Merge tag 'asm-generic-5.5' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/arnd...
[platform/kernel/linux-starfive.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/bitops.h>
19 #include <linux/slab.h>
20 #include "slab.h"
21 #include <linux/proc_fs.h>
22 #include <linux/seq_file.h>
23 #include <linux/kasan.h>
24 #include <linux/cpu.h>
25 #include <linux/cpuset.h>
26 #include <linux/mempolicy.h>
27 #include <linux/ctype.h>
28 #include <linux/debugobjects.h>
29 #include <linux/kallsyms.h>
30 #include <linux/memory.h>
31 #include <linux/math64.h>
32 #include <linux/fault-inject.h>
33 #include <linux/stacktrace.h>
34 #include <linux/prefetch.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36 #include <linux/random.h>
37
38 #include <trace/events/kmem.h>
39
40 #include "internal.h"
41
42 /*
43  * Lock order:
44  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
45  *   2. node->list_lock
46  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
47  *
48  *   slab_mutex
49  *
50  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
51  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
52  *
53  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
54  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects:
55  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
56  *      B. page->inuse          -> Number of objects in use
57  *      C. page->objects        -> Number of objects in page
58  *      D. page->frozen         -> frozen state
59  *
60  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
61  *   on any list except per cpu partial list. The processor that froze the
62  *   slab is the one who can perform list operations on the page. Other
63  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
64  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
65  *   page's freelist.
66  *
67  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
68  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
69  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
70  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
71  *   modified without taking the list lock).
72  *
73  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
74  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
75  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
76  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
77  *   the list lock.
78  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
79  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
80  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
81  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
82  *
83  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
84  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
85  *
86  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
87  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
88  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
89  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
90  * cannot scan all objects.
91  *
92  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
93  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
94  * fast frees and allocs.
95  *
96  * page->frozen         The slab is frozen and exempt from list processing.
97  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
98  *                      such as satisfying allocations for a specific
99  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
100  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
101  *                      list operations. It is up to the processor holding
102  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
103  *                      when the slab is no longer needed.
104  *
105  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
106  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
107  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
108  *                      freelist that allows lockless access to
109  *                      free objects in addition to the regular freelist
110  *                      that requires the slab lock.
111  *
112  * SLAB_DEBUG_FLAGS     Slab requires special handling due to debug
113  *                      options set. This moves slab handling out of
114  *                      the fast path and disables lockless freelists.
115  */
116
117 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
118 {
119 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
120         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
121 #else
122         return 0;
123 #endif
124 }
125
126 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
127 {
128         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE)
129                 p += s->red_left_pad;
130
131         return p;
132 }
133
134 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
135 {
136 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
137         return !kmem_cache_debug(s);
138 #else
139         return false;
140 #endif
141 }
142
143 /*
144  * Issues still to be resolved:
145  *
146  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
147  *
148  * - Variable sizing of the per node arrays
149  */
150
151 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
152 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
153
154 /* Enable to log cmpxchg failures */
155 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
156
157 /*
158  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
159  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
160  */
161 #define MIN_PARTIAL 5
162
163 /*
164  * Maximum number of desirable partial slabs.
165  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
166  * sort the partial list by the number of objects in use.
167  */
168 #define MAX_PARTIAL 10
169
170 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
171                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
172
173 /*
174  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
175  * issues when checking or reading debug information
176  */
177 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
178                                 SLAB_TRACE)
179
180
181 /*
182  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
183  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
184  * metadata.
185  */
186 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
187
188 #define OO_SHIFT        16
189 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
190 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
191
192 /* Internal SLUB flags */
193 /* Poison object */
194 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
195 /* Use cmpxchg_double */
196 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
197
198 /*
199  * Tracking user of a slab.
200  */
201 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
202 struct track {
203         unsigned long addr;     /* Called from address */
204 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
205         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
206 #endif
207         int cpu;                /* Was running on cpu */
208         int pid;                /* Pid context */
209         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
210 };
211
212 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
213
214 #ifdef CONFIG_SYSFS
215 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
216 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
217 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
218 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s);
219 #else
220 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
221 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
222                                                         { return 0; }
223 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
224 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
225 #endif
226
227 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
228 {
229 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
230         /*
231          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
232          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
233          */
234         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
235 #endif
236 }
237
238 /********************************************************************
239  *                      Core slab cache functions
240  *******************************************************************/
241
242 /*
243  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
244  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
245  * random number.
246  */
247 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
248                                  unsigned long ptr_addr)
249 {
250 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
251         /*
252          * When CONFIG_KASAN_SW_TAGS is enabled, ptr_addr might be tagged.
253          * Normally, this doesn't cause any issues, as both set_freepointer()
254          * and get_freepointer() are called with a pointer with the same tag.
255          * However, there are some issues with CONFIG_SLUB_DEBUG code. For
256          * example, when __free_slub() iterates over objects in a cache, it
257          * passes untagged pointers to check_object(). check_object() in turns
258          * calls get_freepointer() with an untagged pointer, which causes the
259          * freepointer to be restored incorrectly.
260          */
261         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^
262                         (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)ptr_addr));
263 #else
264         return ptr;
265 #endif
266 }
267
268 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
269 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
270                                          void *ptr_addr)
271 {
272         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
273                             (unsigned long)ptr_addr);
274 }
275
276 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
277 {
278         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
279 }
280
281 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
282 {
283         prefetch(object + s->offset);
284 }
285
286 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
287 {
288         unsigned long freepointer_addr;
289         void *p;
290
291         if (!debug_pagealloc_enabled_static())
292                 return get_freepointer(s, object);
293
294         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
295         probe_kernel_read(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
296         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
297 }
298
299 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
300 {
301         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
302
303 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
304         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
305 #endif
306
307         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
308 }
309
310 /* Loop over all objects in a slab */
311 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
312         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
313                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
314                 __p += (__s)->size)
315
316 /* Determine object index from a given position */
317 static inline unsigned int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
318 {
319         return (kasan_reset_tag(p) - addr) / s->size;
320 }
321
322 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
323 {
324         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
325 }
326
327 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
328                 unsigned int size)
329 {
330         struct kmem_cache_order_objects x = {
331                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
332         };
333
334         return x;
335 }
336
337 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
338 {
339         return x.x >> OO_SHIFT;
340 }
341
342 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
343 {
344         return x.x & OO_MASK;
345 }
346
347 /*
348  * Per slab locking using the pagelock
349  */
350 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
351 {
352         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
353         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
354 }
355
356 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
357 {
358         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
359         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
360 }
361
362 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
363 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
364                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
365                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
366                 const char *n)
367 {
368         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
369 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
370     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
371         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
372                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
373                                    freelist_old, counters_old,
374                                    freelist_new, counters_new))
375                         return true;
376         } else
377 #endif
378         {
379                 slab_lock(page);
380                 if (page->freelist == freelist_old &&
381                                         page->counters == counters_old) {
382                         page->freelist = freelist_new;
383                         page->counters = counters_new;
384                         slab_unlock(page);
385                         return true;
386                 }
387                 slab_unlock(page);
388         }
389
390         cpu_relax();
391         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
392
393 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
394         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
395 #endif
396
397         return false;
398 }
399
400 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
401                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
402                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
403                 const char *n)
404 {
405 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
406     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
407         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
408                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
409                                    freelist_old, counters_old,
410                                    freelist_new, counters_new))
411                         return true;
412         } else
413 #endif
414         {
415                 unsigned long flags;
416
417                 local_irq_save(flags);
418                 slab_lock(page);
419                 if (page->freelist == freelist_old &&
420                                         page->counters == counters_old) {
421                         page->freelist = freelist_new;
422                         page->counters = counters_new;
423                         slab_unlock(page);
424                         local_irq_restore(flags);
425                         return true;
426                 }
427                 slab_unlock(page);
428                 local_irq_restore(flags);
429         }
430
431         cpu_relax();
432         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
433
434 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
435         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
436 #endif
437
438         return false;
439 }
440
441 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
442 /*
443  * Determine a map of object in use on a page.
444  *
445  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
446  * not vanish from under us.
447  */
448 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
449 {
450         void *p;
451         void *addr = page_address(page);
452
453         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
454                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
455 }
456
457 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
458 {
459         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
460                 return s->size - s->red_left_pad;
461
462         return s->size;
463 }
464
465 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
466 {
467         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
468                 p -= s->red_left_pad;
469
470         return p;
471 }
472
473 /*
474  * Debug settings:
475  */
476 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
477 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
478 #else
479 static slab_flags_t slub_debug;
480 #endif
481
482 static char *slub_debug_slabs;
483 static int disable_higher_order_debug;
484
485 /*
486  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
487  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
488  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
489  * to tell kasan that these accesses are OK.
490  */
491 static inline void metadata_access_enable(void)
492 {
493         kasan_disable_current();
494 }
495
496 static inline void metadata_access_disable(void)
497 {
498         kasan_enable_current();
499 }
500
501 /*
502  * Object debugging
503  */
504
505 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
506 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
507                                 struct page *page, void *object)
508 {
509         void *base;
510
511         if (!object)
512                 return 1;
513
514         base = page_address(page);
515         object = kasan_reset_tag(object);
516         object = restore_red_left(s, object);
517         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
518                 (object - base) % s->size) {
519                 return 0;
520         }
521
522         return 1;
523 }
524
525 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
526                           unsigned int length)
527 {
528         metadata_access_enable();
529         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
530                         length, 1);
531         metadata_access_disable();
532 }
533
534 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
535         enum track_item alloc)
536 {
537         struct track *p;
538
539         if (s->offset)
540                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
541         else
542                 p = object + s->inuse;
543
544         return p + alloc;
545 }
546
547 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
548                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
549 {
550         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
551
552         if (addr) {
553 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
554                 unsigned int nr_entries;
555
556                 metadata_access_enable();
557                 nr_entries = stack_trace_save(p->addrs, TRACK_ADDRS_COUNT, 3);
558                 metadata_access_disable();
559
560                 if (nr_entries < TRACK_ADDRS_COUNT)
561                         p->addrs[nr_entries] = 0;
562 #endif
563                 p->addr = addr;
564                 p->cpu = smp_processor_id();
565                 p->pid = current->pid;
566                 p->when = jiffies;
567         } else {
568                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
569         }
570 }
571
572 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
573 {
574         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
575                 return;
576
577         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
578         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
579 }
580
581 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
582 {
583         if (!t->addr)
584                 return;
585
586         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
587                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
588 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
589         {
590                 int i;
591                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
592                         if (t->addrs[i])
593                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
594                         else
595                                 break;
596         }
597 #endif
598 }
599
600 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
601 {
602         unsigned long pr_time = jiffies;
603         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
604                 return;
605
606         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
607         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
608 }
609
610 static void print_page_info(struct page *page)
611 {
612         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
613                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
614
615 }
616
617 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
618 {
619         struct va_format vaf;
620         va_list args;
621
622         va_start(args, fmt);
623         vaf.fmt = fmt;
624         vaf.va = &args;
625         pr_err("=============================================================================\n");
626         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
627         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
628
629         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
630         va_end(args);
631 }
632
633 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
634 {
635         struct va_format vaf;
636         va_list args;
637
638         va_start(args, fmt);
639         vaf.fmt = fmt;
640         vaf.va = &args;
641         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
642         va_end(args);
643 }
644
645 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
646 {
647         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
648         u8 *addr = page_address(page);
649
650         print_tracking(s, p);
651
652         print_page_info(page);
653
654         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
655                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
656
657         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
658                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p - s->red_left_pad,
659                               s->red_left_pad);
660         else if (p > addr + 16)
661                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
662
663         print_section(KERN_ERR, "Object ", p,
664                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
665         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
666                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p + s->object_size,
667                         s->inuse - s->object_size);
668
669         if (s->offset)
670                 off = s->offset + sizeof(void *);
671         else
672                 off = s->inuse;
673
674         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
675                 off += 2 * sizeof(struct track);
676
677         off += kasan_metadata_size(s);
678
679         if (off != size_from_object(s))
680                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
681                 print_section(KERN_ERR, "Padding ", p + off,
682                               size_from_object(s) - off);
683
684         dump_stack();
685 }
686
687 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
688                         u8 *object, char *reason)
689 {
690         slab_bug(s, "%s", reason);
691         print_trailer(s, page, object);
692 }
693
694 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
695                         const char *fmt, ...)
696 {
697         va_list args;
698         char buf[100];
699
700         va_start(args, fmt);
701         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
702         va_end(args);
703         slab_bug(s, "%s", buf);
704         print_page_info(page);
705         dump_stack();
706 }
707
708 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
709 {
710         u8 *p = object;
711
712         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
713                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
714
715         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
716                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
717                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
718         }
719
720         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
721                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
722 }
723
724 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
725                                                 void *from, void *to)
726 {
727         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
728         memset(from, data, to - from);
729 }
730
731 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
732                         u8 *object, char *what,
733                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
734 {
735         u8 *fault;
736         u8 *end;
737         u8 *addr = page_address(page);
738
739         metadata_access_enable();
740         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
741         metadata_access_disable();
742         if (!fault)
743                 return 1;
744
745         end = start + bytes;
746         while (end > fault && end[-1] == value)
747                 end--;
748
749         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
750         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
751                                         fault, end - 1, fault - addr,
752                                         fault[0], value);
753         print_trailer(s, page, object);
754
755         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
756         return 0;
757 }
758
759 /*
760  * Object layout:
761  *
762  * object address
763  *      Bytes of the object to be managed.
764  *      If the freepointer may overlay the object then the free
765  *      pointer is the first word of the object.
766  *
767  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
768  *      0xa5 (POISON_END)
769  *
770  * object + s->object_size
771  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
772  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
773  *      object_size == inuse.
774  *
775  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
776  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
777  *
778  * object + s->inuse
779  *      Meta data starts here.
780  *
781  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
782  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
783  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
784  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
785  *              before the word boundary.
786  *
787  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
788  *
789  * object + s->size
790  *      Nothing is used beyond s->size.
791  *
792  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
793  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
794  * may be used with merged slabcaches.
795  */
796
797 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
798 {
799         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
800
801         if (s->offset)
802                 /* Freepointer is placed after the object. */
803                 off += sizeof(void *);
804
805         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
806                 /* We also have user information there */
807                 off += 2 * sizeof(struct track);
808
809         off += kasan_metadata_size(s);
810
811         if (size_from_object(s) == off)
812                 return 1;
813
814         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
815                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
816 }
817
818 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
819 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
820 {
821         u8 *start;
822         u8 *fault;
823         u8 *end;
824         u8 *pad;
825         int length;
826         int remainder;
827
828         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
829                 return 1;
830
831         start = page_address(page);
832         length = page_size(page);
833         end = start + length;
834         remainder = length % s->size;
835         if (!remainder)
836                 return 1;
837
838         pad = end - remainder;
839         metadata_access_enable();
840         fault = memchr_inv(pad, POISON_INUSE, remainder);
841         metadata_access_disable();
842         if (!fault)
843                 return 1;
844         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
845                 end--;
846
847         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
848                         fault, end - 1, fault - start);
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->slab_list, &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->slab_list);
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
1079 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr)
1080 {
1081         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
1082                 return;
1083
1084         metadata_access_enable();
1085         memset(addr, POISON_INUSE, page_size(page));
1086         metadata_access_disable();
1087 }
1088
1089 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1090                                         struct page *page, void *object)
1091 {
1092         if (!check_slab(s, page))
1093                 return 0;
1094
1095         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1096                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1097                 return 0;
1098         }
1099
1100         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1101                 return 0;
1102
1103         return 1;
1104 }
1105
1106 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1107                                         struct page *page,
1108                                         void *object, unsigned long addr)
1109 {
1110         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1111                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object))
1112                         goto bad;
1113         }
1114
1115         /* Success perform special debug activities for allocs */
1116         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1117                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1118         trace(s, page, object, 1);
1119         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1120         return 1;
1121
1122 bad:
1123         if (PageSlab(page)) {
1124                 /*
1125                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1126                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1127                  * as used avoids touching the remaining objects.
1128                  */
1129                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1130                 page->inuse = page->objects;
1131                 page->freelist = NULL;
1132         }
1133         return 0;
1134 }
1135
1136 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1137                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1138 {
1139         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1140                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1141                 return 0;
1142         }
1143
1144         if (on_freelist(s, page, object)) {
1145                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1146                 return 0;
1147         }
1148
1149         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1150                 return 0;
1151
1152         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1153                 if (!PageSlab(page)) {
1154                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1155                                  object);
1156                 } else if (!page->slab_cache) {
1157                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1158                                object);
1159                         dump_stack();
1160                 } else
1161                         object_err(s, page, object,
1162                                         "page slab pointer corrupt.");
1163                 return 0;
1164         }
1165         return 1;
1166 }
1167
1168 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1169 static noinline int free_debug_processing(
1170         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1171         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1172         unsigned long addr)
1173 {
1174         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1175         void *object = head;
1176         int cnt = 0;
1177         unsigned long uninitialized_var(flags);
1178         int ret = 0;
1179
1180         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1181         slab_lock(page);
1182
1183         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1184                 if (!check_slab(s, page))
1185                         goto out;
1186         }
1187
1188 next_object:
1189         cnt++;
1190
1191         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1192                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1193                         goto out;
1194         }
1195
1196         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1197                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1198         trace(s, page, object, 0);
1199         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1200         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1201
1202         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1203         if (object != tail) {
1204                 object = get_freepointer(s, object);
1205                 goto next_object;
1206         }
1207         ret = 1;
1208
1209 out:
1210         if (cnt != bulk_cnt)
1211                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1212                          bulk_cnt, cnt);
1213
1214         slab_unlock(page);
1215         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1216         if (!ret)
1217                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1218         return ret;
1219 }
1220
1221 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1222 {
1223         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1224         if (*str++ != '=' || !*str)
1225                 /*
1226                  * No options specified. Switch on full debugging.
1227                  */
1228                 goto out;
1229
1230         if (*str == ',')
1231                 /*
1232                  * No options but restriction on slabs. This means full
1233                  * debugging for slabs matching a pattern.
1234                  */
1235                 goto check_slabs;
1236
1237         slub_debug = 0;
1238         if (*str == '-')
1239                 /*
1240                  * Switch off all debugging measures.
1241                  */
1242                 goto out;
1243
1244         /*
1245          * Determine which debug features should be switched on
1246          */
1247         for (; *str && *str != ','; str++) {
1248                 switch (tolower(*str)) {
1249                 case 'f':
1250                         slub_debug |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1251                         break;
1252                 case 'z':
1253                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1254                         break;
1255                 case 'p':
1256                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1257                         break;
1258                 case 'u':
1259                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1260                         break;
1261                 case 't':
1262                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1263                         break;
1264                 case 'a':
1265                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1266                         break;
1267                 case 'o':
1268                         /*
1269                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1270                          * order would increase as a result.
1271                          */
1272                         disable_higher_order_debug = 1;
1273                         break;
1274                 default:
1275                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1276                                *str);
1277                 }
1278         }
1279
1280 check_slabs:
1281         if (*str == ',')
1282                 slub_debug_slabs = str + 1;
1283 out:
1284         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1285              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1286             (slub_debug & SLAB_POISON))
1287                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1288         return 1;
1289 }
1290
1291 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1292
1293 /*
1294  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1295  * @object_size:        the size of an object without meta data
1296  * @flags:              flags to set
1297  * @name:               name of the cache
1298  * @ctor:               constructor function
1299  *
1300  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1301  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1302  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1303  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1304  */
1305 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1306         slab_flags_t flags, const char *name,
1307         void (*ctor)(void *))
1308 {
1309         char *iter;
1310         size_t len;
1311
1312         /* If slub_debug = 0, it folds into the if conditional. */
1313         if (!slub_debug_slabs)
1314                 return flags | slub_debug;
1315
1316         len = strlen(name);
1317         iter = slub_debug_slabs;
1318         while (*iter) {
1319                 char *end, *glob;
1320                 size_t cmplen;
1321
1322                 end = strchrnul(iter, ',');
1323
1324                 glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1325                 if (glob)
1326                         cmplen = glob - iter;
1327                 else
1328                         cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1329
1330                 if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1331                         flags |= slub_debug;
1332                         break;
1333                 }
1334
1335                 if (!*end)
1336                         break;
1337                 iter = end + 1;
1338         }
1339
1340         return flags;
1341 }
1342 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1343 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1344                         struct page *page, void *object) {}
1345 static inline
1346 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr) {}
1347
1348 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1349         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1350
1351 static inline int free_debug_processing(
1352         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1353         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1354         unsigned long addr) { return 0; }
1355
1356 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1357                         { return 1; }
1358 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1359                         void *object, u8 val) { return 1; }
1360 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1361                                         struct page *page) {}
1362 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1363                                         struct page *page) {}
1364 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1365         slab_flags_t flags, const char *name,
1366         void (*ctor)(void *))
1367 {
1368         return flags;
1369 }
1370 #define slub_debug 0
1371
1372 #define disable_higher_order_debug 0
1373
1374 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1375                                                         { return 0; }
1376 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1377                                                         { return 0; }
1378 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1379                                                         int objects) {}
1380 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1381                                                         int objects) {}
1382
1383 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1384
1385 /*
1386  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1387  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1388  */
1389 static inline void *kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1390 {
1391         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1392         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1393         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1394         return ptr;
1395 }
1396
1397 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1398 {
1399         kmemleak_free(x);
1400         kasan_kfree_large(x, _RET_IP_);
1401 }
1402
1403 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1404 {
1405         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1406
1407         /*
1408          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1409          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1410          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1411          */
1412 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1413         {
1414                 unsigned long flags;
1415
1416                 local_irq_save(flags);
1417                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1418                 local_irq_restore(flags);
1419         }
1420 #endif
1421         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1422                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1423
1424         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse */
1425         return kasan_slab_free(s, x, _RET_IP_);
1426 }
1427
1428 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1429                                            void **head, void **tail)
1430 {
1431
1432         void *object;
1433         void *next = *head;
1434         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1435         int rsize;
1436
1437         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1438         *head = NULL;
1439         *tail = NULL;
1440
1441         do {
1442                 object = next;
1443                 next = get_freepointer(s, object);
1444
1445                 if (slab_want_init_on_free(s)) {
1446                         /*
1447                          * Clear the object and the metadata, but don't touch
1448                          * the redzone.
1449                          */
1450                         memset(object, 0, s->object_size);
1451                         rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad
1452                                                            : 0;
1453                         memset((char *)object + s->inuse, 0,
1454                                s->size - s->inuse - rsize);
1455
1456                 }
1457                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1458                 if (!slab_free_hook(s, object)) {
1459                         /* Move object to the new freelist */
1460                         set_freepointer(s, object, *head);
1461                         *head = object;
1462                         if (!*tail)
1463                                 *tail = object;
1464                 }
1465         } while (object != old_tail);
1466
1467         if (*head == *tail)
1468                 *tail = NULL;
1469
1470         return *head != NULL;
1471 }
1472
1473 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1474                                 void *object)
1475 {
1476         setup_object_debug(s, page, object);
1477         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
1478         if (unlikely(s->ctor)) {
1479                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1480                 s->ctor(object);
1481                 kasan_poison_object_data(s, object);
1482         }
1483         return object;
1484 }
1485
1486 /*
1487  * Slab allocation and freeing
1488  */
1489 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1490                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1491 {
1492         struct page *page;
1493         unsigned int order = oo_order(oo);
1494
1495         if (node == NUMA_NO_NODE)
1496                 page = alloc_pages(flags, order);
1497         else
1498                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1499
1500         if (page && charge_slab_page(page, flags, order, s)) {
1501                 __free_pages(page, order);
1502                 page = NULL;
1503         }
1504
1505         return page;
1506 }
1507
1508 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1509 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1510 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1511 {
1512         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1513         int err;
1514
1515         /* Bailout if already initialised */
1516         if (s->random_seq)
1517                 return 0;
1518
1519         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1520         if (err) {
1521                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1522                         s->name);
1523                 return err;
1524         }
1525
1526         /* Transform to an offset on the set of pages */
1527         if (s->random_seq) {
1528                 unsigned int i;
1529
1530                 for (i = 0; i < count; i++)
1531                         s->random_seq[i] *= s->size;
1532         }
1533         return 0;
1534 }
1535
1536 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1537 static void __init init_freelist_randomization(void)
1538 {
1539         struct kmem_cache *s;
1540
1541         mutex_lock(&slab_mutex);
1542
1543         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1544                 init_cache_random_seq(s);
1545
1546         mutex_unlock(&slab_mutex);
1547 }
1548
1549 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1550 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1551                                 unsigned long *pos, void *start,
1552                                 unsigned long page_limit,
1553                                 unsigned long freelist_count)
1554 {
1555         unsigned int idx;
1556
1557         /*
1558          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1559          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1560          */
1561         do {
1562                 idx = s->random_seq[*pos];
1563                 *pos += 1;
1564                 if (*pos >= freelist_count)
1565                         *pos = 0;
1566         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1567
1568         return (char *)start + idx;
1569 }
1570
1571 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1572 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1573 {
1574         void *start;
1575         void *cur;
1576         void *next;
1577         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1578
1579         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1580                 return false;
1581
1582         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1583         pos = get_random_int() % freelist_count;
1584
1585         page_limit = page->objects * s->size;
1586         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1587
1588         /* First entry is used as the base of the freelist */
1589         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1590                                 freelist_count);
1591         cur = setup_object(s, page, cur);
1592         page->freelist = cur;
1593
1594         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1595                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1596                         freelist_count);
1597                 next = setup_object(s, page, next);
1598                 set_freepointer(s, cur, next);
1599                 cur = next;
1600         }
1601         set_freepointer(s, cur, NULL);
1602
1603         return true;
1604 }
1605 #else
1606 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1607 {
1608         return 0;
1609 }
1610 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1611 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1612 {
1613         return false;
1614 }
1615 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1616
1617 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1618 {
1619         struct page *page;
1620         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1621         gfp_t alloc_gfp;
1622         void *start, *p, *next;
1623         int idx;
1624         bool shuffle;
1625
1626         flags &= gfp_allowed_mask;
1627
1628         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1629                 local_irq_enable();
1630
1631         flags |= s->allocflags;
1632
1633         /*
1634          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1635          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1636          */
1637         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1638         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1639                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1640
1641         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1642         if (unlikely(!page)) {
1643                 oo = s->min;
1644                 alloc_gfp = flags;
1645                 /*
1646                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1647                  * Try a lower order alloc if possible
1648                  */
1649                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1650                 if (unlikely(!page))
1651                         goto out;
1652                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1653         }
1654
1655         page->objects = oo_objects(oo);
1656
1657         page->slab_cache = s;
1658         __SetPageSlab(page);
1659         if (page_is_pfmemalloc(page))
1660                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1661
1662         kasan_poison_slab(page);
1663
1664         start = page_address(page);
1665
1666         setup_page_debug(s, page, start);
1667
1668         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1669
1670         if (!shuffle) {
1671                 start = fixup_red_left(s, start);
1672                 start = setup_object(s, page, start);
1673                 page->freelist = start;
1674                 for (idx = 0, p = start; idx < page->objects - 1; idx++) {
1675                         next = p + s->size;
1676                         next = setup_object(s, page, next);
1677                         set_freepointer(s, p, next);
1678                         p = next;
1679                 }
1680                 set_freepointer(s, p, NULL);
1681         }
1682
1683         page->inuse = page->objects;
1684         page->frozen = 1;
1685
1686 out:
1687         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1688                 local_irq_disable();
1689         if (!page)
1690                 return NULL;
1691
1692         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1693
1694         return page;
1695 }
1696
1697 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1698 {
1699         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1700                 gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
1701                 flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
1702                 pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
1703                                 invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
1704                 dump_stack();
1705         }
1706
1707         return allocate_slab(s,
1708                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1709 }
1710
1711 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1712 {
1713         int order = compound_order(page);
1714         int pages = 1 << order;
1715
1716         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1717                 void *p;
1718
1719                 slab_pad_check(s, page);
1720                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1721                                                 page->objects)
1722                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1723         }
1724
1725         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1726         __ClearPageSlab(page);
1727
1728         page->mapping = NULL;
1729         if (current->reclaim_state)
1730                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1731         uncharge_slab_page(page, order, s);
1732         __free_pages(page, order);
1733 }
1734
1735 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1736 {
1737         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1738
1739         __free_slab(page->slab_cache, page);
1740 }
1741
1742 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1743 {
1744         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1745                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1746         } else
1747                 __free_slab(s, page);
1748 }
1749
1750 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1751 {
1752         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1753         free_slab(s, page);
1754 }
1755
1756 /*
1757  * Management of partially allocated slabs.
1758  */
1759 static inline void
1760 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1761 {
1762         n->nr_partial++;
1763         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1764                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->partial);
1765         else
1766                 list_add(&page->slab_list, &n->partial);
1767 }
1768
1769 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1770                                 struct page *page, int tail)
1771 {
1772         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1773         __add_partial(n, page, tail);
1774 }
1775
1776 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1777                                         struct page *page)
1778 {
1779         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1780         list_del(&page->slab_list);
1781         n->nr_partial--;
1782 }
1783
1784 /*
1785  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1786  * return the pointer to the freelist.
1787  *
1788  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1789  */
1790 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1791                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1792                 int mode, int *objects)
1793 {
1794         void *freelist;
1795         unsigned long counters;
1796         struct page new;
1797
1798         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1799
1800         /*
1801          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1802          * The old freelist is the list of objects for the
1803          * per cpu allocation list.
1804          */
1805         freelist = page->freelist;
1806         counters = page->counters;
1807         new.counters = counters;
1808         *objects = new.objects - new.inuse;
1809         if (mode) {
1810                 new.inuse = page->objects;
1811                 new.freelist = NULL;
1812         } else {
1813                 new.freelist = freelist;
1814         }
1815
1816         VM_BUG_ON(new.frozen);
1817         new.frozen = 1;
1818
1819         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1820                         freelist, counters,
1821                         new.freelist, new.counters,
1822                         "acquire_slab"))
1823                 return NULL;
1824
1825         remove_partial(n, page);
1826         WARN_ON(!freelist);
1827         return freelist;
1828 }
1829
1830 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1831 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1832
1833 /*
1834  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1835  */
1836 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1837                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1838 {
1839         struct page *page, *page2;
1840         void *object = NULL;
1841         unsigned int available = 0;
1842         int objects;
1843
1844         /*
1845          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1846          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1847          * partial slab and there is none available then get_partials()
1848          * will return NULL.
1849          */
1850         if (!n || !n->nr_partial)
1851                 return NULL;
1852
1853         spin_lock(&n->list_lock);
1854         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, slab_list) {
1855                 void *t;
1856
1857                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1858                         continue;
1859
1860                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1861                 if (!t)
1862                         break;
1863
1864                 available += objects;
1865                 if (!object) {
1866                         c->page = page;
1867                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1868                         object = t;
1869                 } else {
1870                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1871                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1872                 }
1873                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1874                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
1875                         break;
1876
1877         }
1878         spin_unlock(&n->list_lock);
1879         return object;
1880 }
1881
1882 /*
1883  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1884  */
1885 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1886                 struct kmem_cache_cpu *c)
1887 {
1888 #ifdef CONFIG_NUMA
1889         struct zonelist *zonelist;
1890         struct zoneref *z;
1891         struct zone *zone;
1892         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1893         void *object;
1894         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1895
1896         /*
1897          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1898          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1899          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1900          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1901          *
1902          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1903          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1904          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1905          * from other nodes and filled up.
1906          *
1907          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
1908          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
1909          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
1910          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
1911          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1912          * with available objects.
1913          */
1914         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1915                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1916                 return NULL;
1917
1918         do {
1919                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1920                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1921                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1922                         struct kmem_cache_node *n;
1923
1924                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1925
1926                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1927                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1928                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1929                                 if (object) {
1930                                         /*
1931                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1932                                          * here - if mems_allowed was updated in
1933                                          * parallel, that was a harmless race
1934                                          * between allocation and the cpuset
1935                                          * update
1936                                          */
1937                                         return object;
1938                                 }
1939                         }
1940                 }
1941         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1942 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1943         return NULL;
1944 }
1945
1946 /*
1947  * Get a partial page, lock it and return it.
1948  */
1949 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1950                 struct kmem_cache_cpu *c)
1951 {
1952         void *object;
1953         int searchnode = node;
1954
1955         if (node == NUMA_NO_NODE)
1956                 searchnode = numa_mem_id();
1957         else if (!node_present_pages(node))
1958                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1959
1960         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1961         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1962                 return object;
1963
1964         return get_any_partial(s, flags, c);
1965 }
1966
1967 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1968 /*
1969  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1970  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1971  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1972  */
1973 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1974 #else
1975 /*
1976  * No preemption supported therefore also no need to check for
1977  * different cpus.
1978  */
1979 #define TID_STEP 1
1980 #endif
1981
1982 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1983 {
1984         return tid + TID_STEP;
1985 }
1986
1987 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1988 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1989 {
1990         return tid % TID_STEP;
1991 }
1992
1993 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1994 {
1995         return tid / TID_STEP;
1996 }
1997 #endif
1998
1999 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2000 {
2001         return cpu;
2002 }
2003
2004 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2005                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2006 {
2007 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2008         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2009
2010         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2011
2012 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2013         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2014                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2015                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2016         else
2017 #endif
2018         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2019                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2020                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2021         else
2022                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2023                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2024 #endif
2025         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2026 }
2027
2028 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2029 {
2030         int cpu;
2031
2032         for_each_possible_cpu(cpu)
2033                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2034 }
2035
2036 /*
2037  * Remove the cpu slab
2038  */
2039 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2040                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2041 {
2042         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2043         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2044         int lock = 0;
2045         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2046         void *nextfree;
2047         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2048         struct page new;
2049         struct page old;
2050
2051         if (page->freelist) {
2052                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2053                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2054         }
2055
2056         /*
2057          * Stage one: Free all available per cpu objects back
2058          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
2059          * last one.
2060          *
2061          * There is no need to take the list->lock because the page
2062          * is still frozen.
2063          */
2064         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
2065                 void *prior;
2066                 unsigned long counters;
2067
2068                 do {
2069                         prior = page->freelist;
2070                         counters = page->counters;
2071                         set_freepointer(s, freelist, prior);
2072                         new.counters = counters;
2073                         new.inuse--;
2074                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
2075
2076                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2077                         prior, counters,
2078                         freelist, new.counters,
2079                         "drain percpu freelist"));
2080
2081                 freelist = nextfree;
2082         }
2083
2084         /*
2085          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
2086          * list presence reflects the actual number of objects
2087          * during unfreeze.
2088          *
2089          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2090          * with the count. If there is a mismatch then the page
2091          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2092          *
2093          * Then we restart the process which may have to remove
2094          * the page from the list that we just put it on again
2095          * because the number of objects in the slab may have
2096          * changed.
2097          */
2098 redo:
2099
2100         old.freelist = page->freelist;
2101         old.counters = page->counters;
2102         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2103
2104         /* Determine target state of the slab */
2105         new.counters = old.counters;
2106         if (freelist) {
2107                 new.inuse--;
2108                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
2109                 new.freelist = freelist;
2110         } else
2111                 new.freelist = old.freelist;
2112
2113         new.frozen = 0;
2114
2115         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2116                 m = M_FREE;
2117         else if (new.freelist) {
2118                 m = M_PARTIAL;
2119                 if (!lock) {
2120                         lock = 1;
2121                         /*
2122                          * Taking the spinlock removes the possibility
2123                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2124                          * is frozen
2125                          */
2126                         spin_lock(&n->list_lock);
2127                 }
2128         } else {
2129                 m = M_FULL;
2130                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
2131                         lock = 1;
2132                         /*
2133                          * This also ensures that the scanning of full
2134                          * slabs from diagnostic functions will not see
2135                          * any frozen slabs.
2136                          */
2137                         spin_lock(&n->list_lock);
2138                 }
2139         }
2140
2141         if (l != m) {
2142                 if (l == M_PARTIAL)
2143                         remove_partial(n, page);
2144                 else if (l == M_FULL)
2145                         remove_full(s, n, page);
2146
2147                 if (m == M_PARTIAL)
2148                         add_partial(n, page, tail);
2149                 else if (m == M_FULL)
2150                         add_full(s, n, page);
2151         }
2152
2153         l = m;
2154         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2155                                 old.freelist, old.counters,
2156                                 new.freelist, new.counters,
2157                                 "unfreezing slab"))
2158                 goto redo;
2159
2160         if (lock)
2161                 spin_unlock(&n->list_lock);
2162
2163         if (m == M_PARTIAL)
2164                 stat(s, tail);
2165         else if (m == M_FULL)
2166                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2167         else if (m == M_FREE) {
2168                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2169                 discard_slab(s, page);
2170                 stat(s, FREE_SLAB);
2171         }
2172
2173         c->page = NULL;
2174         c->freelist = NULL;
2175 }
2176
2177 /*
2178  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2179  *
2180  * This function must be called with interrupts disabled
2181  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2182  * to guarantee no concurrent accesses).
2183  */
2184 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2185                 struct kmem_cache_cpu *c)
2186 {
2187 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2188         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2189         struct page *page, *discard_page = NULL;
2190
2191         while ((page = c->partial)) {
2192                 struct page new;
2193                 struct page old;
2194
2195                 c->partial = page->next;
2196
2197                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2198                 if (n != n2) {
2199                         if (n)
2200                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2201
2202                         n = n2;
2203                         spin_lock(&n->list_lock);
2204                 }
2205
2206                 do {
2207
2208                         old.freelist = page->freelist;
2209                         old.counters = page->counters;
2210                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2211
2212                         new.counters = old.counters;
2213                         new.freelist = old.freelist;
2214
2215                         new.frozen = 0;
2216
2217                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2218                                 old.freelist, old.counters,
2219                                 new.freelist, new.counters,
2220                                 "unfreezing slab"));
2221
2222                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2223                         page->next = discard_page;
2224                         discard_page = page;
2225                 } else {
2226                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2227                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2228                 }
2229         }
2230
2231         if (n)
2232                 spin_unlock(&n->list_lock);
2233
2234         while (discard_page) {
2235                 page = discard_page;
2236                 discard_page = discard_page->next;
2237
2238                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2239                 discard_slab(s, page);
2240                 stat(s, FREE_SLAB);
2241         }
2242 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2243 }
2244
2245 /*
2246  * Put a page that was just frozen (in __slab_free|get_partial_node) into a
2247  * partial page slot if available.
2248  *
2249  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2250  * per node partial list.
2251  */
2252 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2253 {
2254 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2255         struct page *oldpage;
2256         int pages;
2257         int pobjects;
2258
2259         preempt_disable();
2260         do {
2261                 pages = 0;
2262                 pobjects = 0;
2263                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2264
2265                 if (oldpage) {
2266                         pobjects = oldpage->pobjects;
2267                         pages = oldpage->pages;
2268                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2269                                 unsigned long flags;
2270                                 /*
2271                                  * partial array is full. Move the existing
2272                                  * set to the per node partial list.
2273                                  */
2274                                 local_irq_save(flags);
2275                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2276                                 local_irq_restore(flags);
2277                                 oldpage = NULL;
2278                                 pobjects = 0;
2279                                 pages = 0;
2280                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2281                         }
2282                 }
2283
2284                 pages++;
2285                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2286
2287                 page->pages = pages;
2288                 page->pobjects = pobjects;
2289                 page->next = oldpage;
2290
2291         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2292                                                                 != oldpage);
2293         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2294                 unsigned long flags;
2295
2296                 local_irq_save(flags);
2297                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2298                 local_irq_restore(flags);
2299         }
2300         preempt_enable();
2301 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2302 }
2303
2304 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2305 {
2306         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2307         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2308
2309         c->tid = next_tid(c->tid);
2310 }
2311
2312 /*
2313  * Flush cpu slab.
2314  *
2315  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2316  */
2317 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2318 {
2319         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2320
2321         if (c->page)
2322                 flush_slab(s, c);
2323
2324         unfreeze_partials(s, c);
2325 }
2326
2327 static void flush_cpu_slab(void *d)
2328 {
2329         struct kmem_cache *s = d;
2330
2331         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2332 }
2333
2334 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2335 {
2336         struct kmem_cache *s = info;
2337         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2338
2339         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2340 }
2341
2342 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2343 {
2344         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2345 }
2346
2347 /*
2348  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2349  * necessary.
2350  */
2351 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2352 {
2353         struct kmem_cache *s;
2354         unsigned long flags;
2355
2356         mutex_lock(&slab_mutex);
2357         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2358                 local_irq_save(flags);
2359                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2360                 local_irq_restore(flags);
2361         }
2362         mutex_unlock(&slab_mutex);
2363         return 0;
2364 }
2365
2366 /*
2367  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2368  * locality expectations.
2369  */
2370 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2371 {
2372 #ifdef CONFIG_NUMA
2373         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2374                 return 0;
2375 #endif
2376         return 1;
2377 }
2378
2379 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2380 static int count_free(struct page *page)
2381 {
2382         return page->objects - page->inuse;
2383 }
2384
2385 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2386 {
2387         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2388 }
2389 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2390
2391 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2392 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2393                                         int (*get_count)(struct page *))
2394 {
2395         unsigned long flags;
2396         unsigned long x = 0;
2397         struct page *page;
2398
2399         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2400         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
2401                 x += get_count(page);
2402         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2403         return x;
2404 }
2405 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2406
2407 static noinline void
2408 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2409 {
2410 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2411         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2412                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2413         int node;
2414         struct kmem_cache_node *n;
2415
2416         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2417                 return;
2418
2419         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2420                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2421         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2422                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2423                 oo_order(s->min));
2424
2425         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2426                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2427                         s->name);
2428
2429         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2430                 unsigned long nr_slabs;
2431                 unsigned long nr_objs;
2432                 unsigned long nr_free;
2433
2434                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2435                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2436                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2437
2438                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2439                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2440         }
2441 #endif
2442 }
2443
2444 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2445                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2446 {
2447         void *freelist;
2448         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2449         struct page *page;
2450
2451         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2452
2453         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2454
2455         if (freelist)
2456                 return freelist;
2457
2458         page = new_slab(s, flags, node);
2459         if (page) {
2460                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2461                 if (c->page)
2462                         flush_slab(s, c);
2463
2464                 /*
2465                  * No other reference to the page yet so we can
2466                  * muck around with it freely without cmpxchg
2467                  */
2468                 freelist = page->freelist;
2469                 page->freelist = NULL;
2470
2471                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2472                 c->page = page;
2473                 *pc = c;
2474         }
2475
2476         return freelist;
2477 }
2478
2479 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2480 {
2481         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2482                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2483
2484         return true;
2485 }
2486
2487 /*
2488  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2489  * per cpu freelist or deactivate the page.
2490  *
2491  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2492  *
2493  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2494  *
2495  * This function must be called with interrupt disabled.
2496  */
2497 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2498 {
2499         struct page new;
2500         unsigned long counters;
2501         void *freelist;
2502
2503         do {
2504                 freelist = page->freelist;
2505                 counters = page->counters;
2506
2507                 new.counters = counters;
2508                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2509
2510                 new.inuse = page->objects;
2511                 new.frozen = freelist != NULL;
2512
2513         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2514                 freelist, counters,
2515                 NULL, new.counters,
2516                 "get_freelist"));
2517
2518         return freelist;
2519 }
2520
2521 /*
2522  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2523  * debugging duties.
2524  *
2525  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2526  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2527  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2528  *
2529  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2530  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2531  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2532  *
2533  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2534  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2535  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2536  *
2537  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2538  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2539  */
2540 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2541                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2542 {
2543         void *freelist;
2544         struct page *page;
2545
2546         page = c->page;
2547         if (!page)
2548                 goto new_slab;
2549 redo:
2550
2551         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2552                 int searchnode = node;
2553
2554                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2555                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2556
2557                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2558                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2559                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2560                         goto new_slab;
2561                 }
2562         }
2563
2564         /*
2565          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2566          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2567          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2568          */
2569         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2570                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2571                 goto new_slab;
2572         }
2573
2574         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2575         freelist = c->freelist;
2576         if (freelist)
2577                 goto load_freelist;
2578
2579         freelist = get_freelist(s, page);
2580
2581         if (!freelist) {
2582                 c->page = NULL;
2583                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2584                 goto new_slab;
2585         }
2586
2587         stat(s, ALLOC_REFILL);
2588
2589 load_freelist:
2590         /*
2591          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2592          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2593          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2594          */
2595         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2596         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2597         c->tid = next_tid(c->tid);
2598         return freelist;
2599
2600 new_slab:
2601
2602         if (slub_percpu_partial(c)) {
2603                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2604                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2605                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2606                 goto redo;
2607         }
2608
2609         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2610
2611         if (unlikely(!freelist)) {
2612                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2613                 return NULL;
2614         }
2615
2616         page = c->page;
2617         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2618                 goto load_freelist;
2619
2620         /* Only entered in the debug case */
2621         if (kmem_cache_debug(s) &&
2622                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2623                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2624
2625         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2626         return freelist;
2627 }
2628
2629 /*
2630  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2631  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2632  */
2633 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2634                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2635 {
2636         void *p;
2637         unsigned long flags;
2638
2639         local_irq_save(flags);
2640 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2641         /*
2642          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2643          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2644          * pointer.
2645          */
2646         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2647 #endif
2648
2649         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2650         local_irq_restore(flags);
2651         return p;
2652 }
2653
2654 /*
2655  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
2656  * zeroing out freelist pointer.
2657  */
2658 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
2659                                                    void *obj)
2660 {
2661         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj)
2662                 memset((void *)((char *)obj + s->offset), 0, sizeof(void *));
2663 }
2664
2665 /*
2666  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2667  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2668  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2669  *
2670  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2671  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2672  *
2673  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2674  */
2675 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2676                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2677 {
2678         void *object;
2679         struct kmem_cache_cpu *c;
2680         struct page *page;
2681         unsigned long tid;
2682
2683         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2684         if (!s)
2685                 return NULL;
2686 redo:
2687         /*
2688          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2689          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2690          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2691          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2692          *
2693          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2694          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2695          * to check if it is matched or not.
2696          */
2697         do {
2698                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2699                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2700         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2701                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2702
2703         /*
2704          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2705          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2706          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2707          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2708          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2709          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2710          */
2711         barrier();
2712
2713         /*
2714          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2715          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2716          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2717          * linked list in between.
2718          */
2719
2720         object = c->freelist;
2721         page = c->page;
2722         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2723                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2724                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2725         } else {
2726                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2727
2728                 /*
2729                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2730                  * operation and if we are on the right processor.
2731                  *
2732                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2733                  * semantics!)
2734                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2735                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2736                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2737                  *
2738                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2739                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2740                  * other cpus.
2741                  */
2742                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2743                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2744                                 object, tid,
2745                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2746
2747                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2748                         goto redo;
2749                 }
2750                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2751                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2752         }
2753
2754         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
2755
2756         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s)) && object)
2757                 memset(object, 0, s->object_size);
2758
2759         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2760
2761         return object;
2762 }
2763
2764 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2765                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2766 {
2767         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2768 }
2769
2770 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2771 {
2772         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2773
2774         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2775                                 s->size, gfpflags);
2776
2777         return ret;
2778 }
2779 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2780
2781 #ifdef CONFIG_TRACING
2782 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2783 {
2784         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2785         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2786         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2787         return ret;
2788 }
2789 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2790 #endif
2791
2792 #ifdef CONFIG_NUMA
2793 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2794 {
2795         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2796
2797         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2798                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2799
2800         return ret;
2801 }
2802 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2803
2804 #ifdef CONFIG_TRACING
2805 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2806                                     gfp_t gfpflags,
2807                                     int node, size_t size)
2808 {
2809         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2810
2811         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2812                            size, s->size, gfpflags, node);
2813
2814         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2815         return ret;
2816 }
2817 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2818 #endif
2819 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2820
2821 /*
2822  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2823  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2824  *
2825  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2826  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2827  * handling required then we can return immediately.
2828  */
2829 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2830                         void *head, void *tail, int cnt,
2831                         unsigned long addr)
2832
2833 {
2834         void *prior;
2835         int was_frozen;
2836         struct page new;
2837         unsigned long counters;
2838         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2839         unsigned long uninitialized_var(flags);
2840
2841         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2842
2843         if (kmem_cache_debug(s) &&
2844             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2845                 return;
2846
2847         do {
2848                 if (unlikely(n)) {
2849                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2850                         n = NULL;
2851                 }
2852                 prior = page->freelist;
2853                 counters = page->counters;
2854                 set_freepointer(s, tail, prior);
2855                 new.counters = counters;
2856                 was_frozen = new.frozen;
2857                 new.inuse -= cnt;
2858                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2859
2860                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2861
2862                                 /*
2863                                  * Slab was on no list before and will be
2864                                  * partially empty
2865                                  * We can defer the list move and instead
2866                                  * freeze it.
2867                                  */
2868                                 new.frozen = 1;
2869
2870                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2871
2872                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2873                                 /*
2874                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2875                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2876                                  * drop the list_lock without any processing.
2877                                  *
2878                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2879                                  * other processors updating the list of slabs.
2880                                  */
2881                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2882
2883                         }
2884                 }
2885
2886         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2887                 prior, counters,
2888                 head, new.counters,
2889                 "__slab_free"));
2890
2891         if (likely(!n)) {
2892
2893                 /*
2894                  * If we just froze the page then put it onto the
2895                  * per cpu partial list.
2896                  */
2897                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2898                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2899                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2900                 }
2901                 /*
2902                  * The list lock was not taken therefore no list
2903                  * activity can be necessary.
2904                  */
2905                 if (was_frozen)
2906                         stat(s, FREE_FROZEN);
2907                 return;
2908         }
2909
2910         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2911                 goto slab_empty;
2912
2913         /*
2914          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2915          * then add it.
2916          */
2917         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2918                 remove_full(s, n, page);
2919                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2920                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2921         }
2922         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2923         return;
2924
2925 slab_empty:
2926         if (prior) {
2927                 /*
2928                  * Slab on the partial list.
2929                  */
2930                 remove_partial(n, page);
2931                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2932         } else {
2933                 /* Slab must be on the full list */
2934                 remove_full(s, n, page);
2935         }
2936
2937         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2938         stat(s, FREE_SLAB);
2939         discard_slab(s, page);
2940 }
2941
2942 /*
2943  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2944  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2945  *
2946  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2947  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2948  * the item before.
2949  *
2950  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2951  * with all sorts of special processing.
2952  *
2953  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2954  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2955  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2956  */
2957 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
2958                                 struct page *page, void *head, void *tail,
2959                                 int cnt, unsigned long addr)
2960 {
2961         void *tail_obj = tail ? : head;
2962         struct kmem_cache_cpu *c;
2963         unsigned long tid;
2964 redo:
2965         /*
2966          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2967          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2968          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2969          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2970          */
2971         do {
2972                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2973                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2974         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2975                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2976
2977         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2978         barrier();
2979
2980         if (likely(page == c->page)) {
2981                 set_freepointer(s, tail_obj, c->freelist);
2982
2983                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2984                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2985                                 c->freelist, tid,
2986                                 head, next_tid(tid)))) {
2987
2988                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2989                         goto redo;
2990                 }
2991                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2992         } else
2993                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
2994
2995 }
2996
2997 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2998                                       void *head, void *tail, int cnt,
2999                                       unsigned long addr)
3000 {
3001         /*
3002          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
3003          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
3004          */
3005         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
3006                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
3007 }
3008
3009 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
3010 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3011 {
3012         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3013 }
3014 #endif
3015
3016 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3017 {
3018         s = cache_from_obj(s, x);
3019         if (!s)
3020                 return;
3021         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3022         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
3023 }
3024 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3025
3026 struct detached_freelist {
3027         struct page *page;
3028         void *tail;
3029         void *freelist;
3030         int cnt;
3031         struct kmem_cache *s;
3032 };
3033
3034 /*
3035  * This function progressively scans the array with free objects (with
3036  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3037  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3038  * page/objects.  This can happen without any need for
3039  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3040  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3041  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3042  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3043  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3044  * to performance reasons.
3045  */
3046 static inline
3047 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3048                             void **p, struct detached_freelist *df)
3049 {
3050         size_t first_skipped_index = 0;
3051         int lookahead = 3;
3052         void *object;
3053         struct page *page;
3054
3055         /* Always re-init detached_freelist */
3056         df->page = NULL;
3057
3058         do {
3059                 object = p[--size];
3060                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3061         } while (!object && size);
3062
3063         if (!object)
3064                 return 0;
3065
3066         page = virt_to_head_page(object);
3067         if (!s) {
3068                 /* Handle kalloc'ed objects */
3069                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3070                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3071                         kfree_hook(object);
3072                         __free_pages(page, compound_order(page));
3073                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3074                         return size;
3075                 }
3076                 /* Derive kmem_cache from object */
3077                 df->s = page->slab_cache;
3078         } else {
3079                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3080         }
3081
3082         /* Start new detached freelist */
3083         df->page = page;
3084         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3085         df->tail = object;
3086         df->freelist = object;
3087         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3088         df->cnt = 1;
3089
3090         while (size) {
3091                 object = p[--size];
3092                 if (!object)
3093                         continue; /* Skip processed objects */
3094
3095                 /* df->page is always set at this point */
3096                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3097                         /* Opportunity build freelist */
3098                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3099                         df->freelist = object;
3100                         df->cnt++;
3101                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3102
3103                         continue;
3104                 }
3105
3106                 /* Limit look ahead search */
3107                 if (!--lookahead)
3108                         break;
3109
3110                 if (!first_skipped_index)
3111                         first_skipped_index = size + 1;
3112         }
3113
3114         return first_skipped_index;
3115 }
3116
3117 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3118 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3119 {
3120         if (WARN_ON(!size))
3121                 return;
3122
3123         do {
3124                 struct detached_freelist df;
3125
3126                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3127                 if (!df.page)
3128                         continue;
3129
3130                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
3131         } while (likely(size));
3132 }
3133 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3134
3135 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3136 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3137                           void **p)
3138 {
3139         struct kmem_cache_cpu *c;
3140         int i;
3141
3142         /* memcg and kmem_cache debug support */
3143         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3144         if (unlikely(!s))
3145                 return false;
3146         /*
3147          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3148          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3149          * handlers invoking normal fastpath.
3150          */
3151         local_irq_disable();
3152         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3153
3154         for (i = 0; i < size; i++) {
3155                 void *object = c->freelist;
3156
3157                 if (unlikely(!object)) {
3158                         /*
3159                          * Invoking slow path likely have side-effect
3160                          * of re-populating per CPU c->freelist
3161                          */
3162                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3163                                             _RET_IP_, c);
3164                         if (unlikely(!p[i]))
3165                                 goto error;
3166
3167                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3168                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3169
3170                         continue; /* goto for-loop */
3171                 }
3172                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3173                 p[i] = object;
3174                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3175         }
3176         c->tid = next_tid(c->tid);
3177         local_irq_enable();
3178
3179         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3180         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(flags, s))) {
3181                 int j;
3182
3183                 for (j = 0; j < i; j++)
3184                         memset(p[j], 0, s->object_size);
3185         }
3186
3187         /* memcg and kmem_cache debug support */
3188         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3189         return i;
3190 error:
3191         local_irq_enable();
3192         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3193         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3194         return 0;
3195 }
3196 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3197
3198
3199 /*
3200  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3201  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3202  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3203  * another.
3204  *
3205  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3206  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3207  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3208  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3209  * locking overhead.
3210  */
3211
3212 /*
3213  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3214  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3215  * and increases the number of allocations possible without having to
3216  * take the list_lock.
3217  */
3218 static unsigned int slub_min_order;
3219 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3220 static unsigned int slub_min_objects;
3221
3222 /*
3223  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3224  *
3225  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3226  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3227  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3228  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3229  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3230  * would be wasted.
3231  *
3232  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3233  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3234  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3235  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3236  *
3237  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3238  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3239  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3240  * of space in favor of a small page order.
3241  *
3242  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3243  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3244  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3245  * the smallest order which will fit the object.
3246  */
3247 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3248                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3249                 unsigned int fract_leftover)
3250 {
3251         unsigned int min_order = slub_min_order;
3252         unsigned int order;
3253
3254         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3255                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3256
3257         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3258                         order <= max_order; order++) {
3259
3260                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3261                 unsigned int rem;
3262
3263                 rem = slab_size % size;
3264
3265                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3266                         break;
3267         }
3268
3269         return order;
3270 }
3271
3272 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3273 {
3274         unsigned int order;
3275         unsigned int min_objects;
3276         unsigned int max_objects;
3277
3278         /*
3279          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3280          * works by first attempting to generate a layout with
3281          * the best configuration and backing off gradually.
3282          *
3283          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3284          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3285          */
3286         min_objects = slub_min_objects;
3287         if (!min_objects)
3288                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3289         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3290         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3291
3292         while (min_objects > 1) {
3293                 unsigned int fraction;
3294
3295                 fraction = 16;
3296                 while (fraction >= 4) {
3297                         order = slab_order(size, min_objects,
3298                                         slub_max_order, fraction);
3299                         if (order <= slub_max_order)
3300                                 return order;
3301                         fraction /= 2;
3302                 }
3303                 min_objects--;
3304         }
3305
3306         /*
3307          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3308          * lets see if we can place a single object there.
3309          */
3310         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3311         if (order <= slub_max_order)
3312                 return order;
3313
3314         /*
3315          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3316          */
3317         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3318         if (order < MAX_ORDER)
3319                 return order;
3320         return -ENOSYS;
3321 }
3322
3323 static void
3324 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3325 {
3326         n->nr_partial = 0;
3327         spin_lock_init(&n->list_lock);
3328         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3329 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3330         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3331         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3332         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3333 #endif
3334 }
3335
3336 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3337 {
3338         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3339                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3340
3341         /*
3342          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3343          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3344          */
3345         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3346                                      2 * sizeof(void *));
3347
3348         if (!s->cpu_slab)
3349                 return 0;
3350
3351         init_kmem_cache_cpus(s);
3352
3353         return 1;
3354 }
3355
3356 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3357
3358 /*
3359  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3360  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3361  * possible.
3362  *
3363  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3364  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3365  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3366  */
3367 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3368 {
3369         struct page *page;
3370         struct kmem_cache_node *n;
3371
3372         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3373
3374         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3375
3376         BUG_ON(!page);
3377         if (page_to_nid(page) != node) {
3378                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3379                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3380         }
3381
3382         n = page->freelist;
3383         BUG_ON(!n);
3384 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3385         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3386         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3387 #endif
3388         n = kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node),
3389                       GFP_KERNEL);
3390         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3391         page->inuse = 1;
3392         page->frozen = 0;
3393         kmem_cache_node->node[node] = n;
3394         init_kmem_cache_node(n);
3395         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3396
3397         /*
3398          * No locks need to be taken here as it has just been
3399          * initialized and there is no concurrent access.
3400          */
3401         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3402 }
3403
3404 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3405 {
3406         int node;
3407         struct kmem_cache_node *n;
3408
3409         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3410                 s->node[node] = NULL;
3411                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3412         }
3413 }
3414
3415 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3416 {
3417         cache_random_seq_destroy(s);
3418         free_percpu(s->cpu_slab);
3419         free_kmem_cache_nodes(s);
3420 }
3421
3422 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3423 {
3424         int node;
3425
3426         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3427                 struct kmem_cache_node *n;
3428
3429                 if (slab_state == DOWN) {
3430                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3431                         continue;
3432                 }
3433                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3434                                                 GFP_KERNEL, node);
3435
3436                 if (!n) {
3437                         free_kmem_cache_nodes(s);
3438                         return 0;
3439                 }
3440
3441                 init_kmem_cache_node(n);
3442                 s->node[node] = n;
3443         }
3444         return 1;
3445 }
3446
3447 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3448 {
3449         if (min < MIN_PARTIAL)
3450                 min = MIN_PARTIAL;
3451         else if (min > MAX_PARTIAL)
3452                 min = MAX_PARTIAL;
3453         s->min_partial = min;
3454 }
3455
3456 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3457 {
3458 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3459         /*
3460          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3461          * per cpu partial lists of a processor.
3462          *
3463          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3464          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3465          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3466          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3467          *
3468          * This setting also determines
3469          *
3470          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3471          *    per node list when we reach the limit.
3472          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3473          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3474          *    50% to keep some capacity around for frees.
3475          */
3476         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3477                 s->cpu_partial = 0;
3478         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3479                 s->cpu_partial = 2;
3480         else if (s->size >= 1024)
3481                 s->cpu_partial = 6;
3482         else if (s->size >= 256)
3483                 s->cpu_partial = 13;
3484         else
3485                 s->cpu_partial = 30;
3486 #endif
3487 }
3488
3489 /*
3490  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3491  * a slab object.
3492  */
3493 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3494 {
3495         slab_flags_t flags = s->flags;
3496         unsigned int size = s->object_size;
3497         unsigned int order;
3498
3499         /*
3500          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3501          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3502          * the possible location of the free pointer.
3503          */
3504         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3505
3506 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3507         /*
3508          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3509          * the slab may touch the object after free or before allocation
3510          * then we should never poison the object itself.
3511          */
3512         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3513                         !s->ctor)
3514                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3515         else
3516                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3517
3518
3519         /*
3520          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3521          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3522          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3523          */
3524         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3525                 size += sizeof(void *);
3526 #endif
3527
3528         /*
3529          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3530          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3531          */
3532         s->inuse = size;
3533
3534         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3535                 s->ctor)) {
3536                 /*
3537                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3538                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3539                  * kmem_cache_free.
3540                  *
3541                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3542                  * destructor or are poisoning the objects.
3543                  */
3544                 s->offset = size;
3545                 size += sizeof(void *);
3546         }
3547
3548 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3549         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3550                 /*
3551                  * Need to store information about allocs and frees after
3552                  * the object.
3553                  */
3554                 size += 2 * sizeof(struct track);
3555 #endif
3556
3557         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3558 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3559         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3560                 /*
3561                  * Add some empty padding so that we can catch
3562                  * overwrites from earlier objects rather than let
3563                  * tracking information or the free pointer be
3564                  * corrupted if a user writes before the start
3565                  * of the object.
3566                  */
3567                 size += sizeof(void *);
3568
3569                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3570                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3571                 size += s->red_left_pad;
3572         }
3573 #endif
3574
3575         /*
3576          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3577          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3578          * each object to conform to the alignment.
3579          */
3580         size = ALIGN(size, s->align);
3581         s->size = size;
3582         if (forced_order >= 0)
3583                 order = forced_order;
3584         else
3585                 order = calculate_order(size);
3586
3587         if ((int)order < 0)
3588                 return 0;
3589
3590         s->allocflags = 0;
3591         if (order)
3592                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3593
3594         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3595                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3596
3597         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
3598                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
3599
3600         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3601                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3602
3603         /*
3604          * Determine the number of objects per slab
3605          */
3606         s->oo = oo_make(order, size);
3607         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3608         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3609                 s->max = s->oo;
3610
3611         return !!oo_objects(s->oo);
3612 }
3613
3614 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3615 {
3616         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3617 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3618         s->random = get_random_long();
3619 #endif
3620
3621         if (!calculate_sizes(s, -1))
3622                 goto error;
3623         if (disable_higher_order_debug) {
3624                 /*
3625                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3626                  * order increased.
3627                  */
3628                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3629                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3630                         s->offset = 0;
3631                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3632                                 goto error;
3633                 }
3634         }
3635
3636 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3637     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3638         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3639                 /* Enable fast mode */
3640                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3641 #endif
3642
3643         /*
3644          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3645          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3646          */
3647         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3648
3649         set_cpu_partial(s);
3650
3651 #ifdef CONFIG_NUMA
3652         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3653 #endif
3654
3655         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3656         if (slab_state >= UP) {
3657                 if (init_cache_random_seq(s))
3658                         goto error;
3659         }
3660
3661         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3662                 goto error;
3663
3664         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3665                 return 0;
3666
3667         free_kmem_cache_nodes(s);
3668 error:
3669         return -EINVAL;
3670 }
3671
3672 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3673                                                         const char *text)
3674 {
3675 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3676         void *addr = page_address(page);
3677         void *p;
3678         unsigned long *map = bitmap_zalloc(page->objects, GFP_ATOMIC);
3679         if (!map)
3680                 return;
3681         slab_err(s, page, text, s->name);
3682         slab_lock(page);
3683
3684         get_map(s, page, map);
3685         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3686
3687                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3688                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3689                         print_tracking(s, p);
3690                 }
3691         }
3692         slab_unlock(page);
3693         bitmap_free(map);
3694 #endif
3695 }
3696
3697 /*
3698  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3699  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3700  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3701  */
3702 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3703 {
3704         LIST_HEAD(discard);
3705         struct page *page, *h;
3706
3707         BUG_ON(irqs_disabled());
3708         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3709         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, slab_list) {
3710                 if (!page->inuse) {
3711                         remove_partial(n, page);
3712                         list_add(&page->slab_list, &discard);
3713                 } else {
3714                         list_slab_objects(s, page,
3715                         "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3716                 }
3717         }
3718         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3719
3720         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, slab_list)
3721                 discard_slab(s, page);
3722 }
3723
3724 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
3725 {
3726         int node;
3727         struct kmem_cache_node *n;
3728
3729         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3730                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3731                         return false;
3732         return true;
3733 }
3734
3735 /*
3736  * Release all resources used by a slab cache.
3737  */
3738 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3739 {
3740         int node;
3741         struct kmem_cache_node *n;
3742
3743         flush_all(s);
3744         /* Attempt to free all objects */
3745         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3746                 free_partial(s, n);
3747                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3748                         return 1;
3749         }
3750         sysfs_slab_remove(s);
3751         return 0;
3752 }
3753
3754 /********************************************************************
3755  *              Kmalloc subsystem
3756  *******************************************************************/
3757
3758 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3759 {
3760         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
3761
3762         return 1;
3763 }
3764
3765 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3766
3767 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3768 {
3769         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
3770         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
3771
3772         return 1;
3773 }
3774
3775 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3776
3777 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3778 {
3779         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
3780
3781         return 1;
3782 }
3783
3784 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3785
3786 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3787 {
3788         struct kmem_cache *s;
3789         void *ret;
3790
3791         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3792                 return kmalloc_large(size, flags);
3793
3794         s = kmalloc_slab(size, flags);
3795
3796         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3797                 return s;
3798
3799         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3800
3801         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3802
3803         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3804
3805         return ret;
3806 }
3807 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3808
3809 #ifdef CONFIG_NUMA
3810 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3811 {
3812         struct page *page;
3813         void *ptr = NULL;
3814         unsigned int order = get_order(size);
3815
3816         flags |= __GFP_COMP;
3817         page = alloc_pages_node(node, flags, order);
3818         if (page) {
3819                 ptr = page_address(page);
3820                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
3821                                     1 << order);
3822         }
3823
3824         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3825 }
3826
3827 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3828 {
3829         struct kmem_cache *s;
3830         void *ret;
3831
3832         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3833                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3834
3835                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3836                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3837                                    flags, node);
3838
3839                 return ret;
3840         }
3841
3842         s = kmalloc_slab(size, flags);
3843
3844         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3845                 return s;
3846
3847         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3848
3849         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3850
3851         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3852
3853         return ret;
3854 }
3855 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3856 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3857
3858 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
3859 /*
3860  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
3861  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
3862  * cache's usercopy region.
3863  *
3864  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
3865  * to indicate an error.
3866  */
3867 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
3868                          bool to_user)
3869 {
3870         struct kmem_cache *s;
3871         unsigned int offset;
3872         size_t object_size;
3873
3874         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
3875
3876         /* Find object and usable object size. */
3877         s = page->slab_cache;
3878
3879         /* Reject impossible pointers. */
3880         if (ptr < page_address(page))
3881                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
3882                                to_user, 0, n);
3883
3884         /* Find offset within object. */
3885         offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
3886
3887         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
3888         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3889                 if (offset < s->red_left_pad)
3890                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
3891                                        s->name, to_user, offset, n);
3892                 offset -= s->red_left_pad;
3893         }
3894
3895         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
3896         if (offset >= s->useroffset &&
3897             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
3898             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
3899                 return;
3900
3901         /*
3902          * If the copy is still within the allocated object, produce
3903          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
3904          * to be a temporary method to find any missing usercopy
3905          * whitelists.
3906          */
3907         object_size = slab_ksize(s);
3908         if (usercopy_fallback &&
3909             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
3910                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
3911                 return;
3912         }
3913
3914         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
3915 }
3916 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
3917
3918 size_t __ksize(const void *object)
3919 {
3920         struct page *page;
3921
3922         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3923                 return 0;
3924
3925         page = virt_to_head_page(object);
3926
3927         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3928                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3929                 return page_size(page);
3930         }
3931
3932         return slab_ksize(page->slab_cache);
3933 }
3934 EXPORT_SYMBOL(__ksize);
3935
3936 void kfree(const void *x)
3937 {
3938         struct page *page;
3939         void *object = (void *)x;
3940
3941         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3942
3943         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3944                 return;
3945
3946         page = virt_to_head_page(x);
3947         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3948                 unsigned int order = compound_order(page);
3949
3950                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3951                 kfree_hook(object);
3952                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
3953                                     -(1 << order));
3954                 __free_pages(page, order);
3955                 return;
3956         }
3957         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3958 }
3959 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3960
3961 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3962
3963 /*
3964  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3965  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3966  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3967  *
3968  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3969  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3970  * are freed in them.
3971  */
3972 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3973 {
3974         int node;
3975         int i;
3976         struct kmem_cache_node *n;
3977         struct page *page;
3978         struct page *t;
3979         struct list_head discard;
3980         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3981         unsigned long flags;
3982         int ret = 0;
3983
3984         flush_all(s);
3985         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3986                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3987                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3988                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3989
3990                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3991
3992                 /*
3993                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3994                  *
3995                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3996                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3997                  */
3998                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, slab_list) {
3999                         int free = page->objects - page->inuse;
4000
4001                         /* Do not reread page->inuse */
4002                         barrier();
4003
4004                         /* We do not keep full slabs on the list */
4005                         BUG_ON(free <= 0);
4006
4007                         if (free == page->objects) {
4008                                 list_move(&page->slab_list, &discard);
4009                                 n->nr_partial--;
4010                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4011                                 list_move(&page->slab_list, promote + free - 1);
4012                 }
4013
4014                 /*
4015                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4016                  * partial list.
4017                  */
4018                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4019                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4020
4021                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4022
4023                 /* Release empty slabs */
4024                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, slab_list)
4025                         discard_slab(s, page);
4026
4027                 if (slabs_node(s, node))
4028                         ret = 1;
4029         }
4030
4031         return ret;
4032 }
4033
4034 #ifdef CONFIG_MEMCG
4035 void __kmemcg_cache_deactivate_after_rcu(struct kmem_cache *s)
4036 {
4037         /*
4038          * Called with all the locks held after a sched RCU grace period.
4039          * Even if @s becomes empty after shrinking, we can't know that @s
4040          * doesn't have allocations already in-flight and thus can't
4041          * destroy @s until the associated memcg is released.
4042          *
4043          * However, let's remove the sysfs files for empty caches here.
4044          * Each cache has a lot of interface files which aren't
4045          * particularly useful for empty draining caches; otherwise, we can
4046          * easily end up with millions of unnecessary sysfs files on
4047          * systems which have a lot of memory and transient cgroups.
4048          */
4049         if (!__kmem_cache_shrink(s))
4050                 sysfs_slab_remove(s);
4051 }
4052
4053 void __kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *s)
4054 {
4055         /*
4056          * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
4057          * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
4058          */
4059         slub_set_cpu_partial(s, 0);
4060         s->min_partial = 0;
4061 }
4062 #endif  /* CONFIG_MEMCG */
4063
4064 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4065 {
4066         struct kmem_cache *s;
4067
4068         mutex_lock(&slab_mutex);
4069         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4070                 __kmem_cache_shrink(s);
4071         mutex_unlock(&slab_mutex);
4072
4073         return 0;
4074 }
4075
4076 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4077 {
4078         struct kmem_cache_node *n;
4079         struct kmem_cache *s;
4080         struct memory_notify *marg = arg;
4081         int offline_node;
4082
4083         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4084
4085         /*
4086          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4087          * for it yet.
4088          */
4089         if (offline_node < 0)
4090                 return;
4091
4092         mutex_lock(&slab_mutex);
4093         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4094                 n = get_node(s, offline_node);
4095                 if (n) {
4096                         /*
4097                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
4098                          * that is going down. We were unable to free them,
4099                          * and offline_pages() function shouldn't call this
4100                          * callback. So, we must fail.
4101                          */
4102                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
4103
4104                         s->node[offline_node] = NULL;
4105                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4106                 }
4107         }
4108         mutex_unlock(&slab_mutex);
4109 }
4110
4111 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4112 {
4113         struct kmem_cache_node *n;
4114         struct kmem_cache *s;
4115         struct memory_notify *marg = arg;
4116         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4117         int ret = 0;
4118
4119         /*
4120          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4121          * already created. Nothing to do.
4122          */
4123         if (nid < 0)
4124                 return 0;
4125
4126         /*
4127          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4128          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4129          * online.
4130          */
4131         mutex_lock(&slab_mutex);
4132         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4133                 /*
4134                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4135                  *      since memory is not yet available from the node that
4136                  *      is brought up.
4137                  */
4138                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4139                 if (!n) {
4140                         ret = -ENOMEM;
4141                         goto out;
4142                 }
4143                 init_kmem_cache_node(n);
4144                 s->node[nid] = n;
4145         }
4146 out:
4147         mutex_unlock(&slab_mutex);
4148         return ret;
4149 }
4150
4151 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4152                                 unsigned long action, void *arg)
4153 {
4154         int ret = 0;
4155
4156         switch (action) {
4157         case MEM_GOING_ONLINE:
4158                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4159                 break;
4160         case MEM_GOING_OFFLINE:
4161                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4162                 break;
4163         case MEM_OFFLINE:
4164         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4165                 slab_mem_offline_callback(arg);
4166                 break;
4167         case MEM_ONLINE:
4168         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4169                 break;
4170         }
4171         if (ret)
4172                 ret = notifier_from_errno(ret);
4173         else
4174                 ret = NOTIFY_OK;
4175         return ret;
4176 }
4177
4178 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4179         .notifier_call = slab_memory_callback,
4180         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4181 };
4182
4183 /********************************************************************
4184  *                      Basic setup of slabs
4185  *******************************************************************/
4186
4187 /*
4188  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4189  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4190  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4191  */
4192
4193 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4194 {
4195         int node;
4196         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4197         struct kmem_cache_node *n;
4198
4199         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4200
4201         /*
4202          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4203          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4204          * IPIs around.
4205          */
4206         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4207         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4208                 struct page *p;
4209
4210                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
4211                         p->slab_cache = s;
4212
4213 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4214                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
4215                         p->slab_cache = s;
4216 #endif
4217         }
4218         slab_init_memcg_params(s);
4219         list_add(&s->list, &slab_caches);
4220         memcg_link_cache(s, NULL);
4221         return s;
4222 }
4223
4224 void __init kmem_cache_init(void)
4225 {
4226         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4227                 boot_kmem_cache_node;
4228
4229         if (debug_guardpage_minorder())
4230                 slub_max_order = 0;
4231
4232         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4233         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4234
4235         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4236                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4237
4238         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4239
4240         /* Able to allocate the per node structures */
4241         slab_state = PARTIAL;
4242
4243         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4244                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4245                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4246                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4247
4248         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4249         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4250
4251         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4252         setup_kmalloc_cache_index_table();
4253         create_kmalloc_caches(0);
4254
4255         /* Setup random freelists for each cache */
4256         init_freelist_randomization();
4257
4258         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4259                                   slub_cpu_dead);
4260
4261         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
4262                 cache_line_size(),
4263                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4264                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4265 }
4266
4267 void __init kmem_cache_init_late(void)
4268 {
4269 }
4270
4271 struct kmem_cache *
4272 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4273                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4274 {
4275         struct kmem_cache *s, *c;
4276
4277         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4278         if (s) {
4279                 s->refcount++;
4280
4281                 /*
4282                  * Adjust the object sizes so that we clear
4283                  * the complete object on kzalloc.
4284                  */
4285                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4286                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4287
4288                 for_each_memcg_cache(c, s) {
4289                         c->object_size = s->object_size;
4290                         c->inuse = max(c->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4291                 }
4292
4293                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4294                         s->refcount--;
4295                         s = NULL;
4296                 }
4297         }
4298
4299         return s;
4300 }
4301
4302 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4303 {
4304         int err;
4305
4306         err = kmem_cache_open(s, flags);
4307         if (err)
4308                 return err;
4309
4310         /* Mutex is not taken during early boot */
4311         if (slab_state <= UP)
4312                 return 0;
4313
4314         memcg_propagate_slab_attrs(s);
4315         err = sysfs_slab_add(s);
4316         if (err)
4317                 __kmem_cache_release(s);
4318
4319         return err;
4320 }
4321
4322 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4323 {
4324         struct kmem_cache *s;
4325         void *ret;
4326
4327         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4328                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4329
4330         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4331
4332         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4333                 return s;
4334
4335         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4336
4337         /* Honor the call site pointer we received. */
4338         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4339
4340         return ret;
4341 }
4342
4343 #ifdef CONFIG_NUMA
4344 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4345                                         int node, unsigned long caller)
4346 {
4347         struct kmem_cache *s;
4348         void *ret;
4349
4350         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4351                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4352
4353                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4354                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4355                                    gfpflags, node);
4356
4357                 return ret;
4358         }
4359
4360         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4361
4362         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4363                 return s;
4364
4365         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4366
4367         /* Honor the call site pointer we received. */
4368         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4369
4370         return ret;
4371 }
4372 #endif
4373
4374 #ifdef CONFIG_SYSFS
4375 static int count_inuse(struct page *page)
4376 {
4377         return page->inuse;
4378 }
4379
4380 static int count_total(struct page *page)
4381 {
4382         return page->objects;
4383 }
4384 #endif
4385
4386 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4387 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4388                                                 unsigned long *map)
4389 {
4390         void *p;
4391         void *addr = page_address(page);
4392
4393         if (!check_slab(s, page) || !on_freelist(s, page, NULL))
4394                 return;
4395
4396         /* Now we know that a valid freelist exists */
4397         bitmap_zero(map, page->objects);
4398
4399         get_map(s, page, map);
4400         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4401                 u8 val = test_bit(slab_index(p, s, addr), map) ?
4402                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
4403
4404                 if (!check_object(s, page, p, val))
4405                         break;
4406         }
4407 }
4408
4409 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4410                                                 unsigned long *map)
4411 {
4412         slab_lock(page);
4413         validate_slab(s, page, map);
4414         slab_unlock(page);
4415 }
4416
4417 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4418                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4419 {
4420         unsigned long count = 0;
4421         struct page *page;
4422         unsigned long flags;
4423
4424         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4425
4426         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list) {
4427                 validate_slab_slab(s, page, map);
4428                 count++;
4429         }
4430         if (count != n->nr_partial)
4431                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4432                        s->name, count, n->nr_partial);
4433
4434         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4435                 goto out;
4436
4437         list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list) {
4438                 validate_slab_slab(s, page, map);
4439                 count++;
4440         }
4441         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4442                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4443                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4444
4445 out:
4446         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4447         return count;
4448 }
4449
4450 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4451 {
4452         int node;
4453         unsigned long count = 0;
4454         struct kmem_cache_node *n;
4455         unsigned long *map = bitmap_alloc(oo_objects(s->max), GFP_KERNEL);
4456
4457         if (!map)
4458                 return -ENOMEM;
4459
4460         flush_all(s);
4461         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4462                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4463         bitmap_free(map);
4464         return count;
4465 }
4466 /*
4467  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4468  * and freed.
4469  */
4470
4471 struct location {
4472         unsigned long count;
4473         unsigned long addr;
4474         long long sum_time;
4475         long min_time;
4476         long max_time;
4477         long min_pid;
4478         long max_pid;
4479         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4480         nodemask_t nodes;
4481 };
4482
4483 struct loc_track {
4484         unsigned long max;
4485         unsigned long count;
4486         struct location *loc;
4487 };
4488
4489 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4490 {
4491         if (t->max)
4492                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4493                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4494 }
4495
4496 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4497 {
4498         struct location *l;
4499         int order;
4500
4501         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4502
4503         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4504         if (!l)
4505                 return 0;
4506
4507         if (t->count) {
4508                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4509                 free_loc_track(t);
4510         }
4511         t->max = max;
4512         t->loc = l;
4513         return 1;
4514 }
4515
4516 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4517                                 const struct track *track)
4518 {
4519         long start, end, pos;
4520         struct location *l;
4521         unsigned long caddr;
4522         unsigned long age = jiffies - track->when;
4523
4524         start = -1;
4525         end = t->count;
4526
4527         for ( ; ; ) {
4528                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4529
4530                 /*
4531                  * There is nothing at "end". If we end up there
4532                  * we need to add something to before end.
4533                  */
4534                 if (pos == end)
4535                         break;
4536
4537                 caddr = t->loc[pos].addr;
4538                 if (track->addr == caddr) {
4539
4540                         l = &t->loc[pos];
4541                         l->count++;
4542                         if (track->when) {
4543                                 l->sum_time += age;
4544                                 if (age < l->min_time)
4545                                         l->min_time = age;
4546                                 if (age > l->max_time)
4547                                         l->max_time = age;
4548
4549                                 if (track->pid < l->min_pid)
4550                                         l->min_pid = track->pid;
4551                                 if (track->pid > l->max_pid)
4552                                         l->max_pid = track->pid;
4553
4554                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4555                                                 to_cpumask(l->cpus));
4556                         }
4557                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4558                         return 1;
4559                 }
4560
4561                 if (track->addr < caddr)
4562                         end = pos;
4563                 else
4564                         start = pos;
4565         }
4566
4567         /*
4568          * Not found. Insert new tracking element.
4569          */
4570         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4571                 return 0;
4572
4573         l = t->loc + pos;
4574         if (pos < t->count)
4575                 memmove(l + 1, l,
4576                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4577         t->count++;
4578         l->count = 1;
4579         l->addr = track->addr;
4580         l->sum_time = age;
4581         l->min_time = age;
4582         l->max_time = age;
4583         l->min_pid = track->pid;
4584         l->max_pid = track->pid;
4585         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4586         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4587         nodes_clear(l->nodes);
4588         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4589         return 1;
4590 }
4591
4592 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4593                 struct page *page, enum track_item alloc,
4594                 unsigned long *map)
4595 {
4596         void *addr = page_address(page);
4597         void *p;
4598
4599         bitmap_zero(map, page->objects);
4600         get_map(s, page, map);
4601
4602         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4603                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4604                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4605 }
4606
4607 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4608                                         enum track_item alloc)
4609 {
4610         int len = 0;
4611         unsigned long i;
4612         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4613         int node;
4614         struct kmem_cache_node *n;
4615         unsigned long *map = bitmap_alloc(oo_objects(s->max), GFP_KERNEL);
4616
4617         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4618                                      GFP_KERNEL)) {
4619                 bitmap_free(map);
4620                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4621         }
4622         /* Push back cpu slabs */
4623         flush_all(s);
4624
4625         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4626                 unsigned long flags;
4627                 struct page *page;
4628
4629                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4630                         continue;
4631
4632                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4633                 list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
4634                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4635                 list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list)
4636                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4637                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4638         }
4639
4640         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4641                 struct location *l = &t.loc[i];
4642
4643                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4644                         break;
4645                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4646
4647                 if (l->addr)
4648                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4649                 else
4650                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4651
4652                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4653                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4654                                 l->min_time,
4655                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4656                                 l->max_time);
4657                 } else
4658                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4659                                 l->min_time);
4660
4661                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4662                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4663                                 l->min_pid, l->max_pid);
4664                 else
4665                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4666                                 l->min_pid);
4667
4668                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4669                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4670                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4671                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4672                                          " cpus=%*pbl",
4673                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4674
4675                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4676                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4677                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4678                                          " nodes=%*pbl",
4679                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4680
4681                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4682         }
4683
4684         free_loc_track(&t);
4685         bitmap_free(map);
4686         if (!t.count)
4687                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4688         return len;
4689 }
4690 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4691
4692 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4693 static void __init resiliency_test(void)
4694 {
4695         u8 *p;
4696         int type = KMALLOC_NORMAL;
4697
4698         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4699
4700         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4701         pr_err("-----------------------\n");
4702         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4703
4704         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4705         p[16] = 0x12;
4706         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4707                p + 16);
4708
4709         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][4]);
4710
4711         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4712         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4713         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4714         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4715                p);
4716         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4717
4718         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][5]);
4719         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4720         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4721         *p = 0x56;
4722         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4723                p);
4724         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4725         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][6]);
4726
4727         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4728         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4729         kfree(p);
4730         *p = 0x78;
4731         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4732         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][7]);
4733
4734         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4735         kfree(p);
4736         p[50] = 0x9a;
4737         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4738         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][8]);
4739
4740         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4741         kfree(p);
4742         p[512] = 0xab;
4743         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4744         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][9]);
4745 }
4746 #else
4747 #ifdef CONFIG_SYSFS
4748 static void resiliency_test(void) {};
4749 #endif
4750 #endif  /* SLUB_RESILIENCY_TEST */
4751
4752 #ifdef CONFIG_SYSFS
4753 enum slab_stat_type {
4754         SL_ALL,                 /* All slabs */
4755         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4756         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4757         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4758         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4759 };
4760
4761 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4762 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4763 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4764 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4765 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4766
4767 #ifdef CONFIG_MEMCG
4768 static bool memcg_sysfs_enabled = IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_MEMCG_SYSFS_ON);
4769
4770 static int __init setup_slub_memcg_sysfs(char *str)
4771 {
4772         int v;
4773
4774         if (get_option(&str, &v) > 0)
4775                 memcg_sysfs_enabled = v;
4776
4777         return 1;
4778 }
4779
4780 __setup("slub_memcg_sysfs=", setup_slub_memcg_sysfs);
4781 #endif
4782
4783 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4784                             char *buf, unsigned long flags)
4785 {
4786         unsigned long total = 0;
4787         int node;
4788         int x;
4789         unsigned long *nodes;
4790
4791         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4792         if (!nodes)
4793                 return -ENOMEM;
4794
4795         if (flags & SO_CPU) {
4796                 int cpu;
4797
4798                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4799                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4800                                                                cpu);
4801                         int node;
4802                         struct page *page;
4803
4804                         page = READ_ONCE(c->page);
4805                         if (!page)
4806                                 continue;
4807
4808                         node = page_to_nid(page);
4809                         if (flags & SO_TOTAL)
4810                                 x = page->objects;
4811                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4812                                 x = page->inuse;
4813                         else
4814                                 x = 1;
4815
4816                         total += x;
4817                         nodes[node] += x;
4818
4819                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4820                         if (page) {
4821                                 node = page_to_nid(page);
4822                                 if (flags & SO_TOTAL)
4823                                         WARN_ON_ONCE(1);
4824                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4825                                         WARN_ON_ONCE(1);
4826                                 else
4827                                         x = page->pages;
4828                                 total += x;
4829                                 nodes[node] += x;
4830                         }
4831                 }
4832         }
4833
4834         /*
4835          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
4836          * already held which will conflict with an existing lock order:
4837          *
4838          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
4839          *
4840          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
4841          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
4842          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
4843          */
4844
4845 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4846         if (flags & SO_ALL) {
4847                 struct kmem_cache_node *n;
4848
4849                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4850
4851                         if (flags & SO_TOTAL)
4852                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4853                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4854                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4855                                         count_partial(n, count_free);
4856                         else
4857                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4858                         total += x;
4859                         nodes[node] += x;
4860                 }
4861
4862         } else
4863 #endif
4864         if (flags & SO_PARTIAL) {
4865                 struct kmem_cache_node *n;
4866
4867                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4868                         if (flags & SO_TOTAL)
4869                                 x = count_partial(n, count_total);
4870                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4871                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4872                         else
4873                                 x = n->nr_partial;
4874                         total += x;
4875                         nodes[node] += x;
4876                 }
4877         }
4878         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4879 #ifdef CONFIG_NUMA
4880         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4881                 if (nodes[node])
4882                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4883                                         node, nodes[node]);
4884 #endif
4885         kfree(nodes);
4886         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4887 }
4888
4889 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4890 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4891 {
4892         int node;
4893         struct kmem_cache_node *n;
4894
4895         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4896                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4897                         return 1;
4898
4899         return 0;
4900 }
4901 #endif
4902
4903 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4904 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4905
4906 struct slab_attribute {
4907         struct attribute attr;
4908         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4909         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4910 };
4911
4912 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4913         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4914         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4915
4916 #define SLAB_ATTR(_name) \
4917         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4918         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4919
4920 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4921 {
4922         return sprintf(buf, "%u\n", s->size);
4923 }
4924 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4925
4926 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4927 {
4928         return sprintf(buf, "%u\n", s->align);
4929 }
4930 SLAB_ATTR_RO(align);
4931
4932 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4933 {
4934         return sprintf(buf, "%u\n", s->object_size);
4935 }
4936 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4937
4938 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4939 {
4940         return sprintf(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
4941 }
4942 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4943
4944 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4945                                 const char *buf, size_t length)
4946 {
4947         unsigned int order;
4948         int err;
4949
4950         err = kstrtouint(buf, 10, &order);
4951         if (err)
4952                 return err;
4953
4954         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4955                 return -EINVAL;
4956
4957         calculate_sizes(s, order);
4958         return length;
4959 }
4960
4961 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4962 {
4963         return sprintf(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
4964 }
4965 SLAB_ATTR(order);
4966
4967 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4968 {
4969         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4970 }
4971
4972 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4973                                  size_t length)
4974 {
4975         unsigned long min;
4976         int err;
4977
4978         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4979         if (err)
4980                 return err;
4981
4982         set_min_partial(s, min);
4983         return length;
4984 }
4985 SLAB_ATTR(min_partial);
4986
4987 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4988 {
4989         return sprintf(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
4990 }
4991
4992 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4993                                  size_t length)
4994 {
4995         unsigned int objects;
4996         int err;
4997
4998         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
4999         if (err)
5000                 return err;
5001         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5002                 return -EINVAL;
5003
5004         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5005         flush_all(s);
5006         return length;
5007 }
5008 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5009
5010 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5011 {
5012         if (!s->ctor)
5013                 return 0;
5014         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
5015 }
5016 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5017
5018 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5019 {
5020         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5021 }
5022 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5023
5024 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5025 {
5026         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5027 }
5028 SLAB_ATTR_RO(partial);
5029
5030 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5031 {
5032         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5033 }
5034 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5035
5036 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5037 {
5038         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5039 }
5040 SLAB_ATTR_RO(objects);
5041
5042 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5043 {
5044         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5045 }
5046 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5047
5048 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5049 {
5050         int objects = 0;
5051         int pages = 0;
5052         int cpu;
5053         int len;
5054
5055         for_each_online_cpu(cpu) {
5056                 struct page *page;
5057
5058                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5059
5060                 if (page) {
5061                         pages += page->pages;
5062                         objects += page->pobjects;
5063                 }
5064         }
5065
5066         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
5067
5068 #ifdef CONFIG_SMP
5069         for_each_online_cpu(cpu) {
5070                 struct page *page;
5071
5072                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5073
5074                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
5075                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
5076                                 page->pobjects, page->pages);
5077         }
5078 #endif
5079         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5080 }
5081 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5082
5083 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5084 {
5085         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5086 }
5087
5088 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
5089                                 const char *buf, size_t length)
5090 {
5091         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5092         if (buf[0] == '1')
5093                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5094         return length;
5095 }
5096 SLAB_ATTR(reclaim_account);
5097
5098 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5099 {
5100         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5101 }
5102 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5103
5104 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5105 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5106 {
5107         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5108 }
5109 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5110 #endif
5111
5112 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5113 {
5114         return sprintf(buf, "%u\n", s->usersize);
5115 }
5116 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5117
5118 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5119 {
5120         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5121 }
5122 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5123
5124 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5125 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5126 {
5127         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5128 }
5129 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5130
5131 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5132 {
5133         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5134 }
5135 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5136
5137 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5138 {
5139         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5140 }
5141
5142 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
5143                                 const char *buf, size_t length)
5144 {
5145         s->flags &= ~SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5146         if (buf[0] == '1') {
5147                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5148                 s->flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5149         }
5150         return length;
5151 }
5152 SLAB_ATTR(sanity_checks);
5153
5154 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5155 {
5156         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5157 }
5158
5159 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5160                                                         size_t length)
5161 {
5162         /*
5163          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
5164          * as well as cause other issues like converting a mergeable
5165          * cache into an umergeable one.
5166          */
5167         if (s->refcount > 1)
5168                 return -EINVAL;
5169
5170         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
5171         if (buf[0] == '1') {
5172                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5173                 s->flags |= SLAB_TRACE;
5174         }
5175         return length;
5176 }
5177 SLAB_ATTR(trace);
5178
5179 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5180 {
5181         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5182 }
5183
5184 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
5185                                 const char *buf, size_t length)
5186 {
5187         if (any_slab_objects(s))
5188                 return -EBUSY;
5189
5190         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
5191         if (buf[0] == '1') {
5192                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
5193         }
5194         calculate_sizes(s, -1);
5195         return length;
5196 }
5197 SLAB_ATTR(red_zone);
5198
5199 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5200 {
5201         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5202 }
5203
5204 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
5205                                 const char *buf, size_t length)
5206 {
5207         if (any_slab_objects(s))
5208                 return -EBUSY;
5209
5210         s->flags &= ~SLAB_POISON;
5211         if (buf[0] == '1') {
5212                 s->flags |= SLAB_POISON;
5213         }
5214         calculate_sizes(s, -1);
5215         return length;
5216 }
5217 SLAB_ATTR(poison);
5218
5219 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5220 {
5221         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5222 }
5223
5224 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
5225                                 const char *buf, size_t length)
5226 {
5227         if (any_slab_objects(s))
5228                 return -EBUSY;
5229
5230         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
5231         if (buf[0] == '1') {
5232                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5233                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
5234         }
5235         calculate_sizes(s, -1);
5236         return length;
5237 }
5238 SLAB_ATTR(store_user);
5239
5240 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5241 {
5242         return 0;
5243 }
5244
5245 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5246                         const char *buf, size_t length)
5247 {
5248         int ret = -EINVAL;
5249
5250         if (buf[0] == '1') {
5251                 ret = validate_slab_cache(s);
5252                 if (ret >= 0)
5253                         ret = length;
5254         }
5255         return ret;
5256 }
5257 SLAB_ATTR(validate);
5258
5259 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5260 {
5261         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5262                 return -ENOSYS;
5263         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5264 }
5265 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5266
5267 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5268 {
5269         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5270                 return -ENOSYS;
5271         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5272 }
5273 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5274 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5275
5276 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5277 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5278 {
5279         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5280 }
5281
5282 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5283                                                         size_t length)
5284 {
5285         if (s->refcount > 1)
5286                 return -EINVAL;
5287
5288         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
5289         if (buf[0] == '1')
5290                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
5291         return length;
5292 }
5293 SLAB_ATTR(failslab);
5294 #endif
5295
5296 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5297 {
5298         return 0;
5299 }
5300
5301 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5302                         const char *buf, size_t length)
5303 {
5304         if (buf[0] == '1')
5305                 kmem_cache_shrink_all(s);
5306         else
5307                 return -EINVAL;
5308         return length;
5309 }
5310 SLAB_ATTR(shrink);
5311
5312 #ifdef CONFIG_NUMA
5313 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5314 {
5315         return sprintf(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5316 }
5317
5318 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5319                                 const char *buf, size_t length)
5320 {
5321         unsigned int ratio;
5322         int err;
5323
5324         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5325         if (err)
5326                 return err;
5327         if (ratio > 100)
5328                 return -ERANGE;
5329
5330         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5331
5332         return length;
5333 }
5334 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5335 #endif
5336
5337 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5338 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5339 {
5340         unsigned long sum  = 0;
5341         int cpu;
5342         int len;
5343         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5344
5345         if (!data)
5346                 return -ENOMEM;
5347
5348         for_each_online_cpu(cpu) {
5349                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5350
5351                 data[cpu] = x;
5352                 sum += x;
5353         }
5354
5355         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5356
5357 #ifdef CONFIG_SMP
5358         for_each_online_cpu(cpu) {
5359                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5360                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5361         }
5362 #endif
5363         kfree(data);
5364         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5365 }
5366
5367 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5368 {
5369         int cpu;
5370
5371         for_each_online_cpu(cpu)
5372                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5373 }
5374
5375 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5376 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5377 {                                                               \
5378         return show_stat(s, buf, si);                           \
5379 }                                                               \
5380 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5381                                 const char *buf, size_t length) \
5382 {                                                               \
5383         if (buf[0] != '0')                                      \
5384                 return -EINVAL;                                 \
5385         clear_stat(s, si);                                      \
5386         return length;                                          \
5387 }                                                               \
5388 SLAB_ATTR(text);                                                \
5389
5390 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5391 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5392 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5393 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5394 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5395 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5396 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5397 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5398 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5399 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5400 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5401 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5402 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5403 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5404 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5405 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5406 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5407 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5408 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5409 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5410 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5411 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5412 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5413 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5414 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5415 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5416 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
5417
5418 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5419         &slab_size_attr.attr,
5420         &object_size_attr.attr,
5421         &objs_per_slab_attr.attr,
5422         &order_attr.attr,
5423         &min_partial_attr.attr,
5424         &cpu_partial_attr.attr,
5425         &objects_attr.attr,
5426         &objects_partial_attr.attr,
5427         &partial_attr.attr,
5428         &cpu_slabs_attr.attr,
5429         &ctor_attr.attr,
5430         &aliases_attr.attr,
5431         &align_attr.attr,
5432         &hwcache_align_attr.attr,
5433         &reclaim_account_attr.attr,
5434         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5435         &shrink_attr.attr,
5436         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5437 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5438         &total_objects_attr.attr,
5439         &slabs_attr.attr,
5440         &sanity_checks_attr.attr,
5441         &trace_attr.attr,
5442         &red_zone_attr.attr,
5443         &poison_attr.attr,
5444         &store_user_attr.attr,
5445         &validate_attr.attr,
5446         &alloc_calls_attr.attr,
5447         &free_calls_attr.attr,
5448 #endif
5449 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5450         &cache_dma_attr.attr,
5451 #endif
5452 #ifdef CONFIG_NUMA
5453         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5454 #endif
5455 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5456         &alloc_fastpath_attr.attr,
5457         &alloc_slowpath_attr.attr,
5458         &free_fastpath_attr.attr,
5459         &free_slowpath_attr.attr,
5460         &free_frozen_attr.attr,
5461         &free_add_partial_attr.attr,
5462         &free_remove_partial_attr.attr,
5463         &alloc_from_partial_attr.attr,
5464         &alloc_slab_attr.attr,
5465         &alloc_refill_attr.attr,
5466         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5467         &free_slab_attr.attr,
5468         &cpuslab_flush_attr.attr,
5469         &deactivate_full_attr.attr,
5470         &deactivate_empty_attr.attr,
5471         &deactivate_to_head_attr.attr,
5472         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5473         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5474         &deactivate_bypass_attr.attr,
5475         &order_fallback_attr.attr,
5476         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5477         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5478         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5479         &cpu_partial_free_attr.attr,
5480         &cpu_partial_node_attr.attr,
5481         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5482 #endif
5483 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5484         &failslab_attr.attr,
5485 #endif
5486         &usersize_attr.attr,
5487
5488         NULL
5489 };
5490
5491 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5492         .attrs = slab_attrs,
5493 };
5494
5495 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5496                                 struct attribute *attr,
5497                                 char *buf)
5498 {
5499         struct slab_attribute *attribute;
5500         struct kmem_cache *s;
5501         int err;
5502
5503         attribute = to_slab_attr(attr);
5504         s = to_slab(kobj);
5505
5506         if (!attribute->show)
5507                 return -EIO;
5508
5509         err = attribute->show(s, buf);
5510
5511         return err;
5512 }
5513
5514 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5515                                 struct attribute *attr,
5516                                 const char *buf, size_t len)
5517 {
5518         struct slab_attribute *attribute;
5519         struct kmem_cache *s;
5520         int err;
5521
5522         attribute = to_slab_attr(attr);
5523         s = to_slab(kobj);
5524
5525         if (!attribute->store)
5526                 return -EIO;
5527
5528         err = attribute->store(s, buf, len);
5529 #ifdef CONFIG_MEMCG
5530         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5531                 struct kmem_cache *c;
5532
5533                 mutex_lock(&slab_mutex);
5534                 if (s->max_attr_size < len)
5535                         s->max_attr_size = len;
5536
5537                 /*
5538                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5539                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5540                  * basically because not all attributes will have a well
5541                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5542                  * have permanent effects.
5543                  *
5544                  * Returning the error value of any of the children that fail
5545                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5546                  * error code won't be able to know anything about the state of
5547                  * the cache.
5548                  *
5549                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5550                  * has well defined semantics. The cache being written to
5551                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5552                  * through the descendants with best-effort propagation.
5553                  */
5554                 for_each_memcg_cache(c, s)
5555                         attribute->store(c, buf, len);
5556                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5557         }
5558 #endif
5559         return err;
5560 }
5561
5562 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5563 {
5564 #ifdef CONFIG_MEMCG
5565         int i;
5566         char *buffer = NULL;
5567         struct kmem_cache *root_cache;
5568
5569         if (is_root_cache(s))
5570                 return;
5571
5572         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5573
5574         /*
5575          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5576          * in copying default values around
5577          */
5578         if (!root_cache->max_attr_size)
5579                 return;
5580
5581         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5582                 char mbuf[64];
5583                 char *buf;
5584                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5585                 ssize_t len;
5586
5587                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5588                         continue;
5589
5590                 /*
5591                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5592                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5593                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5594                  *
5595                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5596                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5597                  * theoretically happen.
5598                  */
5599                 if (buffer)
5600                         buf = buffer;
5601                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5602                         buf = mbuf;
5603                 else {
5604                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5605                         if (WARN_ON(!buffer))
5606                                 continue;
5607                         buf = buffer;
5608                 }
5609
5610                 len = attr->show(root_cache, buf);
5611                 if (len > 0)
5612                         attr->store(s, buf, len);
5613         }
5614
5615         if (buffer)
5616                 free_page((unsigned long)buffer);
5617 #endif  /* CONFIG_MEMCG */
5618 }
5619
5620 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5621 {
5622         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5623 }
5624
5625 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5626         .show = slab_attr_show,
5627         .store = slab_attr_store,
5628 };
5629
5630 static struct kobj_type slab_ktype = {
5631         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5632         .release = kmem_cache_release,
5633 };
5634
5635 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5636 {
5637         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5638
5639         if (ktype == &slab_ktype)
5640                 return 1;
5641         return 0;
5642 }
5643
5644 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5645         .filter = uevent_filter,
5646 };
5647
5648 static struct kset *slab_kset;
5649
5650 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5651 {
5652 #ifdef CONFIG_MEMCG
5653         if (!is_root_cache(s))
5654                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5655 #endif
5656         return slab_kset;
5657 }
5658
5659 #define ID_STR_LENGTH 64
5660
5661 /* Create a unique string id for a slab cache:
5662  *
5663  * Format       :[flags-]size
5664  */
5665 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5666 {
5667         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5668         char *p = name;
5669
5670         BUG_ON(!name);
5671
5672         *p++ = ':';
5673         /*
5674          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5675          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5676          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5677          * are matched during merging to guarantee that the id is
5678          * unique.
5679          */
5680         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5681                 *p++ = 'd';
5682         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5683                 *p++ = 'D';
5684         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5685                 *p++ = 'a';
5686         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5687                 *p++ = 'F';
5688         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5689                 *p++ = 'A';
5690         if (p != name + 1)
5691                 *p++ = '-';
5692         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5693
5694         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5695         return name;
5696 }
5697
5698 static void sysfs_slab_remove_workfn(struct work_struct *work)
5699 {
5700         struct kmem_cache *s =
5701                 container_of(work, struct kmem_cache, kobj_remove_work);
5702
5703         if (!s->kobj.state_in_sysfs)
5704                 /*
5705                  * For a memcg cache, this may be called during
5706                  * deactivation and again on shutdown.  Remove only once.
5707                  * A cache is never shut down before deactivation is
5708                  * complete, so no need to worry about synchronization.
5709                  */
5710                 goto out;
5711
5712 #ifdef CONFIG_MEMCG
5713         kset_unregister(s->memcg_kset);
5714 #endif
5715         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5716 out:
5717         kobject_put(&s->kobj);
5718 }
5719
5720 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5721 {
5722         int err;
5723         const char *name;
5724         struct kset *kset = cache_kset(s);
5725         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5726
5727         INIT_WORK(&s->kobj_remove_work, sysfs_slab_remove_workfn);
5728
5729         if (!kset) {
5730                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5731                 return 0;
5732         }
5733
5734         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5735                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5736                 unmergeable = 1;
5737
5738         if (unmergeable) {
5739                 /*
5740                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5741                  * This is typically the case for debug situations. In that
5742                  * case we can catch duplicate names easily.
5743                  */
5744                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5745                 name = s->name;
5746         } else {
5747                 /*
5748                  * Create a unique name for the slab as a target
5749                  * for the symlinks.
5750                  */
5751                 name = create_unique_id(s);
5752         }
5753
5754         s->kobj.kset = kset;
5755         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5756         if (err)
5757                 goto out;
5758
5759         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5760         if (err)
5761                 goto out_del_kobj;
5762
5763 #ifdef CONFIG_MEMCG
5764         if (is_root_cache(s) && memcg_sysfs_enabled) {
5765                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5766                 if (!s->memcg_kset) {
5767                         err = -ENOMEM;
5768                         goto out_del_kobj;
5769                 }
5770         }
5771 #endif
5772
5773         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5774         if (!unmergeable) {
5775                 /* Setup first alias */
5776                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5777         }
5778 out:
5779         if (!unmergeable)
5780                 kfree(name);
5781         return err;
5782 out_del_kobj:
5783         kobject_del(&s->kobj);
5784         goto out;
5785 }
5786
5787 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5788 {
5789         if (slab_state < FULL)
5790                 /*
5791                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5792                  * cache from sysfs.
5793                  */
5794                 return;
5795
5796         kobject_get(&s->kobj);
5797         schedule_work(&s->kobj_remove_work);
5798 }
5799
5800 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5801 {
5802         if (slab_state >= FULL)
5803                 kobject_del(&s->kobj);
5804 }
5805
5806 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5807 {
5808         if (slab_state >= FULL)
5809                 kobject_put(&s->kobj);
5810 }
5811
5812 /*
5813  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5814  * available lest we lose that information.
5815  */
5816 struct saved_alias {
5817         struct kmem_cache *s;
5818         const char *name;
5819         struct saved_alias *next;
5820 };
5821
5822 static struct saved_alias *alias_list;
5823
5824 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5825 {
5826         struct saved_alias *al;
5827
5828         if (slab_state == FULL) {
5829                 /*
5830                  * If we have a leftover link then remove it.
5831                  */
5832                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5833                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5834         }
5835
5836         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5837         if (!al)
5838                 return -ENOMEM;
5839
5840         al->s = s;
5841         al->name = name;
5842         al->next = alias_list;
5843         alias_list = al;
5844         return 0;
5845 }
5846
5847 static int __init slab_sysfs_init(void)
5848 {
5849         struct kmem_cache *s;
5850         int err;
5851
5852         mutex_lock(&slab_mutex);
5853
5854         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5855         if (!slab_kset) {
5856                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5857                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5858                 return -ENOSYS;
5859         }
5860
5861         slab_state = FULL;
5862
5863         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5864                 err = sysfs_slab_add(s);
5865                 if (err)
5866                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5867                                s->name);
5868         }
5869
5870         while (alias_list) {
5871                 struct saved_alias *al = alias_list;
5872
5873                 alias_list = alias_list->next;
5874                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5875                 if (err)
5876                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5877                                al->name);
5878                 kfree(al);
5879         }
5880
5881         mutex_unlock(&slab_mutex);
5882         resiliency_test();
5883         return 0;
5884 }
5885
5886 __initcall(slab_sysfs_init);
5887 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5888
5889 /*
5890  * The /proc/slabinfo ABI
5891  */
5892 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5893 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5894 {
5895         unsigned long nr_slabs = 0;
5896         unsigned long nr_objs = 0;
5897         unsigned long nr_free = 0;
5898         int node;
5899         struct kmem_cache_node *n;
5900
5901         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5902                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5903                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5904                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5905         }
5906
5907         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5908         sinfo->num_objs = nr_objs;
5909         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5910         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5911         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5912         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5913 }
5914
5915 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5916 {
5917 }
5918
5919 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5920                        size_t count, loff_t *ppos)
5921 {
5922         return -EIO;
5923 }
5924 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */