
5343
5344 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5345 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5346 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5347 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5348 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5349 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5350 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5351 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5352 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5353 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5354 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5355 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5356 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5357 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5358 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5359 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5360 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5361 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5362 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5363 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5364 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5365 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5366 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5367 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5368 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5369 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5370 #endif
5371
5372 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5373         &slab_size_attr.attr,
5374         &object_size_attr.attr,
5375         &objs_per_slab_attr.attr,
5376         &order_attr.attr,
5377         &min_partial_attr.attr,
5378         &cpu_partial_attr.attr,
5379         &objects_attr.attr,
5380         &objects_partial_attr.attr,
5381         &partial_attr.attr,
5382         &cpu_slabs_attr.attr,
5383         &ctor_attr.attr,
5384         &aliases_attr.attr,
5385         &align_attr.attr,
5386         &hwcache_align_attr.attr,
5387         &reclaim_account_attr.attr,
5388         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5389         &shrink_attr.attr,
5390         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5391 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5392         &total_objects_attr.attr,
5393         &slabs_attr.attr,
5394         &sanity_checks_attr.attr,
5395         &trace_attr.attr,
5396         &red_zone_attr.attr,
5397         &poison_attr.attr,
5398         &store_user_attr.attr,
5399         &validate_attr.attr,
5400         &alloc_calls_attr.attr,
5401         &free_calls_attr.attr,
5402 #endif
5403 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5404         &cache_dma_attr.attr,
5405 #endif
5406 #ifdef CONFIG_NUMA
5407         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5408 #endif
5409 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5410         &alloc_fastpath_attr.attr,
5411         &alloc_slowpath_attr.attr,
5412         &free_fastpath_attr.attr,
5413         &free_slowpath_attr.attr,
5414         &free_frozen_attr.attr,
5415         &free_add_partial_attr.attr,
5416         &free_remove_partial_attr.attr,
5417         &alloc_from_partial_attr.attr,
5418         &alloc_slab_attr.attr,
5419         &alloc_refill_attr.attr,
5420         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5421         &free_slab_attr.attr,
5422         &cpuslab_flush_attr.attr,
5423         &deactivate_full_attr.attr,
5424         &deactivate_empty_attr.attr,
5425         &deactivate_to_head_attr.attr,
5426         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5427         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5428         &deactivate_bypass_attr.attr,
5429         &order_fallback_attr.attr,
5430         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5431         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5432         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5433         &cpu_partial_free_attr.attr,
5434         &cpu_partial_node_attr.attr,
5435         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5436 #endif
5437 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5438         &failslab_attr.attr,
5439 #endif
5440         &usersize_attr.attr,
5441
5442         NULL
5443 };
5444
5445 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5446         .attrs = slab_attrs,
5447 };
5448
5449 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5450                                 struct attribute *attr,
5451                                 char *buf)
5452 {
5453         struct slab_attribute *attribute;
5454         struct kmem_cache *s;
5455         int err;
5456
5457         attribute = to_slab_attr(attr);
5458         s = to_slab(kobj);
5459
5460         if (!attribute->show)
5461                 return -EIO;
5462
5463         err = attribute->show(s, buf);
5464
5465         return err;
5466 }
5467
5468 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5469                                 struct attribute *attr,
5470                                 const char *buf, size_t len)
5471 {
5472         struct slab_attribute *attribute;
5473         struct kmem_cache *s;
5474         int err;
5475
5476         attribute = to_slab_attr(attr);
5477         s = to_slab(kobj);
5478
5479         if (!attribute->store)
5480                 return -EIO;
5481
5482         err = attribute->store(s, buf, len);
5483 #ifdef CONFIG_MEMCG
5484         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5485                 struct kmem_cache *c;
5486
5487                 mutex_lock(&slab_mutex);
5488                 if (s->max_attr_size < len)
5489                         s->max_attr_size = len;
5490
5491                 /*
5492                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5493                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5494                  * basically because not all attributes will have a well
5495                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5496                  * have permanent effects.
5497                  *
5498                  * Returning the error value of any of the children that fail
5499                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5500                  * error code won't be able to know anything about the state of
5501                  * the cache.
5502                  *
5503                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5504                  * has well defined semantics. The cache being written to
5505                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5506                  * through the descendants with best-effort propagation.
5507                  */
5508                 for_each_memcg_cache(c, s)
5509                         attribute->store(c, buf, len);
5510                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5511         }
5512 #endif
5513         return err;
5514 }
5515
5516 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5517 {
5518 #ifdef CONFIG_MEMCG
5519         int i;
5520         char *buffer = NULL;
5521         struct kmem_cache *root_cache;
5522
5523         if (is_root_cache(s))
5524                 return;
5525
5526         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5527
5528         /*
5529          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5530          * in copying default values around
5531          */
5532         if (!root_cache->max_attr_size)
5533                 return;
5534
5535         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5536                 char mbuf[64];
5537                 char *buf;
5538                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5539                 ssize_t len;
5540
5541                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5542                         continue;
5543
5544                 /*
5545                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5546                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5547                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5548                  *
5549                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5550                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5551                  * theoretically happen.
5552                  */
5553                 if (buffer)
5554                         buf = buffer;
5555                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5556                         buf = mbuf;
5557                 else {
5558                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5559                         if (WARN_ON(!buffer))
5560                                 continue;
5561                         buf = buffer;
5562                 }
5563
5564                 len = attr->show(root_cache, buf);
5565                 if (len > 0)
5566                         attr->store(s, buf, len);
5567         }
5568
5569         if (buffer)
5570                 free_page((unsigned long)buffer);
5571 #endif
5572 }
5573
5574 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5575 {
5576         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5577 }
5578
5579 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5580         .show = slab_attr_show,
5581         .store = slab_attr_store,
5582 };
5583
5584 static struct kobj_type slab_ktype = {
5585         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5586         .release = kmem_cache_release,
5587 };
5588
5589 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5590 {
5591         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5592
5593         if (ktype == &slab_ktype)
5594                 return 1;
5595         return 0;
5596 }
5597
5598 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5599         .filter = uevent_filter,
5600 };
5601
5602 static struct kset *slab_kset;
5603
5604 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5605 {
5606 #ifdef CONFIG_MEMCG
5607         if (!is_root_cache(s))
5608                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5609 #endif
5610         return slab_kset;
5611 }
5612
5613 #define ID_STR_LENGTH 64
5614
5615 /* Create a unique string id for a slab cache:
5616  *
5617  * Format       :[flags-]size
5618  */
5619 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5620 {
5621         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5622         char *p = name;
5623
5624         BUG_ON(!name);
5625
5626         *p++ = ':';
5627         /*
5628          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5629          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5630          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5631          * are matched during merging to guarantee that the id is
5632          * unique.
5633          */
5634         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5635                 *p++ = 'd';
5636         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5637                 *p++ = 'a';
5638         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5639                 *p++ = 'F';
5640         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5641                 *p++ = 'A';
5642         if (p != name + 1)
5643                 *p++ = '-';
5644         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5645
5646         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5647         return name;
5648 }
5649
5650 static void sysfs_slab_remove_workfn(struct work_struct *work)
5651 {
5652         struct kmem_cache *s =
5653                 container_of(work, struct kmem_cache, kobj_remove_work);
5654
5655         if (!s->kobj.state_in_sysfs)
5656                 /*
5657                  * For a memcg cache, this may be called during
5658                  * deactivation and again on shutdown.  Remove only once.
5659                  * A cache is never shut down before deactivation is
5660                  * complete, so no need to worry about synchronization.
5661                  */
5662                 goto out;
5663
5664 #ifdef CONFIG_MEMCG
5665         kset_unregister(s->memcg_kset);
5666 #endif
5667         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5668 out:
5669         kobject_put(&s->kobj);
5670 }
5671
5672 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5673 {
5674         int err;
5675         const char *name;
5676         struct kset *kset = cache_kset(s);
5677         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5678
5679         INIT_WORK(&s->kobj_remove_work, sysfs_slab_remove_workfn);
5680
5681         if (!kset) {
5682                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5683                 return 0;
5684         }
5685
5686         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5687                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5688                 unmergeable = 1;
5689
5690         if (unmergeable) {
5691                 /*
5692                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5693                  * This is typically the case for debug situations. In that
5694                  * case we can catch duplicate names easily.
5695                  */
5696                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5697                 name = s->name;
5698         } else {
5699                 /*
5700                  * Create a unique name for the slab as a target
5701                  * for the symlinks.
5702                  */
5703                 name = create_unique_id(s);
5704         }
5705
5706         s->kobj.kset = kset;
5707         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5708         if (err)
5709                 goto out;
5710
5711         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5712         if (err)
5713                 goto out_del_kobj;
5714
5715 #ifdef CONFIG_MEMCG
5716         if (is_root_cache(s) && memcg_sysfs_enabled) {
5717                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5718                 if (!s->memcg_kset) {
5719                         err = -ENOMEM;
5720                         goto out_del_kobj;
5721                 }
5722         }
5723 #endif
5724
5725         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5726         if (!unmergeable) {
5727                 /* Setup first alias */
5728                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5729         }
5730 out:
5731         if (!unmergeable)
5732                 kfree(name);
5733         return err;
5734 out_del_kobj:
5735         kobject_del(&s->kobj);
5736         goto out;
5737 }
5738
5739 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5740 {
5741         if (slab_state < FULL)
5742                 /*
5743                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5744                  * cache from sysfs.
5745                  */
5746                 return;
5747
5748         kobject_get(&s->kobj);
5749         schedule_work(&s->kobj_remove_work);
5750 }
5751
5752 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5753 {
5754         if (slab_state >= FULL)
5755                 kobject_del(&s->kobj);
5756 }
5757
5758 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5759 {
5760         if (slab_state >= FULL)
5761                 kobject_put(&s->kobj);
5762 }
5763
5764 /*
5765  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5766  * available lest we lose that information.
5767  */
5768 struct saved_alias {
5769         struct kmem_cache *s;
5770         const char *name;
5771         struct saved_alias *next;
5772 };
5773
5774 static struct saved_alias *alias_list;
5775
5776 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5777 {
5778         struct saved_alias *al;
5779
5780         if (slab_state == FULL) {
5781                 /*
5782                  * If we have a leftover link then remove it.
5783                  */
5784                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5785                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5786         }
5787
5788         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5789         if (!al)
5790                 return -ENOMEM;
5791
5792         al->s = s;
5793         al->name = name;
5794         al->next = alias_list;
5795         alias_list = al;
5796         return 0;
5797 }
5798
5799 static int __init slab_sysfs_init(void)
5800 {
5801         struct kmem_cache *s;
5802         int err;
5803
5804         mutex_lock(&slab_mutex);
5805
5806         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5807         if (!slab_kset) {
5808                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5809                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5810                 return -ENOSYS;
5811         }
5812
5813         slab_state = FULL;
5814
5815         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5816                 err = sysfs_slab_add(s);
5817                 if (err)
5818                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5819                                s->name);
5820         }
5821
5822         while (alias_list) {
5823                 struct saved_alias *al = alias_list;
5824
5825                 alias_list = alias_list->next;
5826                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5827                 if (err)
5828                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5829                                al->name);
5830                 kfree(al);
5831         }
5832
5833         mutex_unlock(&slab_mutex);
5834         resiliency_test();
5835         return 0;
5836 }
5837
5838 __initcall(slab_sysfs_init);
5839 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5840
5841 /*
5842  * The /proc/slabinfo ABI
5843  */
5844 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5845 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5846 {
5847         unsigned long nr_slabs = 0;
5848         unsigned long nr_objs = 0;
5849         unsigned long nr_free = 0;
5850         int node;
5851         struct kmem_cache_node *n;
5852
5853         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5854                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5855                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5856                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5857         }
5858
5859         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5860         sinfo->num_objs = nr_objs;
5861         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5862         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5863         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5864         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5865 }
5866
5867 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5868 {
5869 }
5870
5871 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5872                        size_t count, loff_t *ppos)
5873 {
5874         return -EIO;
5875 }
5876 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */