mm, slub: restructure new page checks in ___slab_alloc()
[platform/kernel/linux-starfive.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operations
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/swab.h>
19 #include <linux/bitops.h>
20 #include <linux/slab.h>
21 #include "slab.h"
22 #include <linux/proc_fs.h>
23 #include <linux/seq_file.h>
24 #include <linux/kasan.h>
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/cpuset.h>
27 #include <linux/mempolicy.h>
28 #include <linux/ctype.h>
29 #include <linux/debugobjects.h>
30 #include <linux/kallsyms.h>
31 #include <linux/kfence.h>
32 #include <linux/memory.h>
33 #include <linux/math64.h>
34 #include <linux/fault-inject.h>
35 #include <linux/stacktrace.h>
36 #include <linux/prefetch.h>
37 #include <linux/memcontrol.h>
38 #include <linux/random.h>
39 #include <kunit/test.h>
40
41 #include <linux/debugfs.h>
42 #include <trace/events/kmem.h>
43
44 #include "internal.h"
45
46 /*
47  * Lock order:
48  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
49  *   2. node->list_lock
50  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
51  *
52  *   slab_mutex
53  *
54  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
55  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
56  *
57  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
58  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects:
59  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
60  *      B. page->inuse          -> Number of objects in use
61  *      C. page->objects        -> Number of objects in page
62  *      D. page->frozen         -> frozen state
63  *
64  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
65  *   on any list except per cpu partial list. The processor that froze the
66  *   slab is the one who can perform list operations on the page. Other
67  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
68  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
69  *   page's freelist.
70  *
71  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
72  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
73  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
74  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
75  *   modified without taking the list lock).
76  *
77  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
78  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
79  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
80  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
81  *   the list lock.
82  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
83  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
84  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
85  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
86  *
87  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
88  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
89  *
90  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
91  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
92  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
93  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
94  * cannot scan all objects.
95  *
96  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
97  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
98  * fast frees and allocs.
99  *
100  * page->frozen         The slab is frozen and exempt from list processing.
101  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
102  *                      such as satisfying allocations for a specific
103  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
104  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
105  *                      list operations. It is up to the processor holding
106  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
107  *                      when the slab is no longer needed.
108  *
109  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
110  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
111  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
112  *                      freelist that allows lockless access to
113  *                      free objects in addition to the regular freelist
114  *                      that requires the slab lock.
115  *
116  * SLAB_DEBUG_FLAGS     Slab requires special handling due to debug
117  *                      options set. This moves slab handling out of
118  *                      the fast path and disables lockless freelists.
119  */
120
121 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
122 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
123 DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(slub_debug_enabled);
124 #else
125 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(slub_debug_enabled);
126 #endif
127 #endif          /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
128
129 static inline bool kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
130 {
131         return kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_DEBUG_FLAGS);
132 }
133
134 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
135 {
136         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE))
137                 p += s->red_left_pad;
138
139         return p;
140 }
141
142 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
143 {
144 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
145         return !kmem_cache_debug(s);
146 #else
147         return false;
148 #endif
149 }
150
151 /*
152  * Issues still to be resolved:
153  *
154  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
155  *
156  * - Variable sizing of the per node arrays
157  */
158
159 /* Enable to log cmpxchg failures */
160 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
161
162 /*
163  * Minimum number of partial slabs. These will be left on the partial
164  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
165  */
166 #define MIN_PARTIAL 5
167
168 /*
169  * Maximum number of desirable partial slabs.
170  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
171  * sort the partial list by the number of objects in use.
172  */
173 #define MAX_PARTIAL 10
174
175 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
176                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
177
178 /*
179  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
180  * issues when checking or reading debug information
181  */
182 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
183                                 SLAB_TRACE)
184
185
186 /*
187  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
188  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
189  * metadata.
190  */
191 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
192
193 #define OO_SHIFT        16
194 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
195 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
196
197 /* Internal SLUB flags */
198 /* Poison object */
199 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
200 /* Use cmpxchg_double */
201 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
202
203 /*
204  * Tracking user of a slab.
205  */
206 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
207 struct track {
208         unsigned long addr;     /* Called from address */
209 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
210         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
211 #endif
212         int cpu;                /* Was running on cpu */
213         int pid;                /* Pid context */
214         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
215 };
216
217 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
218
219 #ifdef CONFIG_SYSFS
220 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
221 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
222 #else
223 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
224 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
225                                                         { return 0; }
226 #endif
227
228 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
229 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *);
230 #else
231 static inline void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { }
232 #endif
233
234 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
235 {
236 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
237         /*
238          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
239          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
240          */
241         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
242 #endif
243 }
244
245 /*
246  * Tracks for which NUMA nodes we have kmem_cache_nodes allocated.
247  * Corresponds to node_state[N_NORMAL_MEMORY], but can temporarily
248  * differ during memory hotplug/hotremove operations.
249  * Protected by slab_mutex.
250  */
251 static nodemask_t slab_nodes;
252
253 /********************************************************************
254  *                      Core slab cache functions
255  *******************************************************************/
256
257 /*
258  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
259  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
260  * random number.
261  */
262 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
263                                  unsigned long ptr_addr)
264 {
265 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
266         /*
267          * When CONFIG_KASAN_SW/HW_TAGS is enabled, ptr_addr might be tagged.
268          * Normally, this doesn't cause any issues, as both set_freepointer()
269          * and get_freepointer() are called with a pointer with the same tag.
270          * However, there are some issues with CONFIG_SLUB_DEBUG code. For
271          * example, when __free_slub() iterates over objects in a cache, it
272          * passes untagged pointers to check_object(). check_object() in turns
273          * calls get_freepointer() with an untagged pointer, which causes the
274          * freepointer to be restored incorrectly.
275          */
276         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^
277                         swab((unsigned long)kasan_reset_tag((void *)ptr_addr)));
278 #else
279         return ptr;
280 #endif
281 }
282
283 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
284 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
285                                          void *ptr_addr)
286 {
287         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
288                             (unsigned long)ptr_addr);
289 }
290
291 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
292 {
293         object = kasan_reset_tag(object);
294         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
295 }
296
297 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
298 {
299         prefetch(object + s->offset);
300 }
301
302 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
303 {
304         unsigned long freepointer_addr;
305         void *p;
306
307         if (!debug_pagealloc_enabled_static())
308                 return get_freepointer(s, object);
309
310         object = kasan_reset_tag(object);
311         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
312         copy_from_kernel_nofault(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
313         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
314 }
315
316 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
317 {
318         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
319
320 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
321         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
322 #endif
323
324         freeptr_addr = (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)freeptr_addr);
325         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
326 }
327
328 /* Loop over all objects in a slab */
329 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
330         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
331                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
332                 __p += (__s)->size)
333
334 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
335 {
336         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
337 }
338
339 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
340                 unsigned int size)
341 {
342         struct kmem_cache_order_objects x = {
343                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
344         };
345
346         return x;
347 }
348
349 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
350 {
351         return x.x >> OO_SHIFT;
352 }
353
354 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
355 {
356         return x.x & OO_MASK;
357 }
358
359 /*
360  * Per slab locking using the pagelock
361  */
362 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
363 {
364         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
365         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
366 }
367
368 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
369 {
370         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
371         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
372 }
373
374 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
375 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
376                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
377                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
378                 const char *n)
379 {
380         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
381 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
382     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
383         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
384                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
385                                    freelist_old, counters_old,
386                                    freelist_new, counters_new))
387                         return true;
388         } else
389 #endif
390         {
391                 slab_lock(page);
392                 if (page->freelist == freelist_old &&
393                                         page->counters == counters_old) {
394                         page->freelist = freelist_new;
395                         page->counters = counters_new;
396                         slab_unlock(page);
397                         return true;
398                 }
399                 slab_unlock(page);
400         }
401
402         cpu_relax();
403         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
404
405 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
406         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
407 #endif
408
409         return false;
410 }
411
412 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
413                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
414                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
415                 const char *n)
416 {
417 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
418     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
419         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
420                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
421                                    freelist_old, counters_old,
422                                    freelist_new, counters_new))
423                         return true;
424         } else
425 #endif
426         {
427                 unsigned long flags;
428
429                 local_irq_save(flags);
430                 slab_lock(page);
431                 if (page->freelist == freelist_old &&
432                                         page->counters == counters_old) {
433                         page->freelist = freelist_new;
434                         page->counters = counters_new;
435                         slab_unlock(page);
436                         local_irq_restore(flags);
437                         return true;
438                 }
439                 slab_unlock(page);
440                 local_irq_restore(flags);
441         }
442
443         cpu_relax();
444         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
445
446 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
447         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
448 #endif
449
450         return false;
451 }
452
453 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
454 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
455 static DEFINE_SPINLOCK(object_map_lock);
456
457 static void __fill_map(unsigned long *obj_map, struct kmem_cache *s,
458                        struct page *page)
459 {
460         void *addr = page_address(page);
461         void *p;
462
463         bitmap_zero(obj_map, page->objects);
464
465         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
466                 set_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map);
467 }
468
469 #if IS_ENABLED(CONFIG_KUNIT)
470 static bool slab_add_kunit_errors(void)
471 {
472         struct kunit_resource *resource;
473
474         if (likely(!current->kunit_test))
475                 return false;
476
477         resource = kunit_find_named_resource(current->kunit_test, "slab_errors");
478         if (!resource)
479                 return false;
480
481         (*(int *)resource->data)++;
482         kunit_put_resource(resource);
483         return true;
484 }
485 #else
486 static inline bool slab_add_kunit_errors(void) { return false; }
487 #endif
488
489 /*
490  * Determine a map of object in use on a page.
491  *
492  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
493  * not vanish from under us.
494  */
495 static unsigned long *get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page)
496         __acquires(&object_map_lock)
497 {
498         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
499
500         spin_lock(&object_map_lock);
501
502         __fill_map(object_map, s, page);
503
504         return object_map;
505 }
506
507 static void put_map(unsigned long *map) __releases(&object_map_lock)
508 {
509         VM_BUG_ON(map != object_map);
510         spin_unlock(&object_map_lock);
511 }
512
513 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
514 {
515         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
516                 return s->size - s->red_left_pad;
517
518         return s->size;
519 }
520
521 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
522 {
523         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
524                 p -= s->red_left_pad;
525
526         return p;
527 }
528
529 /*
530  * Debug settings:
531  */
532 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
533 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
534 #else
535 static slab_flags_t slub_debug;
536 #endif
537
538 static char *slub_debug_string;
539 static int disable_higher_order_debug;
540
541 /*
542  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
543  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
544  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
545  * to tell kasan that these accesses are OK.
546  */
547 static inline void metadata_access_enable(void)
548 {
549         kasan_disable_current();
550 }
551
552 static inline void metadata_access_disable(void)
553 {
554         kasan_enable_current();
555 }
556
557 /*
558  * Object debugging
559  */
560
561 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
562 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
563                                 struct page *page, void *object)
564 {
565         void *base;
566
567         if (!object)
568                 return 1;
569
570         base = page_address(page);
571         object = kasan_reset_tag(object);
572         object = restore_red_left(s, object);
573         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
574                 (object - base) % s->size) {
575                 return 0;
576         }
577
578         return 1;
579 }
580
581 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
582                           unsigned int length)
583 {
584         metadata_access_enable();
585         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS,
586                         16, 1, kasan_reset_tag((void *)addr), length, 1);
587         metadata_access_disable();
588 }
589
590 /*
591  * See comment in calculate_sizes().
592  */
593 static inline bool freeptr_outside_object(struct kmem_cache *s)
594 {
595         return s->offset >= s->inuse;
596 }
597
598 /*
599  * Return offset of the end of info block which is inuse + free pointer if
600  * not overlapping with object.
601  */
602 static inline unsigned int get_info_end(struct kmem_cache *s)
603 {
604         if (freeptr_outside_object(s))
605                 return s->inuse + sizeof(void *);
606         else
607                 return s->inuse;
608 }
609
610 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
611         enum track_item alloc)
612 {
613         struct track *p;
614
615         p = object + get_info_end(s);
616
617         return kasan_reset_tag(p + alloc);
618 }
619
620 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
621                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
622 {
623         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
624
625         if (addr) {
626 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
627                 unsigned int nr_entries;
628
629                 metadata_access_enable();
630                 nr_entries = stack_trace_save(kasan_reset_tag(p->addrs),
631                                               TRACK_ADDRS_COUNT, 3);
632                 metadata_access_disable();
633
634                 if (nr_entries < TRACK_ADDRS_COUNT)
635                         p->addrs[nr_entries] = 0;
636 #endif
637                 p->addr = addr;
638                 p->cpu = smp_processor_id();
639                 p->pid = current->pid;
640                 p->when = jiffies;
641         } else {
642                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
643         }
644 }
645
646 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
647 {
648         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
649                 return;
650
651         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
652         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
653 }
654
655 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
656 {
657         if (!t->addr)
658                 return;
659
660         pr_err("%s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
661                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
662 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
663         {
664                 int i;
665                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
666                         if (t->addrs[i])
667                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
668                         else
669                                 break;
670         }
671 #endif
672 }
673
674 void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
675 {
676         unsigned long pr_time = jiffies;
677         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
678                 return;
679
680         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
681         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
682 }
683
684 static void print_page_info(struct page *page)
685 {
686         pr_err("Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=%#lx(%pGp)\n",
687                page, page->objects, page->inuse, page->freelist,
688                page->flags, &page->flags);
689
690 }
691
692 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
693 {
694         struct va_format vaf;
695         va_list args;
696
697         va_start(args, fmt);
698         vaf.fmt = fmt;
699         vaf.va = &args;
700         pr_err("=============================================================================\n");
701         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
702         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
703         va_end(args);
704 }
705
706 __printf(2, 3)
707 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
708 {
709         struct va_format vaf;
710         va_list args;
711
712         if (slab_add_kunit_errors())
713                 return;
714
715         va_start(args, fmt);
716         vaf.fmt = fmt;
717         vaf.va = &args;
718         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
719         va_end(args);
720 }
721
722 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
723                                void **freelist, void *nextfree)
724 {
725         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
726             !check_valid_pointer(s, page, nextfree) && freelist) {
727                 object_err(s, page, *freelist, "Freechain corrupt");
728                 *freelist = NULL;
729                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
730                 return true;
731         }
732
733         return false;
734 }
735
736 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
737 {
738         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
739         u8 *addr = page_address(page);
740
741         print_tracking(s, p);
742
743         print_page_info(page);
744
745         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
746                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
747
748         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
749                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p - s->red_left_pad,
750                               s->red_left_pad);
751         else if (p > addr + 16)
752                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
753
754         print_section(KERN_ERR,         "Object   ", p,
755                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
756         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
757                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p + s->object_size,
758                         s->inuse - s->object_size);
759
760         off = get_info_end(s);
761
762         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
763                 off += 2 * sizeof(struct track);
764
765         off += kasan_metadata_size(s);
766
767         if (off != size_from_object(s))
768                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
769                 print_section(KERN_ERR, "Padding  ", p + off,
770                               size_from_object(s) - off);
771
772         dump_stack();
773 }
774
775 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
776                         u8 *object, char *reason)
777 {
778         if (slab_add_kunit_errors())
779                 return;
780
781         slab_bug(s, "%s", reason);
782         print_trailer(s, page, object);
783         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
784 }
785
786 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
787                         const char *fmt, ...)
788 {
789         va_list args;
790         char buf[100];
791
792         if (slab_add_kunit_errors())
793                 return;
794
795         va_start(args, fmt);
796         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
797         va_end(args);
798         slab_bug(s, "%s", buf);
799         print_page_info(page);
800         dump_stack();
801         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
802 }
803
804 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
805 {
806         u8 *p = kasan_reset_tag(object);
807
808         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
809                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
810
811         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
812                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
813                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
814         }
815
816         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
817                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
818 }
819
820 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
821                                                 void *from, void *to)
822 {
823         slab_fix(s, "Restoring %s 0x%p-0x%p=0x%x", message, from, to - 1, data);
824         memset(from, data, to - from);
825 }
826
827 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
828                         u8 *object, char *what,
829                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
830 {
831         u8 *fault;
832         u8 *end;
833         u8 *addr = page_address(page);
834
835         metadata_access_enable();
836         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(start), value, bytes);
837         metadata_access_disable();
838         if (!fault)
839                 return 1;
840
841         end = start + bytes;
842         while (end > fault && end[-1] == value)
843                 end--;
844
845         if (slab_add_kunit_errors())
846                 goto skip_bug_print;
847
848         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
849         pr_err("0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
850                                         fault, end - 1, fault - addr,
851                                         fault[0], value);
852         print_trailer(s, page, object);
853         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
854
855 skip_bug_print:
856         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
857         return 0;
858 }
859
860 /*
861  * Object layout:
862  *
863  * object address
864  *      Bytes of the object to be managed.
865  *      If the freepointer may overlay the object then the free
866  *      pointer is at the middle of the object.
867  *
868  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
869  *      0xa5 (POISON_END)
870  *
871  * object + s->object_size
872  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
873  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
874  *      object_size == inuse.
875  *
876  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
877  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
878  *
879  * object + s->inuse
880  *      Meta data starts here.
881  *
882  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
883  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
884  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at minimum
885  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
886  *              before the word boundary.
887  *
888  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
889  *
890  * object + s->size
891  *      Nothing is used beyond s->size.
892  *
893  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
894  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
895  * may be used with merged slabcaches.
896  */
897
898 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
899 {
900         unsigned long off = get_info_end(s);    /* The end of info */
901
902         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
903                 /* We also have user information there */
904                 off += 2 * sizeof(struct track);
905
906         off += kasan_metadata_size(s);
907
908         if (size_from_object(s) == off)
909                 return 1;
910
911         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
912                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
913 }
914
915 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
916 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
917 {
918         u8 *start;
919         u8 *fault;
920         u8 *end;
921         u8 *pad;
922         int length;
923         int remainder;
924
925         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
926                 return 1;
927
928         start = page_address(page);
929         length = page_size(page);
930         end = start + length;
931         remainder = length % s->size;
932         if (!remainder)
933                 return 1;
934
935         pad = end - remainder;
936         metadata_access_enable();
937         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(pad), POISON_INUSE, remainder);
938         metadata_access_disable();
939         if (!fault)
940                 return 1;
941         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
942                 end--;
943
944         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
945                         fault, end - 1, fault - start);
946         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
947
948         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
949         return 0;
950 }
951
952 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
953                                         void *object, u8 val)
954 {
955         u8 *p = object;
956         u8 *endobject = object + s->object_size;
957
958         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
959                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Left Redzone",
960                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
961                         return 0;
962
963                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Right Redzone",
964                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
965                         return 0;
966         } else {
967                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
968                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
969                                 endobject, POISON_INUSE,
970                                 s->inuse - s->object_size);
971                 }
972         }
973
974         if (s->flags & SLAB_POISON) {
975                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
976                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
977                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
978                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "End Poison",
979                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
980                         return 0;
981                 /*
982                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
983                  */
984                 check_pad_bytes(s, page, p);
985         }
986
987         if (!freeptr_outside_object(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE)
988                 /*
989                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
990                  * freepointer while object is allocated.
991                  */
992                 return 1;
993
994         /* Check free pointer validity */
995         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
996                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
997                 /*
998                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
999                  * of the free objects in this slab. May cause
1000                  * another error because the object count is now wrong.
1001                  */
1002                 set_freepointer(s, p, NULL);
1003                 return 0;
1004         }
1005         return 1;
1006 }
1007
1008 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1009 {
1010         int maxobj;
1011
1012         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
1013
1014         if (!PageSlab(page)) {
1015                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
1016                 return 0;
1017         }
1018
1019         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size);
1020         if (page->objects > maxobj) {
1021                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
1022                         page->objects, maxobj);
1023                 return 0;
1024         }
1025         if (page->inuse > page->objects) {
1026                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
1027                         page->inuse, page->objects);
1028                 return 0;
1029         }
1030         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
1031         slab_pad_check(s, page);
1032         return 1;
1033 }
1034
1035 /*
1036  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
1037  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
1038  */
1039 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
1040 {
1041         int nr = 0;
1042         void *fp;
1043         void *object = NULL;
1044         int max_objects;
1045
1046         fp = page->freelist;
1047         while (fp && nr <= page->objects) {
1048                 if (fp == search)
1049                         return 1;
1050                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
1051                         if (object) {
1052                                 object_err(s, page, object,
1053                                         "Freechain corrupt");
1054                                 set_freepointer(s, object, NULL);
1055                         } else {
1056                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
1057                                 page->freelist = NULL;
1058                                 page->inuse = page->objects;
1059                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
1060                                 return 0;
1061                         }
1062                         break;
1063                 }
1064                 object = fp;
1065                 fp = get_freepointer(s, object);
1066                 nr++;
1067         }
1068
1069         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size);
1070         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1071                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1072
1073         if (page->objects != max_objects) {
1074                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1075                          page->objects, max_objects);
1076                 page->objects = max_objects;
1077                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted");
1078         }
1079         if (page->inuse != page->objects - nr) {
1080                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1081                          page->inuse, page->objects - nr);
1082                 page->inuse = page->objects - nr;
1083                 slab_fix(s, "Object count adjusted");
1084         }
1085         return search == NULL;
1086 }
1087
1088 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1089                                                                 int alloc)
1090 {
1091         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1092                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1093                         s->name,
1094                         alloc ? "alloc" : "free",
1095                         object, page->inuse,
1096                         page->freelist);
1097
1098                 if (!alloc)
1099                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1100                                         s->object_size);
1101
1102                 dump_stack();
1103         }
1104 }
1105
1106 /*
1107  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1108  */
1109 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1110         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1111 {
1112         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1113                 return;
1114
1115         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1116         list_add(&page->slab_list, &n->full);
1117 }
1118
1119 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1120 {
1121         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1122                 return;
1123
1124         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1125         list_del(&page->slab_list);
1126 }
1127
1128 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1129 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1130 {
1131         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1132
1133         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1134 }
1135
1136 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1137 {
1138         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1139 }
1140
1141 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1142 {
1143         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1144
1145         /*
1146          * May be called early in order to allocate a slab for the
1147          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1148          * dilemma by deferring the increment of the count during
1149          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1150          */
1151         if (likely(n)) {
1152                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1153                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1154         }
1155 }
1156 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1157 {
1158         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1159
1160         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1161         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1162 }
1163
1164 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1165 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1166                                                                 void *object)
1167 {
1168         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON))
1169                 return;
1170
1171         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1172         init_tracking(s, object);
1173 }
1174
1175 static
1176 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr)
1177 {
1178         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_POISON))
1179                 return;
1180
1181         metadata_access_enable();
1182         memset(kasan_reset_tag(addr), POISON_INUSE, page_size(page));
1183         metadata_access_disable();
1184 }
1185
1186 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1187                                         struct page *page, void *object)
1188 {
1189         if (!check_slab(s, page))
1190                 return 0;
1191
1192         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1193                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1194                 return 0;
1195         }
1196
1197         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1198                 return 0;
1199
1200         return 1;
1201 }
1202
1203 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1204                                         struct page *page,
1205                                         void *object, unsigned long addr)
1206 {
1207         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1208                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object))
1209                         goto bad;
1210         }
1211
1212         /* Success perform special debug activities for allocs */
1213         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1214                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1215         trace(s, page, object, 1);
1216         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1217         return 1;
1218
1219 bad:
1220         if (PageSlab(page)) {
1221                 /*
1222                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1223                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1224                  * as used avoids touching the remaining objects.
1225                  */
1226                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1227                 page->inuse = page->objects;
1228                 page->freelist = NULL;
1229         }
1230         return 0;
1231 }
1232
1233 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1234                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1235 {
1236         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1237                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1238                 return 0;
1239         }
1240
1241         if (on_freelist(s, page, object)) {
1242                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1243                 return 0;
1244         }
1245
1246         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1247                 return 0;
1248
1249         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1250                 if (!PageSlab(page)) {
1251                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1252                                  object);
1253                 } else if (!page->slab_cache) {
1254                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1255                                object);
1256                         dump_stack();
1257                 } else
1258                         object_err(s, page, object,
1259                                         "page slab pointer corrupt.");
1260                 return 0;
1261         }
1262         return 1;
1263 }
1264
1265 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1266 static noinline int free_debug_processing(
1267         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1268         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1269         unsigned long addr)
1270 {
1271         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1272         void *object = head;
1273         int cnt = 0;
1274         unsigned long flags;
1275         int ret = 0;
1276
1277         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1278         slab_lock(page);
1279
1280         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1281                 if (!check_slab(s, page))
1282                         goto out;
1283         }
1284
1285 next_object:
1286         cnt++;
1287
1288         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1289                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1290                         goto out;
1291         }
1292
1293         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1294                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1295         trace(s, page, object, 0);
1296         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1297         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1298
1299         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1300         if (object != tail) {
1301                 object = get_freepointer(s, object);
1302                 goto next_object;
1303         }
1304         ret = 1;
1305
1306 out:
1307         if (cnt != bulk_cnt)
1308                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1309                          bulk_cnt, cnt);
1310
1311         slab_unlock(page);
1312         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1313         if (!ret)
1314                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1315         return ret;
1316 }
1317
1318 /*
1319  * Parse a block of slub_debug options. Blocks are delimited by ';'
1320  *
1321  * @str:    start of block
1322  * @flags:  returns parsed flags, or DEBUG_DEFAULT_FLAGS if none specified
1323  * @slabs:  return start of list of slabs, or NULL when there's no list
1324  * @init:   assume this is initial parsing and not per-kmem-create parsing
1325  *
1326  * returns the start of next block if there's any, or NULL
1327  */
1328 static char *
1329 parse_slub_debug_flags(char *str, slab_flags_t *flags, char **slabs, bool init)
1330 {
1331         bool higher_order_disable = false;
1332
1333         /* Skip any completely empty blocks */
1334         while (*str && *str == ';')
1335                 str++;
1336
1337         if (*str == ',') {
1338                 /*
1339                  * No options but restriction on slabs. This means full
1340                  * debugging for slabs matching a pattern.
1341                  */
1342                 *flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1343                 goto check_slabs;
1344         }
1345         *flags = 0;
1346
1347         /* Determine which debug features should be switched on */
1348         for (; *str && *str != ',' && *str != ';'; str++) {
1349                 switch (tolower(*str)) {
1350                 case '-':
1351                         *flags = 0;
1352                         break;
1353                 case 'f':
1354                         *flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1355                         break;
1356                 case 'z':
1357                         *flags |= SLAB_RED_ZONE;
1358                         break;
1359                 case 'p':
1360                         *flags |= SLAB_POISON;
1361                         break;
1362                 case 'u':
1363                         *flags |= SLAB_STORE_USER;
1364                         break;
1365                 case 't':
1366                         *flags |= SLAB_TRACE;
1367                         break;
1368                 case 'a':
1369                         *flags |= SLAB_FAILSLAB;
1370                         break;
1371                 case 'o':
1372                         /*
1373                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1374                          * order would increase as a result.
1375                          */
1376                         higher_order_disable = true;
1377                         break;
1378                 default:
1379                         if (init)
1380                                 pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n", *str);
1381                 }
1382         }
1383 check_slabs:
1384         if (*str == ',')
1385                 *slabs = ++str;
1386         else
1387                 *slabs = NULL;
1388
1389         /* Skip over the slab list */
1390         while (*str && *str != ';')
1391                 str++;
1392
1393         /* Skip any completely empty blocks */
1394         while (*str && *str == ';')
1395                 str++;
1396
1397         if (init && higher_order_disable)
1398                 disable_higher_order_debug = 1;
1399
1400         if (*str)
1401                 return str;
1402         else
1403                 return NULL;
1404 }
1405
1406 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1407 {
1408         slab_flags_t flags;
1409         slab_flags_t global_flags;
1410         char *saved_str;
1411         char *slab_list;
1412         bool global_slub_debug_changed = false;
1413         bool slab_list_specified = false;
1414
1415         global_flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1416         if (*str++ != '=' || !*str)
1417                 /*
1418                  * No options specified. Switch on full debugging.
1419                  */
1420                 goto out;
1421
1422         saved_str = str;
1423         while (str) {
1424                 str = parse_slub_debug_flags(str, &flags, &slab_list, true);
1425
1426                 if (!slab_list) {
1427                         global_flags = flags;
1428                         global_slub_debug_changed = true;
1429                 } else {
1430                         slab_list_specified = true;
1431                 }
1432         }
1433
1434         /*
1435          * For backwards compatibility, a single list of flags with list of
1436          * slabs means debugging is only changed for those slabs, so the global
1437          * slub_debug should be unchanged (0 or DEBUG_DEFAULT_FLAGS, depending
1438          * on CONFIG_SLUB_DEBUG_ON). We can extended that to multiple lists as
1439          * long as there is no option specifying flags without a slab list.
1440          */
1441         if (slab_list_specified) {
1442                 if (!global_slub_debug_changed)
1443                         global_flags = slub_debug;
1444                 slub_debug_string = saved_str;
1445         }
1446 out:
1447         slub_debug = global_flags;
1448         if (slub_debug != 0 || slub_debug_string)
1449                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
1450         else
1451                 static_branch_disable(&slub_debug_enabled);
1452         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1453              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1454             (slub_debug & SLAB_POISON))
1455                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1456         return 1;
1457 }
1458
1459 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1460
1461 /*
1462  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1463  * @object_size:        the size of an object without meta data
1464  * @flags:              flags to set
1465  * @name:               name of the cache
1466  *
1467  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1468  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1469  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1470  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1471  */
1472 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1473         slab_flags_t flags, const char *name)
1474 {
1475         char *iter;
1476         size_t len;
1477         char *next_block;
1478         slab_flags_t block_flags;
1479         slab_flags_t slub_debug_local = slub_debug;
1480
1481         /*
1482          * If the slab cache is for debugging (e.g. kmemleak) then
1483          * don't store user (stack trace) information by default,
1484          * but let the user enable it via the command line below.
1485          */
1486         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1487                 slub_debug_local &= ~SLAB_STORE_USER;
1488
1489         len = strlen(name);
1490         next_block = slub_debug_string;
1491         /* Go through all blocks of debug options, see if any matches our slab's name */
1492         while (next_block) {
1493                 next_block = parse_slub_debug_flags(next_block, &block_flags, &iter, false);
1494                 if (!iter)
1495                         continue;
1496                 /* Found a block that has a slab list, search it */
1497                 while (*iter) {
1498                         char *end, *glob;
1499                         size_t cmplen;
1500
1501                         end = strchrnul(iter, ',');
1502                         if (next_block && next_block < end)
1503                                 end = next_block - 1;
1504
1505                         glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1506                         if (glob)
1507                                 cmplen = glob - iter;
1508                         else
1509                                 cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1510
1511                         if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1512                                 flags |= block_flags;
1513                                 return flags;
1514                         }
1515
1516                         if (!*end || *end == ';')
1517                                 break;
1518                         iter = end + 1;
1519                 }
1520         }
1521
1522         return flags | slub_debug_local;
1523 }
1524 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1525 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1526                         struct page *page, void *object) {}
1527 static inline
1528 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr) {}
1529
1530 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1531         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1532
1533 static inline int free_debug_processing(
1534         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1535         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1536         unsigned long addr) { return 0; }
1537
1538 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1539                         { return 1; }
1540 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1541                         void *object, u8 val) { return 1; }
1542 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1543                                         struct page *page) {}
1544 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1545                                         struct page *page) {}
1546 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1547         slab_flags_t flags, const char *name)
1548 {
1549         return flags;
1550 }
1551 #define slub_debug 0
1552
1553 #define disable_higher_order_debug 0
1554
1555 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1556                                                         { return 0; }
1557 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1558                                                         { return 0; }
1559 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1560                                                         int objects) {}
1561 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1562                                                         int objects) {}
1563
1564 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1565                                void **freelist, void *nextfree)
1566 {
1567         return false;
1568 }
1569 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1570
1571 /*
1572  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1573  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1574  */
1575 static inline void *kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1576 {
1577         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1578         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1579         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1580         return ptr;
1581 }
1582
1583 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1584 {
1585         kmemleak_free(x);
1586         kasan_kfree_large(x);
1587 }
1588
1589 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s,
1590                                                 void *x, bool init)
1591 {
1592         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1593
1594         debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1595
1596         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1597                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1598
1599         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
1600         if (!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1601                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
1602                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
1603
1604         /*
1605          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
1606          * kasan_slab_free and initialization memset's must be
1607          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
1608          *
1609          * The initialization memset's clear the object and the metadata,
1610          * but don't touch the SLAB redzone.
1611          */
1612         if (init) {
1613                 int rsize;
1614
1615                 if (!kasan_has_integrated_init())
1616                         memset(kasan_reset_tag(x), 0, s->object_size);
1617                 rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad : 0;
1618                 memset((char *)kasan_reset_tag(x) + s->inuse, 0,
1619                        s->size - s->inuse - rsize);
1620         }
1621         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse. */
1622         return kasan_slab_free(s, x, init);
1623 }
1624
1625 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1626                                            void **head, void **tail)
1627 {
1628
1629         void *object;
1630         void *next = *head;
1631         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1632
1633         if (is_kfence_address(next)) {
1634                 slab_free_hook(s, next, false);
1635                 return true;
1636         }
1637
1638         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1639         *head = NULL;
1640         *tail = NULL;
1641
1642         do {
1643                 object = next;
1644                 next = get_freepointer(s, object);
1645
1646                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1647                 if (!slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s))) {
1648                         /* Move object to the new freelist */
1649                         set_freepointer(s, object, *head);
1650                         *head = object;
1651                         if (!*tail)
1652                                 *tail = object;
1653                 }
1654         } while (object != old_tail);
1655
1656         if (*head == *tail)
1657                 *tail = NULL;
1658
1659         return *head != NULL;
1660 }
1661
1662 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1663                                 void *object)
1664 {
1665         setup_object_debug(s, page, object);
1666         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
1667         if (unlikely(s->ctor)) {
1668                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1669                 s->ctor(object);
1670                 kasan_poison_object_data(s, object);
1671         }
1672         return object;
1673 }
1674
1675 /*
1676  * Slab allocation and freeing
1677  */
1678 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1679                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1680 {
1681         struct page *page;
1682         unsigned int order = oo_order(oo);
1683
1684         if (node == NUMA_NO_NODE)
1685                 page = alloc_pages(flags, order);
1686         else
1687                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1688
1689         return page;
1690 }
1691
1692 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1693 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1694 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1695 {
1696         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1697         int err;
1698
1699         /* Bailout if already initialised */
1700         if (s->random_seq)
1701                 return 0;
1702
1703         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1704         if (err) {
1705                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1706                         s->name);
1707                 return err;
1708         }
1709
1710         /* Transform to an offset on the set of pages */
1711         if (s->random_seq) {
1712                 unsigned int i;
1713
1714                 for (i = 0; i < count; i++)
1715                         s->random_seq[i] *= s->size;
1716         }
1717         return 0;
1718 }
1719
1720 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1721 static void __init init_freelist_randomization(void)
1722 {
1723         struct kmem_cache *s;
1724
1725         mutex_lock(&slab_mutex);
1726
1727         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1728                 init_cache_random_seq(s);
1729
1730         mutex_unlock(&slab_mutex);
1731 }
1732
1733 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1734 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1735                                 unsigned long *pos, void *start,
1736                                 unsigned long page_limit,
1737                                 unsigned long freelist_count)
1738 {
1739         unsigned int idx;
1740
1741         /*
1742          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1743          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1744          */
1745         do {
1746                 idx = s->random_seq[*pos];
1747                 *pos += 1;
1748                 if (*pos >= freelist_count)
1749                         *pos = 0;
1750         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1751
1752         return (char *)start + idx;
1753 }
1754
1755 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1756 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1757 {
1758         void *start;
1759         void *cur;
1760         void *next;
1761         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1762
1763         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1764                 return false;
1765
1766         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1767         pos = get_random_int() % freelist_count;
1768
1769         page_limit = page->objects * s->size;
1770         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1771
1772         /* First entry is used as the base of the freelist */
1773         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1774                                 freelist_count);
1775         cur = setup_object(s, page, cur);
1776         page->freelist = cur;
1777
1778         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1779                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1780                         freelist_count);
1781                 next = setup_object(s, page, next);
1782                 set_freepointer(s, cur, next);
1783                 cur = next;
1784         }
1785         set_freepointer(s, cur, NULL);
1786
1787         return true;
1788 }
1789 #else
1790 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1791 {
1792         return 0;
1793 }
1794 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1795 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1796 {
1797         return false;
1798 }
1799 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1800
1801 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1802 {
1803         struct page *page;
1804         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1805         gfp_t alloc_gfp;
1806         void *start, *p, *next;
1807         int idx;
1808         bool shuffle;
1809
1810         flags &= gfp_allowed_mask;
1811
1812         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1813                 local_irq_enable();
1814
1815         flags |= s->allocflags;
1816
1817         /*
1818          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1819          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1820          */
1821         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1822         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1823                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1824
1825         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1826         if (unlikely(!page)) {
1827                 oo = s->min;
1828                 alloc_gfp = flags;
1829                 /*
1830                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1831                  * Try a lower order alloc if possible
1832                  */
1833                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1834                 if (unlikely(!page))
1835                         goto out;
1836                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1837         }
1838
1839         page->objects = oo_objects(oo);
1840
1841         account_slab_page(page, oo_order(oo), s, flags);
1842
1843         page->slab_cache = s;
1844         __SetPageSlab(page);
1845         if (page_is_pfmemalloc(page))
1846                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1847
1848         kasan_poison_slab(page);
1849
1850         start = page_address(page);
1851
1852         setup_page_debug(s, page, start);
1853
1854         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1855
1856         if (!shuffle) {
1857                 start = fixup_red_left(s, start);
1858                 start = setup_object(s, page, start);
1859                 page->freelist = start;
1860                 for (idx = 0, p = start; idx < page->objects - 1; idx++) {
1861                         next = p + s->size;
1862                         next = setup_object(s, page, next);
1863                         set_freepointer(s, p, next);
1864                         p = next;
1865                 }
1866                 set_freepointer(s, p, NULL);
1867         }
1868
1869         page->inuse = page->objects;
1870         page->frozen = 1;
1871
1872 out:
1873         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1874                 local_irq_disable();
1875         if (!page)
1876                 return NULL;
1877
1878         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1879
1880         return page;
1881 }
1882
1883 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1884 {
1885         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
1886                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
1887
1888         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
1889
1890         return allocate_slab(s,
1891                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1892 }
1893
1894 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1895 {
1896         int order = compound_order(page);
1897         int pages = 1 << order;
1898
1899         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
1900                 void *p;
1901
1902                 slab_pad_check(s, page);
1903                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1904                                                 page->objects)
1905                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1906         }
1907
1908         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1909         __ClearPageSlab(page);
1910         /* In union with page->mapping where page allocator expects NULL */
1911         page->slab_cache = NULL;
1912         if (current->reclaim_state)
1913                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1914         unaccount_slab_page(page, order, s);
1915         __free_pages(page, order);
1916 }
1917
1918 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1919 {
1920         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1921
1922         __free_slab(page->slab_cache, page);
1923 }
1924
1925 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1926 {
1927         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1928                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1929         } else
1930                 __free_slab(s, page);
1931 }
1932
1933 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1934 {
1935         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1936         free_slab(s, page);
1937 }
1938
1939 /*
1940  * Management of partially allocated slabs.
1941  */
1942 static inline void
1943 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1944 {
1945         n->nr_partial++;
1946         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1947                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->partial);
1948         else
1949                 list_add(&page->slab_list, &n->partial);
1950 }
1951
1952 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1953                                 struct page *page, int tail)
1954 {
1955         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1956         __add_partial(n, page, tail);
1957 }
1958
1959 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1960                                         struct page *page)
1961 {
1962         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1963         list_del(&page->slab_list);
1964         n->nr_partial--;
1965 }
1966
1967 /*
1968  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1969  * return the pointer to the freelist.
1970  *
1971  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1972  */
1973 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1974                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1975                 int mode, int *objects)
1976 {
1977         void *freelist;
1978         unsigned long counters;
1979         struct page new;
1980
1981         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1982
1983         /*
1984          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1985          * The old freelist is the list of objects for the
1986          * per cpu allocation list.
1987          */
1988         freelist = page->freelist;
1989         counters = page->counters;
1990         new.counters = counters;
1991         *objects = new.objects - new.inuse;
1992         if (mode) {
1993                 new.inuse = page->objects;
1994                 new.freelist = NULL;
1995         } else {
1996                 new.freelist = freelist;
1997         }
1998
1999         VM_BUG_ON(new.frozen);
2000         new.frozen = 1;
2001
2002         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2003                         freelist, counters,
2004                         new.freelist, new.counters,
2005                         "acquire_slab"))
2006                 return NULL;
2007
2008         remove_partial(n, page);
2009         WARN_ON(!freelist);
2010         return freelist;
2011 }
2012
2013 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
2014 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
2015
2016 /*
2017  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
2018  */
2019 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
2020                               struct page **ret_page, gfp_t flags)
2021 {
2022         struct page *page, *page2;
2023         void *object = NULL;
2024         unsigned int available = 0;
2025         int objects;
2026
2027         /*
2028          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
2029          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
2030          * partial slab and there is none available then get_partial()
2031          * will return NULL.
2032          */
2033         if (!n || !n->nr_partial)
2034                 return NULL;
2035
2036         spin_lock(&n->list_lock);
2037         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, slab_list) {
2038                 void *t;
2039
2040                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
2041                         continue;
2042
2043                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
2044                 if (!t)
2045                         break;
2046
2047                 available += objects;
2048                 if (!object) {
2049                         *ret_page = page;
2050                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
2051                         object = t;
2052                 } else {
2053                         put_cpu_partial(s, page, 0);
2054                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
2055                 }
2056                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
2057                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
2058                         break;
2059
2060         }
2061         spin_unlock(&n->list_lock);
2062         return object;
2063 }
2064
2065 /*
2066  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2067  */
2068 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2069                              struct page **ret_page)
2070 {
2071 #ifdef CONFIG_NUMA
2072         struct zonelist *zonelist;
2073         struct zoneref *z;
2074         struct zone *zone;
2075         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(flags);
2076         void *object;
2077         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2078
2079         /*
2080          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2081          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2082          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2083          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2084          *
2085          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2086          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2087          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2088          * from other nodes and filled up.
2089          *
2090          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2091          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2092          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2093          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2094          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2095          * with available objects.
2096          */
2097         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2098                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2099                 return NULL;
2100
2101         do {
2102                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2103                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
2104                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2105                         struct kmem_cache_node *n;
2106
2107                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2108
2109                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
2110                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2111                                 object = get_partial_node(s, n, ret_page, flags);
2112                                 if (object) {
2113                                         /*
2114                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2115                                          * here - if mems_allowed was updated in
2116                                          * parallel, that was a harmless race
2117                                          * between allocation and the cpuset
2118                                          * update
2119                                          */
2120                                         return object;
2121                                 }
2122                         }
2123                 }
2124         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2125 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2126         return NULL;
2127 }
2128
2129 /*
2130  * Get a partial page, lock it and return it.
2131  */
2132 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
2133                          struct page **ret_page)
2134 {
2135         void *object;
2136         int searchnode = node;
2137
2138         if (node == NUMA_NO_NODE)
2139                 searchnode = numa_mem_id();
2140
2141         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), ret_page, flags);
2142         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
2143                 return object;
2144
2145         return get_any_partial(s, flags, ret_page);
2146 }
2147
2148 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2149 /*
2150  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2151  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2152  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2153  */
2154 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2155 #else
2156 /*
2157  * No preemption supported therefore also no need to check for
2158  * different cpus.
2159  */
2160 #define TID_STEP 1
2161 #endif
2162
2163 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2164 {
2165         return tid + TID_STEP;
2166 }
2167
2168 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2169 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2170 {
2171         return tid % TID_STEP;
2172 }
2173
2174 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2175 {
2176         return tid / TID_STEP;
2177 }
2178 #endif
2179
2180 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2181 {
2182         return cpu;
2183 }
2184
2185 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2186                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2187 {
2188 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2189         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2190
2191         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2192
2193 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2194         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2195                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2196                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2197         else
2198 #endif
2199         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2200                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2201                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2202         else
2203                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2204                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2205 #endif
2206         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2207 }
2208
2209 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2210 {
2211         int cpu;
2212
2213         for_each_possible_cpu(cpu)
2214                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2215 }
2216
2217 /*
2218  * Remove the cpu slab
2219  */
2220 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2221                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2222 {
2223         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2224         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2225         int lock = 0, free_delta = 0;
2226         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2227         void *nextfree, *freelist_iter, *freelist_tail;
2228         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2229         struct page new;
2230         struct page old;
2231
2232         if (page->freelist) {
2233                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2234                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2235         }
2236
2237         /*
2238          * Stage one: Count the objects on cpu's freelist as free_delta and
2239          * remember the last object in freelist_tail for later splicing.
2240          */
2241         freelist_tail = NULL;
2242         freelist_iter = freelist;
2243         while (freelist_iter) {
2244                 nextfree = get_freepointer(s, freelist_iter);
2245
2246                 /*
2247                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2248                  * 'freelist_iter' is already corrupted.  So isolate all objects
2249                  * starting at 'freelist_iter' by skipping them.
2250                  */
2251                 if (freelist_corrupted(s, page, &freelist_iter, nextfree))
2252                         break;
2253
2254                 freelist_tail = freelist_iter;
2255                 free_delta++;
2256
2257                 freelist_iter = nextfree;
2258         }
2259
2260         /*
2261          * Stage two: Unfreeze the page while splicing the per-cpu
2262          * freelist to the head of page's freelist.
2263          *
2264          * Ensure that the page is unfrozen while the list presence
2265          * reflects the actual number of objects during unfreeze.
2266          *
2267          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2268          * with the count. If there is a mismatch then the page
2269          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2270          *
2271          * Then we restart the process which may have to remove
2272          * the page from the list that we just put it on again
2273          * because the number of objects in the slab may have
2274          * changed.
2275          */
2276 redo:
2277
2278         old.freelist = READ_ONCE(page->freelist);
2279         old.counters = READ_ONCE(page->counters);
2280         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2281
2282         /* Determine target state of the slab */
2283         new.counters = old.counters;
2284         if (freelist_tail) {
2285                 new.inuse -= free_delta;
2286                 set_freepointer(s, freelist_tail, old.freelist);
2287                 new.freelist = freelist;
2288         } else
2289                 new.freelist = old.freelist;
2290
2291         new.frozen = 0;
2292
2293         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2294                 m = M_FREE;
2295         else if (new.freelist) {
2296                 m = M_PARTIAL;
2297                 if (!lock) {
2298                         lock = 1;
2299                         /*
2300                          * Taking the spinlock removes the possibility
2301                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2302                          * is frozen
2303                          */
2304                         spin_lock(&n->list_lock);
2305                 }
2306         } else {
2307                 m = M_FULL;
2308                 if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER) && !lock) {
2309                         lock = 1;
2310                         /*
2311                          * This also ensures that the scanning of full
2312                          * slabs from diagnostic functions will not see
2313                          * any frozen slabs.
2314                          */
2315                         spin_lock(&n->list_lock);
2316                 }
2317         }
2318
2319         if (l != m) {
2320                 if (l == M_PARTIAL)
2321                         remove_partial(n, page);
2322                 else if (l == M_FULL)
2323                         remove_full(s, n, page);
2324
2325                 if (m == M_PARTIAL)
2326                         add_partial(n, page, tail);
2327                 else if (m == M_FULL)
2328                         add_full(s, n, page);
2329         }
2330
2331         l = m;
2332         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2333                                 old.freelist, old.counters,
2334                                 new.freelist, new.counters,
2335                                 "unfreezing slab"))
2336                 goto redo;
2337
2338         if (lock)
2339                 spin_unlock(&n->list_lock);
2340
2341         if (m == M_PARTIAL)
2342                 stat(s, tail);
2343         else if (m == M_FULL)
2344                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2345         else if (m == M_FREE) {
2346                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2347                 discard_slab(s, page);
2348                 stat(s, FREE_SLAB);
2349         }
2350
2351         c->page = NULL;
2352         c->freelist = NULL;
2353 }
2354
2355 /*
2356  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2357  *
2358  * This function must be called with interrupts disabled
2359  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2360  * to guarantee no concurrent accesses).
2361  */
2362 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2363                 struct kmem_cache_cpu *c)
2364 {
2365 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2366         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2367         struct page *page, *discard_page = NULL;
2368
2369         while ((page = slub_percpu_partial(c))) {
2370                 struct page new;
2371                 struct page old;
2372
2373                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2374
2375                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2376                 if (n != n2) {
2377                         if (n)
2378                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2379
2380                         n = n2;
2381                         spin_lock(&n->list_lock);
2382                 }
2383
2384                 do {
2385
2386                         old.freelist = page->freelist;
2387                         old.counters = page->counters;
2388                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2389
2390                         new.counters = old.counters;
2391                         new.freelist = old.freelist;
2392
2393                         new.frozen = 0;
2394
2395                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2396                                 old.freelist, old.counters,
2397                                 new.freelist, new.counters,
2398                                 "unfreezing slab"));
2399
2400                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2401                         page->next = discard_page;
2402                         discard_page = page;
2403                 } else {
2404                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2405                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2406                 }
2407         }
2408
2409         if (n)
2410                 spin_unlock(&n->list_lock);
2411
2412         while (discard_page) {
2413                 page = discard_page;
2414                 discard_page = discard_page->next;
2415
2416                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2417                 discard_slab(s, page);
2418                 stat(s, FREE_SLAB);
2419         }
2420 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2421 }
2422
2423 /*
2424  * Put a page that was just frozen (in __slab_free|get_partial_node) into a
2425  * partial page slot if available.
2426  *
2427  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2428  * per node partial list.
2429  */
2430 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2431 {
2432 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2433         struct page *oldpage;
2434         int pages;
2435         int pobjects;
2436
2437         preempt_disable();
2438         do {
2439                 pages = 0;
2440                 pobjects = 0;
2441                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2442
2443                 if (oldpage) {
2444                         pobjects = oldpage->pobjects;
2445                         pages = oldpage->pages;
2446                         if (drain && pobjects > slub_cpu_partial(s)) {
2447                                 unsigned long flags;
2448                                 /*
2449                                  * partial array is full. Move the existing
2450                                  * set to the per node partial list.
2451                                  */
2452                                 local_irq_save(flags);
2453                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2454                                 local_irq_restore(flags);
2455                                 oldpage = NULL;
2456                                 pobjects = 0;
2457                                 pages = 0;
2458                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2459                         }
2460                 }
2461
2462                 pages++;
2463                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2464
2465                 page->pages = pages;
2466                 page->pobjects = pobjects;
2467                 page->next = oldpage;
2468
2469         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2470                                                                 != oldpage);
2471         preempt_enable();
2472 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2473 }
2474
2475 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2476 {
2477         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2478         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2479
2480         c->tid = next_tid(c->tid);
2481 }
2482
2483 /*
2484  * Flush cpu slab.
2485  *
2486  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2487  */
2488 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2489 {
2490         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2491
2492         if (c->page)
2493                 flush_slab(s, c);
2494
2495         unfreeze_partials(s, c);
2496 }
2497
2498 static void flush_cpu_slab(void *d)
2499 {
2500         struct kmem_cache *s = d;
2501
2502         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2503 }
2504
2505 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2506 {
2507         struct kmem_cache *s = info;
2508         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2509
2510         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2511 }
2512
2513 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2514 {
2515         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1);
2516 }
2517
2518 /*
2519  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2520  * necessary.
2521  */
2522 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2523 {
2524         struct kmem_cache *s;
2525         unsigned long flags;
2526
2527         mutex_lock(&slab_mutex);
2528         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2529                 local_irq_save(flags);
2530                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2531                 local_irq_restore(flags);
2532         }
2533         mutex_unlock(&slab_mutex);
2534         return 0;
2535 }
2536
2537 /*
2538  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2539  * locality expectations.
2540  */
2541 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2542 {
2543 #ifdef CONFIG_NUMA
2544         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2545                 return 0;
2546 #endif
2547         return 1;
2548 }
2549
2550 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2551 static int count_free(struct page *page)
2552 {
2553         return page->objects - page->inuse;
2554 }
2555
2556 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2557 {
2558         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2559 }
2560 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2561
2562 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2563 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2564                                         int (*get_count)(struct page *))
2565 {
2566         unsigned long flags;
2567         unsigned long x = 0;
2568         struct page *page;
2569
2570         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2571         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
2572                 x += get_count(page);
2573         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2574         return x;
2575 }
2576 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2577
2578 static noinline void
2579 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2580 {
2581 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2582         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2583                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2584         int node;
2585         struct kmem_cache_node *n;
2586
2587         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2588                 return;
2589
2590         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2591                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2592         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2593                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2594                 oo_order(s->min));
2595
2596         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2597                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2598                         s->name);
2599
2600         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2601                 unsigned long nr_slabs;
2602                 unsigned long nr_objs;
2603                 unsigned long nr_free;
2604
2605                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2606                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2607                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2608
2609                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2610                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2611         }
2612 #endif
2613 }
2614
2615 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2616 {
2617         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2618                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2619
2620         return true;
2621 }
2622
2623 /*
2624  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2625  * per cpu freelist or deactivate the page.
2626  *
2627  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2628  *
2629  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2630  *
2631  * This function must be called with interrupt disabled.
2632  */
2633 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2634 {
2635         struct page new;
2636         unsigned long counters;
2637         void *freelist;
2638
2639         do {
2640                 freelist = page->freelist;
2641                 counters = page->counters;
2642
2643                 new.counters = counters;
2644                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2645
2646                 new.inuse = page->objects;
2647                 new.frozen = freelist != NULL;
2648
2649         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2650                 freelist, counters,
2651                 NULL, new.counters,
2652                 "get_freelist"));
2653
2654         return freelist;
2655 }
2656
2657 /*
2658  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2659  * debugging duties.
2660  *
2661  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2662  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2663  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2664  *
2665  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2666  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2667  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2668  *
2669  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2670  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2671  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2672  *
2673  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2674  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2675  */
2676 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2677                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2678 {
2679         void *freelist;
2680         struct page *page;
2681
2682         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2683
2684         page = c->page;
2685         if (!page) {
2686                 /*
2687                  * if the node is not online or has no normal memory, just
2688                  * ignore the node constraint
2689                  */
2690                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
2691                              !node_isset(node, slab_nodes)))
2692                         node = NUMA_NO_NODE;
2693                 goto new_slab;
2694         }
2695 redo:
2696
2697         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2698                 /*
2699                  * same as above but node_match() being false already
2700                  * implies node != NUMA_NO_NODE
2701                  */
2702                 if (!node_isset(node, slab_nodes)) {
2703                         node = NUMA_NO_NODE;
2704                         goto redo;
2705                 } else {
2706                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2707                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2708                         goto new_slab;
2709                 }
2710         }
2711
2712         /*
2713          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2714          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2715          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2716          */
2717         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2718                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2719                 goto new_slab;
2720         }
2721
2722         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2723         freelist = c->freelist;
2724         if (freelist)
2725                 goto load_freelist;
2726
2727         freelist = get_freelist(s, page);
2728
2729         if (!freelist) {
2730                 c->page = NULL;
2731                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2732                 goto new_slab;
2733         }
2734
2735         stat(s, ALLOC_REFILL);
2736
2737 load_freelist:
2738         /*
2739          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2740          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2741          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2742          */
2743         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2744         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2745         c->tid = next_tid(c->tid);
2746         return freelist;
2747
2748 new_slab:
2749
2750         if (slub_percpu_partial(c)) {
2751                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2752                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2753                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2754                 goto redo;
2755         }
2756
2757         freelist = get_partial(s, gfpflags, node, &page);
2758         if (freelist) {
2759                 c->page = page;
2760                 goto check_new_page;
2761         }
2762
2763         page = new_slab(s, gfpflags, node);
2764
2765         if (unlikely(!page)) {
2766                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2767                 return NULL;
2768         }
2769
2770         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2771         if (c->page)
2772                 flush_slab(s, c);
2773
2774         /*
2775          * No other reference to the page yet so we can
2776          * muck around with it freely without cmpxchg
2777          */
2778         freelist = page->freelist;
2779         page->freelist = NULL;
2780
2781         stat(s, ALLOC_SLAB);
2782         c->page = page;
2783
2784 check_new_page:
2785
2786         if (kmem_cache_debug(s)) {
2787                 if (!alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2788                         /* Slab failed checks. Next slab needed */
2789                         goto new_slab;
2790                 else
2791                         /*
2792                          * For debug case, we don't load freelist so that all
2793                          * allocations go through alloc_debug_processing()
2794                          */
2795                         goto return_single;
2796         }
2797
2798         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2799                 /*
2800                  * For !pfmemalloc_match() case we don't load freelist so that
2801                  * we don't make further mismatched allocations easier.
2802                  */
2803                 goto return_single;
2804
2805         goto load_freelist;
2806
2807 return_single:
2808
2809         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2810         return freelist;
2811 }
2812
2813 /*
2814  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2815  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2816  */
2817 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2818                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2819 {
2820         void *p;
2821         unsigned long flags;
2822
2823         local_irq_save(flags);
2824 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2825         /*
2826          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2827          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2828          * pointer.
2829          */
2830         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2831 #endif
2832
2833         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2834         local_irq_restore(flags);
2835         return p;
2836 }
2837
2838 /*
2839  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
2840  * zeroing out freelist pointer.
2841  */
2842 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
2843                                                    void *obj)
2844 {
2845         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj)
2846                 memset((void *)((char *)kasan_reset_tag(obj) + s->offset),
2847                         0, sizeof(void *));
2848 }
2849
2850 /*
2851  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2852  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2853  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2854  *
2855  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2856  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2857  *
2858  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2859  */
2860 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2861                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
2862 {
2863         void *object;
2864         struct kmem_cache_cpu *c;
2865         struct page *page;
2866         unsigned long tid;
2867         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2868         bool init = false;
2869
2870         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, 1, gfpflags);
2871         if (!s)
2872                 return NULL;
2873
2874         object = kfence_alloc(s, orig_size, gfpflags);
2875         if (unlikely(object))
2876                 goto out;
2877
2878 redo:
2879         /*
2880          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2881          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2882          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2883          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2884          *
2885          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2886          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPTION so we need
2887          * to check if it is matched or not.
2888          */
2889         do {
2890                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2891                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2892         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
2893                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2894
2895         /*
2896          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2897          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2898          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2899          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2900          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2901          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2902          */
2903         barrier();
2904
2905         /*
2906          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2907          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2908          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2909          * linked list in between.
2910          */
2911
2912         object = c->freelist;
2913         page = c->page;
2914         if (unlikely(!object || !page || !node_match(page, node))) {
2915                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2916         } else {
2917                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2918
2919                 /*
2920                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2921                  * operation and if we are on the right processor.
2922                  *
2923                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2924                  * semantics!)
2925                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2926                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2927                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2928                  *
2929                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2930                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2931                  * other cpus.
2932                  */
2933                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2934                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2935                                 object, tid,
2936                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2937
2938                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2939                         goto redo;
2940                 }
2941                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2942                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2943         }
2944
2945         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
2946         init = slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s);
2947
2948 out:
2949         slab_post_alloc_hook(s, objcg, gfpflags, 1, &object, init);
2950
2951         return object;
2952 }
2953
2954 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2955                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr, size_t orig_size)
2956 {
2957         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr, orig_size);
2958 }
2959
2960 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2961 {
2962         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_, s->object_size);
2963
2964         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2965                                 s->size, gfpflags);
2966
2967         return ret;
2968 }
2969 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2970
2971 #ifdef CONFIG_TRACING
2972 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2973 {
2974         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_, size);
2975         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2976         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2977         return ret;
2978 }
2979 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2980 #endif
2981
2982 #ifdef CONFIG_NUMA
2983 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2984 {
2985         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_, s->object_size);
2986
2987         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2988                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2989
2990         return ret;
2991 }
2992 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2993
2994 #ifdef CONFIG_TRACING
2995 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2996                                     gfp_t gfpflags,
2997                                     int node, size_t size)
2998 {
2999         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_, size);
3000
3001         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3002                            size, s->size, gfpflags, node);
3003
3004         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
3005         return ret;
3006 }
3007 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3008 #endif
3009 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3010
3011 /*
3012  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
3013  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
3014  *
3015  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
3016  * lock and free the item. If there is no additional partial page
3017  * handling required then we can return immediately.
3018  */
3019 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3020                         void *head, void *tail, int cnt,
3021                         unsigned long addr)
3022
3023 {
3024         void *prior;
3025         int was_frozen;
3026         struct page new;
3027         unsigned long counters;
3028         struct kmem_cache_node *n = NULL;
3029         unsigned long flags;
3030
3031         stat(s, FREE_SLOWPATH);
3032
3033         if (kfence_free(head))
3034                 return;
3035
3036         if (kmem_cache_debug(s) &&
3037             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
3038                 return;
3039
3040         do {
3041                 if (unlikely(n)) {
3042                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3043                         n = NULL;
3044                 }
3045                 prior = page->freelist;
3046                 counters = page->counters;
3047                 set_freepointer(s, tail, prior);
3048                 new.counters = counters;
3049                 was_frozen = new.frozen;
3050                 new.inuse -= cnt;
3051                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
3052
3053                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
3054
3055                                 /*
3056                                  * Slab was on no list before and will be
3057                                  * partially empty
3058                                  * We can defer the list move and instead
3059                                  * freeze it.
3060                                  */
3061                                 new.frozen = 1;
3062
3063                         } else { /* Needs to be taken off a list */
3064
3065                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
3066                                 /*
3067                                  * Speculatively acquire the list_lock.
3068                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
3069                                  * drop the list_lock without any processing.
3070                                  *
3071                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
3072                                  * other processors updating the list of slabs.
3073                                  */
3074                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3075
3076                         }
3077                 }
3078
3079         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
3080                 prior, counters,
3081                 head, new.counters,
3082                 "__slab_free"));
3083
3084         if (likely(!n)) {
3085
3086                 if (likely(was_frozen)) {
3087                         /*
3088                          * The list lock was not taken therefore no list
3089                          * activity can be necessary.
3090                          */
3091                         stat(s, FREE_FROZEN);
3092                 } else if (new.frozen) {
3093                         /*
3094                          * If we just froze the page then put it onto the
3095                          * per cpu partial list.
3096                          */
3097                         put_cpu_partial(s, page, 1);
3098                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
3099                 }
3100
3101                 return;
3102         }
3103
3104         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
3105                 goto slab_empty;
3106
3107         /*
3108          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
3109          * then add it.
3110          */
3111         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
3112                 remove_full(s, n, page);
3113                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
3114                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
3115         }
3116         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3117         return;
3118
3119 slab_empty:
3120         if (prior) {
3121                 /*
3122                  * Slab on the partial list.
3123                  */
3124                 remove_partial(n, page);
3125                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
3126         } else {
3127                 /* Slab must be on the full list */
3128                 remove_full(s, n, page);
3129         }
3130
3131         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3132         stat(s, FREE_SLAB);
3133         discard_slab(s, page);
3134 }
3135
3136 /*
3137  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
3138  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
3139  *
3140  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
3141  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
3142  * the item before.
3143  *
3144  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
3145  * with all sorts of special processing.
3146  *
3147  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
3148  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
3149  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
3150  */
3151 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
3152                                 struct page *page, void *head, void *tail,
3153                                 int cnt, unsigned long addr)
3154 {
3155         void *tail_obj = tail ? : head;
3156         struct kmem_cache_cpu *c;
3157         unsigned long tid;
3158
3159         memcg_slab_free_hook(s, &head, 1);
3160 redo:
3161         /*
3162          * Determine the currently cpus per cpu slab.
3163          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
3164          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
3165          * during the cmpxchg then the free will succeed.
3166          */
3167         do {
3168                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
3169                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3170         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
3171                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
3172
3173         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
3174         barrier();
3175
3176         if (likely(page == c->page)) {
3177                 void **freelist = READ_ONCE(c->freelist);
3178
3179                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
3180
3181                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
3182                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
3183                                 freelist, tid,
3184                                 head, next_tid(tid)))) {
3185
3186                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
3187                         goto redo;
3188                 }
3189                 stat(s, FREE_FASTPATH);
3190         } else
3191                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
3192
3193 }
3194
3195 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3196                                       void *head, void *tail, int cnt,
3197                                       unsigned long addr)
3198 {
3199         /*
3200          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
3201          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
3202          */
3203         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
3204                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
3205 }
3206
3207 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
3208 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3209 {
3210         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3211 }
3212 #endif
3213
3214 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3215 {
3216         s = cache_from_obj(s, x);
3217         if (!s)
3218                 return;
3219         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3220         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x, s->name);
3221 }
3222 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3223
3224 struct detached_freelist {
3225         struct page *page;
3226         void *tail;
3227         void *freelist;
3228         int cnt;
3229         struct kmem_cache *s;
3230 };
3231
3232 static inline void free_nonslab_page(struct page *page, void *object)
3233 {
3234         unsigned int order = compound_order(page);
3235
3236         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
3237         kfree_hook(object);
3238         mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B, -(PAGE_SIZE << order));
3239         __free_pages(page, order);
3240 }
3241
3242 /*
3243  * This function progressively scans the array with free objects (with
3244  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3245  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3246  * page/objects.  This can happen without any need for
3247  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3248  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3249  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3250  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3251  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3252  * to performance reasons.
3253  */
3254 static inline
3255 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3256                             void **p, struct detached_freelist *df)
3257 {
3258         size_t first_skipped_index = 0;
3259         int lookahead = 3;
3260         void *object;
3261         struct page *page;
3262
3263         /* Always re-init detached_freelist */
3264         df->page = NULL;
3265
3266         do {
3267                 object = p[--size];
3268                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3269         } while (!object && size);
3270
3271         if (!object)
3272                 return 0;
3273
3274         page = virt_to_head_page(object);
3275         if (!s) {
3276                 /* Handle kalloc'ed objects */
3277                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3278                         free_nonslab_page(page, object);
3279                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3280                         return size;
3281                 }
3282                 /* Derive kmem_cache from object */
3283                 df->s = page->slab_cache;
3284         } else {
3285                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3286         }
3287
3288         if (is_kfence_address(object)) {
3289                 slab_free_hook(df->s, object, false);
3290                 __kfence_free(object);
3291                 p[size] = NULL; /* mark object processed */
3292                 return size;
3293         }
3294
3295         /* Start new detached freelist */
3296         df->page = page;
3297         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3298         df->tail = object;
3299         df->freelist = object;
3300         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3301         df->cnt = 1;
3302
3303         while (size) {
3304                 object = p[--size];
3305                 if (!object)
3306                         continue; /* Skip processed objects */
3307
3308                 /* df->page is always set at this point */
3309                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3310                         /* Opportunity build freelist */
3311                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3312                         df->freelist = object;
3313                         df->cnt++;
3314                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3315
3316                         continue;
3317                 }
3318
3319                 /* Limit look ahead search */
3320                 if (!--lookahead)
3321                         break;
3322
3323                 if (!first_skipped_index)
3324                         first_skipped_index = size + 1;
3325         }
3326
3327         return first_skipped_index;
3328 }
3329
3330 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3331 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3332 {
3333         if (WARN_ON(!size))
3334                 return;
3335
3336         memcg_slab_free_hook(s, p, size);
3337         do {
3338                 struct detached_freelist df;
3339
3340                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3341                 if (!df.page)
3342                         continue;
3343
3344                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt, _RET_IP_);
3345         } while (likely(size));
3346 }
3347 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3348
3349 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3350 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3351                           void **p)
3352 {
3353         struct kmem_cache_cpu *c;
3354         int i;
3355         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3356
3357         /* memcg and kmem_cache debug support */
3358         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, size, flags);
3359         if (unlikely(!s))
3360                 return false;
3361         /*
3362          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3363          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3364          * handlers invoking normal fastpath.
3365          */
3366         local_irq_disable();
3367         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3368
3369         for (i = 0; i < size; i++) {
3370                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
3371
3372                 if (unlikely(object)) {
3373                         p[i] = object;
3374                         continue;
3375                 }
3376
3377                 object = c->freelist;
3378                 if (unlikely(!object)) {
3379                         /*
3380                          * We may have removed an object from c->freelist using
3381                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
3382                          * c->tid has not been bumped yet.
3383                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
3384                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
3385                          */
3386                         c->tid = next_tid(c->tid);
3387
3388                         /*
3389                          * Invoking slow path likely have side-effect
3390                          * of re-populating per CPU c->freelist
3391                          */
3392                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3393                                             _RET_IP_, c);
3394                         if (unlikely(!p[i]))
3395                                 goto error;
3396
3397                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3398                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3399
3400                         continue; /* goto for-loop */
3401                 }
3402                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3403                 p[i] = object;
3404                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3405         }
3406         c->tid = next_tid(c->tid);
3407         local_irq_enable();
3408
3409         /*
3410          * memcg and kmem_cache debug support and memory initialization.
3411          * Done outside of the IRQ disabled fastpath loop.
3412          */
3413         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p,
3414                                 slab_want_init_on_alloc(flags, s));
3415         return i;
3416 error:
3417         local_irq_enable();
3418         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, i, p, false);
3419         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3420         return 0;
3421 }
3422 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3423
3424
3425 /*
3426  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3427  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3428  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3429  * another.
3430  *
3431  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3432  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3433  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3434  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3435  * locking overhead.
3436  */
3437
3438 /*
3439  * Minimum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3440  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3441  * and increases the number of allocations possible without having to
3442  * take the list_lock.
3443  */
3444 static unsigned int slub_min_order;
3445 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3446 static unsigned int slub_min_objects;
3447
3448 /*
3449  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3450  *
3451  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3452  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3453  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3454  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3455  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3456  * would be wasted.
3457  *
3458  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3459  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3460  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3461  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3462  *
3463  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3464  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3465  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3466  * of space in favor of a small page order.
3467  *
3468  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3469  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3470  * requested a higher minimum order then we start with that one instead of
3471  * the smallest order which will fit the object.
3472  */
3473 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3474                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3475                 unsigned int fract_leftover)
3476 {
3477         unsigned int min_order = slub_min_order;
3478         unsigned int order;
3479
3480         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3481                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3482
3483         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3484                         order <= max_order; order++) {
3485
3486                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3487                 unsigned int rem;
3488
3489                 rem = slab_size % size;
3490
3491                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3492                         break;
3493         }
3494
3495         return order;
3496 }
3497
3498 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3499 {
3500         unsigned int order;
3501         unsigned int min_objects;
3502         unsigned int max_objects;
3503         unsigned int nr_cpus;
3504
3505         /*
3506          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3507          * works by first attempting to generate a layout with
3508          * the best configuration and backing off gradually.
3509          *
3510          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3511          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3512          */
3513         min_objects = slub_min_objects;
3514         if (!min_objects) {
3515                 /*
3516                  * Some architectures will only update present cpus when
3517                  * onlining them, so don't trust the number if it's just 1. But
3518                  * we also don't want to use nr_cpu_ids always, as on some other
3519                  * architectures, there can be many possible cpus, but never
3520                  * onlined. Here we compromise between trying to avoid too high
3521                  * order on systems that appear larger than they are, and too
3522                  * low order on systems that appear smaller than they are.
3523                  */
3524                 nr_cpus = num_present_cpus();
3525                 if (nr_cpus <= 1)
3526                         nr_cpus = nr_cpu_ids;
3527                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpus) + 1);
3528         }
3529         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3530         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3531
3532         while (min_objects > 1) {
3533                 unsigned int fraction;
3534
3535                 fraction = 16;
3536                 while (fraction >= 4) {
3537                         order = slab_order(size, min_objects,
3538                                         slub_max_order, fraction);
3539                         if (order <= slub_max_order)
3540                                 return order;
3541                         fraction /= 2;
3542                 }
3543                 min_objects--;
3544         }
3545
3546         /*
3547          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3548          * lets see if we can place a single object there.
3549          */
3550         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3551         if (order <= slub_max_order)
3552                 return order;
3553
3554         /*
3555          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3556          */
3557         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3558         if (order < MAX_ORDER)
3559                 return order;
3560         return -ENOSYS;
3561 }
3562
3563 static void
3564 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3565 {
3566         n->nr_partial = 0;
3567         spin_lock_init(&n->list_lock);
3568         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3569 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3570         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3571         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3572         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3573 #endif
3574 }
3575
3576 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3577 {
3578         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3579                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3580
3581         /*
3582          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3583          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3584          */
3585         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3586                                      2 * sizeof(void *));
3587
3588         if (!s->cpu_slab)
3589                 return 0;
3590
3591         init_kmem_cache_cpus(s);
3592
3593         return 1;
3594 }
3595
3596 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3597
3598 /*
3599  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3600  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3601  * possible.
3602  *
3603  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3604  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3605  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3606  */
3607 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3608 {
3609         struct page *page;
3610         struct kmem_cache_node *n;
3611
3612         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3613
3614         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3615
3616         BUG_ON(!page);
3617         if (page_to_nid(page) != node) {
3618                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3619                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3620         }
3621
3622         n = page->freelist;
3623         BUG_ON(!n);
3624 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3625         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3626         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3627 #endif
3628         n = kasan_slab_alloc(kmem_cache_node, n, GFP_KERNEL, false);
3629         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3630         page->inuse = 1;
3631         page->frozen = 0;
3632         kmem_cache_node->node[node] = n;
3633         init_kmem_cache_node(n);
3634         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3635
3636         /*
3637          * No locks need to be taken here as it has just been
3638          * initialized and there is no concurrent access.
3639          */
3640         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3641 }
3642
3643 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3644 {
3645         int node;
3646         struct kmem_cache_node *n;
3647
3648         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3649                 s->node[node] = NULL;
3650                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3651         }
3652 }
3653
3654 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3655 {
3656         cache_random_seq_destroy(s);
3657         free_percpu(s->cpu_slab);
3658         free_kmem_cache_nodes(s);
3659 }
3660
3661 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3662 {
3663         int node;
3664
3665         for_each_node_mask(node, slab_nodes) {
3666                 struct kmem_cache_node *n;
3667
3668                 if (slab_state == DOWN) {
3669                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3670                         continue;
3671                 }
3672                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3673                                                 GFP_KERNEL, node);
3674
3675                 if (!n) {
3676                         free_kmem_cache_nodes(s);
3677                         return 0;
3678                 }
3679
3680                 init_kmem_cache_node(n);
3681                 s->node[node] = n;
3682         }
3683         return 1;
3684 }
3685
3686 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3687 {
3688         if (min < MIN_PARTIAL)
3689                 min = MIN_PARTIAL;
3690         else if (min > MAX_PARTIAL)
3691                 min = MAX_PARTIAL;
3692         s->min_partial = min;
3693 }
3694
3695 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3696 {
3697 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3698         /*
3699          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3700          * per cpu partial lists of a processor.
3701          *
3702          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3703          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3704          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3705          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3706          *
3707          * This setting also determines
3708          *
3709          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3710          *    per node list when we reach the limit.
3711          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3712          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3713          *    50% to keep some capacity around for frees.
3714          */
3715         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3716                 slub_set_cpu_partial(s, 0);
3717         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3718                 slub_set_cpu_partial(s, 2);
3719         else if (s->size >= 1024)
3720                 slub_set_cpu_partial(s, 6);
3721         else if (s->size >= 256)
3722                 slub_set_cpu_partial(s, 13);
3723         else
3724                 slub_set_cpu_partial(s, 30);
3725 #endif
3726 }
3727
3728 /*
3729  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3730  * a slab object.
3731  */
3732 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3733 {
3734         slab_flags_t flags = s->flags;
3735         unsigned int size = s->object_size;
3736         unsigned int order;
3737
3738         /*
3739          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3740          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3741          * the possible location of the free pointer.
3742          */
3743         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3744
3745 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3746         /*
3747          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3748          * the slab may touch the object after free or before allocation
3749          * then we should never poison the object itself.
3750          */
3751         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3752                         !s->ctor)
3753                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3754         else
3755                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3756
3757
3758         /*
3759          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3760          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3761          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3762          */
3763         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3764                 size += sizeof(void *);
3765 #endif
3766
3767         /*
3768          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3769          * by the object and redzoning.
3770          */
3771         s->inuse = size;
3772
3773         if ((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3774             ((flags & SLAB_RED_ZONE) && s->object_size < sizeof(void *)) ||
3775             s->ctor) {
3776                 /*
3777                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3778                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3779                  * kmem_cache_free.
3780                  *
3781                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3782                  * destructor, are poisoning the objects, or are
3783                  * redzoning an object smaller than sizeof(void *).
3784                  *
3785                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
3786                  * pointer is outside of the object is used in the
3787                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
3788                  * longer true, the function needs to be modified.
3789                  */
3790                 s->offset = size;
3791                 size += sizeof(void *);
3792         } else {
3793                 /*
3794                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
3795                  * it away from the edges of the object to avoid small
3796                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
3797                  */
3798                 s->offset = ALIGN_DOWN(s->object_size / 2, sizeof(void *));
3799         }
3800
3801 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3802         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3803                 /*
3804                  * Need to store information about allocs and frees after
3805                  * the object.
3806                  */
3807                 size += 2 * sizeof(struct track);
3808 #endif
3809
3810         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3811 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3812         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3813                 /*
3814                  * Add some empty padding so that we can catch
3815                  * overwrites from earlier objects rather than let
3816                  * tracking information or the free pointer be
3817                  * corrupted if a user writes before the start
3818                  * of the object.
3819                  */
3820                 size += sizeof(void *);
3821
3822                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3823                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3824                 size += s->red_left_pad;
3825         }
3826 #endif
3827
3828         /*
3829          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3830          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3831          * each object to conform to the alignment.
3832          */
3833         size = ALIGN(size, s->align);
3834         s->size = size;
3835         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
3836         if (forced_order >= 0)
3837                 order = forced_order;
3838         else
3839                 order = calculate_order(size);
3840
3841         if ((int)order < 0)
3842                 return 0;
3843
3844         s->allocflags = 0;
3845         if (order)
3846                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3847
3848         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3849                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3850
3851         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
3852                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
3853
3854         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3855                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3856
3857         /*
3858          * Determine the number of objects per slab
3859          */
3860         s->oo = oo_make(order, size);
3861         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3862         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3863                 s->max = s->oo;
3864
3865         return !!oo_objects(s->oo);
3866 }
3867
3868 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3869 {
3870         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name);
3871 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3872         s->random = get_random_long();
3873 #endif
3874
3875         if (!calculate_sizes(s, -1))
3876                 goto error;
3877         if (disable_higher_order_debug) {
3878                 /*
3879                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3880                  * order increased.
3881                  */
3882                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3883                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3884                         s->offset = 0;
3885                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3886                                 goto error;
3887                 }
3888         }
3889
3890 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3891     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3892         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3893                 /* Enable fast mode */
3894                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3895 #endif
3896
3897         /*
3898          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3899          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3900          */
3901         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3902
3903         set_cpu_partial(s);
3904
3905 #ifdef CONFIG_NUMA
3906         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3907 #endif
3908
3909         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3910         if (slab_state >= UP) {
3911                 if (init_cache_random_seq(s))
3912                         goto error;
3913         }
3914
3915         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3916                 goto error;
3917
3918         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3919                 return 0;
3920
3921         free_kmem_cache_nodes(s);
3922 error:
3923         return -EINVAL;
3924 }
3925
3926 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3927                               const char *text)
3928 {
3929 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3930         void *addr = page_address(page);
3931         unsigned long *map;
3932         void *p;
3933
3934         slab_err(s, page, text, s->name);
3935         slab_lock(page);
3936
3937         map = get_map(s, page);
3938         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3939
3940                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map)) {
3941                         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3942                         print_tracking(s, p);
3943                 }
3944         }
3945         put_map(map);
3946         slab_unlock(page);
3947 #endif
3948 }
3949
3950 /*
3951  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3952  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3953  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3954  */
3955 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3956 {
3957         LIST_HEAD(discard);
3958         struct page *page, *h;
3959
3960         BUG_ON(irqs_disabled());
3961         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3962         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, slab_list) {
3963                 if (!page->inuse) {
3964                         remove_partial(n, page);
3965                         list_add(&page->slab_list, &discard);
3966                 } else {
3967                         list_slab_objects(s, page,
3968                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3969                 }
3970         }
3971         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3972
3973         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, slab_list)
3974                 discard_slab(s, page);
3975 }
3976
3977 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
3978 {
3979         int node;
3980         struct kmem_cache_node *n;
3981
3982         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3983                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3984                         return false;
3985         return true;
3986 }
3987
3988 /*
3989  * Release all resources used by a slab cache.
3990  */
3991 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3992 {
3993         int node;
3994         struct kmem_cache_node *n;
3995
3996         flush_all(s);
3997         /* Attempt to free all objects */
3998         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3999                 free_partial(s, n);
4000                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
4001                         return 1;
4002         }
4003         return 0;
4004 }
4005
4006 #ifdef CONFIG_PRINTK
4007 void kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct page *page)
4008 {
4009         void *base;
4010         int __maybe_unused i;
4011         unsigned int objnr;
4012         void *objp;
4013         void *objp0;
4014         struct kmem_cache *s = page->slab_cache;
4015         struct track __maybe_unused *trackp;
4016
4017         kpp->kp_ptr = object;
4018         kpp->kp_page = page;
4019         kpp->kp_slab_cache = s;
4020         base = page_address(page);
4021         objp0 = kasan_reset_tag(object);
4022 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4023         objp = restore_red_left(s, objp0);
4024 #else
4025         objp = objp0;
4026 #endif
4027         objnr = obj_to_index(s, page, objp);
4028         kpp->kp_data_offset = (unsigned long)((char *)objp0 - (char *)objp);
4029         objp = base + s->size * objnr;
4030         kpp->kp_objp = objp;
4031         if (WARN_ON_ONCE(objp < base || objp >= base + page->objects * s->size || (objp - base) % s->size) ||
4032             !(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4033                 return;
4034 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4035         objp = fixup_red_left(s, objp);
4036         trackp = get_track(s, objp, TRACK_ALLOC);
4037         kpp->kp_ret = (void *)trackp->addr;
4038 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
4039         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++) {
4040                 kpp->kp_stack[i] = (void *)trackp->addrs[i];
4041                 if (!kpp->kp_stack[i])
4042                         break;
4043         }
4044
4045         trackp = get_track(s, objp, TRACK_FREE);
4046         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++) {
4047                 kpp->kp_free_stack[i] = (void *)trackp->addrs[i];
4048                 if (!kpp->kp_free_stack[i])
4049                         break;
4050         }
4051 #endif
4052 #endif
4053 }
4054 #endif
4055
4056 /********************************************************************
4057  *              Kmalloc subsystem
4058  *******************************************************************/
4059
4060 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
4061 {
4062         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
4063
4064         return 1;
4065 }
4066
4067 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
4068
4069 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
4070 {
4071         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
4072         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
4073
4074         return 1;
4075 }
4076
4077 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
4078
4079 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
4080 {
4081         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
4082
4083         return 1;
4084 }
4085
4086 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
4087
4088 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
4089 {
4090         struct kmem_cache *s;
4091         void *ret;
4092
4093         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4094                 return kmalloc_large(size, flags);
4095
4096         s = kmalloc_slab(size, flags);
4097
4098         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4099                 return s;
4100
4101         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_, size);
4102
4103         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
4104
4105         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4106
4107         return ret;
4108 }
4109 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
4110
4111 #ifdef CONFIG_NUMA
4112 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4113 {
4114         struct page *page;
4115         void *ptr = NULL;
4116         unsigned int order = get_order(size);
4117
4118         flags |= __GFP_COMP;
4119         page = alloc_pages_node(node, flags, order);
4120         if (page) {
4121                 ptr = page_address(page);
4122                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4123                                       PAGE_SIZE << order);
4124         }
4125
4126         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
4127 }
4128
4129 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4130 {
4131         struct kmem_cache *s;
4132         void *ret;
4133
4134         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4135                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
4136
4137                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
4138                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4139                                    flags, node);
4140
4141                 return ret;
4142         }
4143
4144         s = kmalloc_slab(size, flags);
4145
4146         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4147                 return s;
4148
4149         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_, size);
4150
4151         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
4152
4153         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4154
4155         return ret;
4156 }
4157 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
4158 #endif  /* CONFIG_NUMA */
4159
4160 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
4161 /*
4162  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
4163  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
4164  * cache's usercopy region.
4165  *
4166  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4167  * to indicate an error.
4168  */
4169 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
4170                          bool to_user)
4171 {
4172         struct kmem_cache *s;
4173         unsigned int offset;
4174         size_t object_size;
4175         bool is_kfence = is_kfence_address(ptr);
4176
4177         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
4178
4179         /* Find object and usable object size. */
4180         s = page->slab_cache;
4181
4182         /* Reject impossible pointers. */
4183         if (ptr < page_address(page))
4184                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
4185                                to_user, 0, n);
4186
4187         /* Find offset within object. */
4188         if (is_kfence)
4189                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
4190         else
4191                 offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
4192
4193         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
4194         if (!is_kfence && kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
4195                 if (offset < s->red_left_pad)
4196                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
4197                                        s->name, to_user, offset, n);
4198                 offset -= s->red_left_pad;
4199         }
4200
4201         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
4202         if (offset >= s->useroffset &&
4203             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
4204             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
4205                 return;
4206
4207         /*
4208          * If the copy is still within the allocated object, produce
4209          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
4210          * to be a temporary method to find any missing usercopy
4211          * whitelists.
4212          */
4213         object_size = slab_ksize(s);
4214         if (usercopy_fallback &&
4215             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
4216                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4217                 return;
4218         }
4219
4220         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4221 }
4222 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4223
4224 size_t __ksize(const void *object)
4225 {
4226         struct page *page;
4227
4228         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
4229                 return 0;
4230
4231         page = virt_to_head_page(object);
4232
4233         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4234                 WARN_ON(!PageCompound(page));
4235                 return page_size(page);
4236         }
4237
4238         return slab_ksize(page->slab_cache);
4239 }
4240 EXPORT_SYMBOL(__ksize);
4241
4242 void kfree(const void *x)
4243 {
4244         struct page *page;
4245         void *object = (void *)x;
4246
4247         trace_kfree(_RET_IP_, x);
4248
4249         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
4250                 return;
4251
4252         page = virt_to_head_page(x);
4253         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4254                 free_nonslab_page(page, object);
4255                 return;
4256         }
4257         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
4258 }
4259 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4260
4261 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
4262
4263 /*
4264  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
4265  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
4266  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
4267  *
4268  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
4269  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
4270  * are freed in them.
4271  */
4272 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
4273 {
4274         int node;
4275         int i;
4276         struct kmem_cache_node *n;
4277         struct page *page;
4278         struct page *t;
4279         struct list_head discard;
4280         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
4281         unsigned long flags;
4282         int ret = 0;
4283
4284         flush_all(s);
4285         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4286                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
4287                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
4288                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
4289
4290                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4291
4292                 /*
4293                  * Build lists of slabs to discard or promote.
4294                  *
4295                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
4296                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
4297                  */
4298                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, slab_list) {
4299                         int free = page->objects - page->inuse;
4300
4301                         /* Do not reread page->inuse */
4302                         barrier();
4303
4304                         /* We do not keep full slabs on the list */
4305                         BUG_ON(free <= 0);
4306
4307                         if (free == page->objects) {
4308                                 list_move(&page->slab_list, &discard);
4309                                 n->nr_partial--;
4310                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4311                                 list_move(&page->slab_list, promote + free - 1);
4312                 }
4313
4314                 /*
4315                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4316                  * partial list.
4317                  */
4318                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4319                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4320
4321                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4322
4323                 /* Release empty slabs */
4324                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, slab_list)
4325                         discard_slab(s, page);
4326
4327                 if (slabs_node(s, node))
4328                         ret = 1;
4329         }
4330
4331         return ret;
4332 }
4333
4334 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4335 {
4336         struct kmem_cache *s;
4337
4338         mutex_lock(&slab_mutex);
4339         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4340                 __kmem_cache_shrink(s);
4341         mutex_unlock(&slab_mutex);
4342
4343         return 0;
4344 }
4345
4346 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4347 {
4348         struct memory_notify *marg = arg;
4349         int offline_node;
4350
4351         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4352
4353         /*
4354          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4355          * for it yet.
4356          */
4357         if (offline_node < 0)
4358                 return;
4359
4360         mutex_lock(&slab_mutex);
4361         node_clear(offline_node, slab_nodes);
4362         /*
4363          * We no longer free kmem_cache_node structures here, as it would be
4364          * racy with all get_node() users, and infeasible to protect them with
4365          * slab_mutex.
4366          */
4367         mutex_unlock(&slab_mutex);
4368 }
4369
4370 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4371 {
4372         struct kmem_cache_node *n;
4373         struct kmem_cache *s;
4374         struct memory_notify *marg = arg;
4375         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4376         int ret = 0;
4377
4378         /*
4379          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4380          * already created. Nothing to do.
4381          */
4382         if (nid < 0)
4383                 return 0;
4384
4385         /*
4386          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4387          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4388          * online.
4389          */
4390         mutex_lock(&slab_mutex);
4391         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4392                 /*
4393                  * The structure may already exist if the node was previously
4394                  * onlined and offlined.
4395                  */
4396                 if (get_node(s, nid))
4397                         continue;
4398                 /*
4399                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4400                  *      since memory is not yet available from the node that
4401                  *      is brought up.
4402                  */
4403                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4404                 if (!n) {
4405                         ret = -ENOMEM;
4406                         goto out;
4407                 }
4408                 init_kmem_cache_node(n);
4409                 s->node[nid] = n;
4410         }
4411         /*
4412          * Any cache created after this point will also have kmem_cache_node
4413          * initialized for the new node.
4414          */
4415         node_set(nid, slab_nodes);
4416 out:
4417         mutex_unlock(&slab_mutex);
4418         return ret;
4419 }
4420
4421 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4422                                 unsigned long action, void *arg)
4423 {
4424         int ret = 0;
4425
4426         switch (action) {
4427         case MEM_GOING_ONLINE:
4428                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4429                 break;
4430         case MEM_GOING_OFFLINE:
4431                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4432                 break;
4433         case MEM_OFFLINE:
4434         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4435                 slab_mem_offline_callback(arg);
4436                 break;
4437         case MEM_ONLINE:
4438         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4439                 break;
4440         }
4441         if (ret)
4442                 ret = notifier_from_errno(ret);
4443         else
4444                 ret = NOTIFY_OK;
4445         return ret;
4446 }
4447
4448 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4449         .notifier_call = slab_memory_callback,
4450         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4451 };
4452
4453 /********************************************************************
4454  *                      Basic setup of slabs
4455  *******************************************************************/
4456
4457 /*
4458  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4459  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4460  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4461  */
4462
4463 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4464 {
4465         int node;
4466         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4467         struct kmem_cache_node *n;
4468
4469         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4470
4471         /*
4472          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4473          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4474          * IPIs around.
4475          */
4476         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4477         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4478                 struct page *p;
4479
4480                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
4481                         p->slab_cache = s;
4482
4483 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4484                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
4485                         p->slab_cache = s;
4486 #endif
4487         }
4488         list_add(&s->list, &slab_caches);
4489         return s;
4490 }
4491
4492 void __init kmem_cache_init(void)
4493 {
4494         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4495                 boot_kmem_cache_node;
4496         int node;
4497
4498         if (debug_guardpage_minorder())
4499                 slub_max_order = 0;
4500
4501         /* Print slub debugging pointers without hashing */
4502         if (__slub_debug_enabled())
4503                 no_hash_pointers_enable(NULL);
4504
4505         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4506         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4507
4508         /*
4509          * Initialize the nodemask for which we will allocate per node
4510          * structures. Here we don't need taking slab_mutex yet.
4511          */
4512         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4513                 node_set(node, slab_nodes);
4514
4515         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4516                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4517
4518         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4519
4520         /* Able to allocate the per node structures */
4521         slab_state = PARTIAL;
4522
4523         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4524                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4525                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4526                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4527
4528         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4529         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4530
4531         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4532         setup_kmalloc_cache_index_table();
4533         create_kmalloc_caches(0);
4534
4535         /* Setup random freelists for each cache */
4536         init_freelist_randomization();
4537
4538         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4539                                   slub_cpu_dead);
4540
4541         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
4542                 cache_line_size(),
4543                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4544                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4545 }
4546
4547 void __init kmem_cache_init_late(void)
4548 {
4549 }
4550
4551 struct kmem_cache *
4552 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4553                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4554 {
4555         struct kmem_cache *s;
4556
4557         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4558         if (s) {
4559                 s->refcount++;
4560
4561                 /*
4562                  * Adjust the object sizes so that we clear
4563                  * the complete object on kzalloc.
4564                  */
4565                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4566                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4567
4568                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4569                         s->refcount--;
4570                         s = NULL;
4571                 }
4572         }
4573
4574         return s;
4575 }
4576
4577 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4578 {
4579         int err;
4580
4581         err = kmem_cache_open(s, flags);
4582         if (err)
4583                 return err;
4584
4585         /* Mutex is not taken during early boot */
4586         if (slab_state <= UP)
4587                 return 0;
4588
4589         err = sysfs_slab_add(s);
4590         if (err)
4591                 __kmem_cache_release(s);
4592
4593         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
4594                 debugfs_slab_add(s);
4595
4596         return err;
4597 }
4598
4599 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4600 {
4601         struct kmem_cache *s;
4602         void *ret;
4603
4604         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4605                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4606
4607         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4608
4609         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4610                 return s;
4611
4612         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller, size);
4613
4614         /* Honor the call site pointer we received. */
4615         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4616
4617         return ret;
4618 }
4619 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
4620
4621 #ifdef CONFIG_NUMA
4622 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4623                                         int node, unsigned long caller)
4624 {
4625         struct kmem_cache *s;
4626         void *ret;
4627
4628         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4629                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4630
4631                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4632                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4633                                    gfpflags, node);
4634
4635                 return ret;
4636         }
4637
4638         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4639
4640         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4641                 return s;
4642
4643         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller, size);
4644
4645         /* Honor the call site pointer we received. */
4646         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4647
4648         return ret;
4649 }
4650 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
4651 #endif
4652
4653 #ifdef CONFIG_SYSFS
4654 static int count_inuse(struct page *page)
4655 {
4656         return page->inuse;
4657 }
4658
4659 static int count_total(struct page *page)
4660 {
4661         return page->objects;
4662 }
4663 #endif
4664
4665 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4666 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4667                           unsigned long *obj_map)
4668 {
4669         void *p;
4670         void *addr = page_address(page);
4671
4672         slab_lock(page);
4673
4674         if (!check_slab(s, page) || !on_freelist(s, page, NULL))
4675                 goto unlock;
4676
4677         /* Now we know that a valid freelist exists */
4678         __fill_map(obj_map, s, page);
4679         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4680                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map) ?
4681                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
4682
4683                 if (!check_object(s, page, p, val))
4684                         break;
4685         }
4686 unlock:
4687         slab_unlock(page);
4688 }
4689
4690 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4691                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *obj_map)
4692 {
4693         unsigned long count = 0;
4694         struct page *page;
4695         unsigned long flags;
4696
4697         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4698
4699         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list) {
4700                 validate_slab(s, page, obj_map);
4701                 count++;
4702         }
4703         if (count != n->nr_partial) {
4704                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4705                        s->name, count, n->nr_partial);
4706                 slab_add_kunit_errors();
4707         }
4708
4709         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4710                 goto out;
4711
4712         list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list) {
4713                 validate_slab(s, page, obj_map);
4714                 count++;
4715         }
4716         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs)) {
4717                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4718                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4719                 slab_add_kunit_errors();
4720         }
4721
4722 out:
4723         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4724         return count;
4725 }
4726
4727 long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4728 {
4729         int node;
4730         unsigned long count = 0;
4731         struct kmem_cache_node *n;
4732         unsigned long *obj_map;
4733
4734         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
4735         if (!obj_map)
4736                 return -ENOMEM;
4737
4738         flush_all(s);
4739         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4740                 count += validate_slab_node(s, n, obj_map);
4741
4742         bitmap_free(obj_map);
4743
4744         return count;
4745 }
4746 EXPORT_SYMBOL(validate_slab_cache);
4747
4748 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
4749 /*
4750  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4751  * and freed.
4752  */
4753
4754 struct location {
4755         unsigned long count;
4756         unsigned long addr;
4757         long long sum_time;
4758         long min_time;
4759         long max_time;
4760         long min_pid;
4761         long max_pid;
4762         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4763         nodemask_t nodes;
4764 };
4765
4766 struct loc_track {
4767         unsigned long max;
4768         unsigned long count;
4769         struct location *loc;
4770 };
4771
4772 static struct dentry *slab_debugfs_root;
4773
4774 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4775 {
4776         if (t->max)
4777                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4778                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4779 }
4780
4781 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4782 {
4783         struct location *l;
4784         int order;
4785
4786         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4787
4788         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4789         if (!l)
4790                 return 0;
4791
4792         if (t->count) {
4793                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4794                 free_loc_track(t);
4795         }
4796         t->max = max;
4797         t->loc = l;
4798         return 1;
4799 }
4800
4801 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4802                                 const struct track *track)
4803 {
4804         long start, end, pos;
4805         struct location *l;
4806         unsigned long caddr;
4807         unsigned long age = jiffies - track->when;
4808
4809         start = -1;
4810         end = t->count;
4811
4812         for ( ; ; ) {
4813                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4814
4815                 /*
4816                  * There is nothing at "end". If we end up there
4817                  * we need to add something to before end.
4818                  */
4819                 if (pos == end)
4820                         break;
4821
4822                 caddr = t->loc[pos].addr;
4823                 if (track->addr == caddr) {
4824
4825                         l = &t->loc[pos];
4826                         l->count++;
4827                         if (track->when) {
4828                                 l->sum_time += age;
4829                                 if (age < l->min_time)
4830                                         l->min_time = age;
4831                                 if (age > l->max_time)
4832                                         l->max_time = age;
4833
4834                                 if (track->pid < l->min_pid)
4835                                         l->min_pid = track->pid;
4836                                 if (track->pid > l->max_pid)
4837                                         l->max_pid = track->pid;
4838
4839                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4840                                                 to_cpumask(l->cpus));
4841                         }
4842                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4843                         return 1;
4844                 }
4845
4846                 if (track->addr < caddr)
4847                         end = pos;
4848                 else
4849                         start = pos;
4850         }
4851
4852         /*
4853          * Not found. Insert new tracking element.
4854          */
4855         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4856                 return 0;
4857
4858         l = t->loc + pos;
4859         if (pos < t->count)
4860                 memmove(l + 1, l,
4861                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4862         t->count++;
4863         l->count = 1;
4864         l->addr = track->addr;
4865         l->sum_time = age;
4866         l->min_time = age;
4867         l->max_time = age;
4868         l->min_pid = track->pid;
4869         l->max_pid = track->pid;
4870         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4871         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4872         nodes_clear(l->nodes);
4873         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4874         return 1;
4875 }
4876
4877 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4878                 struct page *page, enum track_item alloc,
4879                 unsigned long *obj_map)
4880 {
4881         void *addr = page_address(page);
4882         void *p;
4883
4884         __fill_map(obj_map, s, page);
4885
4886         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4887                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map))
4888                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4889 }
4890 #endif  /* CONFIG_DEBUG_FS   */
4891 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4892
4893 #ifdef CONFIG_SYSFS
4894 enum slab_stat_type {
4895         SL_ALL,                 /* All slabs */
4896         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4897         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4898         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4899         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4900 };
4901
4902 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4903 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4904 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4905 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4906 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4907
4908 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4909                                  char *buf, unsigned long flags)
4910 {
4911         unsigned long total = 0;
4912         int node;
4913         int x;
4914         unsigned long *nodes;
4915         int len = 0;
4916
4917         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4918         if (!nodes)
4919                 return -ENOMEM;
4920
4921         if (flags & SO_CPU) {
4922                 int cpu;
4923
4924                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4925                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4926                                                                cpu);
4927                         int node;
4928                         struct page *page;
4929
4930                         page = READ_ONCE(c->page);
4931                         if (!page)
4932                                 continue;
4933
4934                         node = page_to_nid(page);
4935                         if (flags & SO_TOTAL)
4936                                 x = page->objects;
4937                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4938                                 x = page->inuse;
4939                         else
4940                                 x = 1;
4941
4942                         total += x;
4943                         nodes[node] += x;
4944
4945                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4946                         if (page) {
4947                                 node = page_to_nid(page);
4948                                 if (flags & SO_TOTAL)
4949                                         WARN_ON_ONCE(1);
4950                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4951                                         WARN_ON_ONCE(1);
4952                                 else
4953                                         x = page->pages;
4954                                 total += x;
4955                                 nodes[node] += x;
4956                         }
4957                 }
4958         }
4959
4960         /*
4961          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
4962          * already held which will conflict with an existing lock order:
4963          *
4964          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
4965          *
4966          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
4967          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
4968          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
4969          */
4970
4971 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4972         if (flags & SO_ALL) {
4973                 struct kmem_cache_node *n;
4974
4975                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4976
4977                         if (flags & SO_TOTAL)
4978                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4979                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4980                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4981                                         count_partial(n, count_free);
4982                         else
4983                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4984                         total += x;
4985                         nodes[node] += x;
4986                 }
4987
4988         } else
4989 #endif
4990         if (flags & SO_PARTIAL) {
4991                 struct kmem_cache_node *n;
4992
4993                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4994                         if (flags & SO_TOTAL)
4995                                 x = count_partial(n, count_total);
4996                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4997                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4998                         else
4999                                 x = n->nr_partial;
5000                         total += x;
5001                         nodes[node] += x;
5002                 }
5003         }
5004
5005         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", total);
5006 #ifdef CONFIG_NUMA
5007         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
5008                 if (nodes[node])
5009                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " N%d=%lu",
5010                                              node, nodes[node]);
5011         }
5012 #endif
5013         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5014         kfree(nodes);
5015
5016         return len;
5017 }
5018
5019 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
5020 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
5021
5022 struct slab_attribute {
5023         struct attribute attr;
5024         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
5025         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
5026 };
5027
5028 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
5029         static struct slab_attribute _name##_attr = \
5030         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
5031
5032 #define SLAB_ATTR(_name) \
5033         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
5034         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
5035
5036 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5037 {
5038         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->size);
5039 }
5040 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
5041
5042 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5043 {
5044         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->align);
5045 }
5046 SLAB_ATTR_RO(align);
5047
5048 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5049 {
5050         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->object_size);
5051 }
5052 SLAB_ATTR_RO(object_size);
5053
5054 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5055 {
5056         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
5057 }
5058 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
5059
5060 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5061 {
5062         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
5063 }
5064 SLAB_ATTR_RO(order);
5065
5066 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5067 {
5068         return sysfs_emit(buf, "%lu\n", s->min_partial);
5069 }
5070
5071 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5072                                  size_t length)
5073 {
5074         unsigned long min;
5075         int err;
5076
5077         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
5078         if (err)
5079                 return err;
5080
5081         set_min_partial(s, min);
5082         return length;
5083 }
5084 SLAB_ATTR(min_partial);
5085
5086 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5087 {
5088         return sysfs_emit(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
5089 }
5090
5091 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5092                                  size_t length)
5093 {
5094         unsigned int objects;
5095         int err;
5096
5097         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5098         if (err)
5099                 return err;
5100         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5101                 return -EINVAL;
5102
5103         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5104         flush_all(s);
5105         return length;
5106 }
5107 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5108
5109 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5110 {
5111         if (!s->ctor)
5112                 return 0;
5113         return sysfs_emit(buf, "%pS\n", s->ctor);
5114 }
5115 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5116
5117 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5118 {
5119         return sysfs_emit(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5120 }
5121 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5122
5123 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5124 {
5125         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5126 }
5127 SLAB_ATTR_RO(partial);
5128
5129 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5130 {
5131         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5132 }
5133 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5134
5135 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5136 {
5137         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5138 }
5139 SLAB_ATTR_RO(objects);
5140
5141 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5142 {
5143         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5144 }
5145 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5146
5147 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5148 {
5149         int objects = 0;
5150         int pages = 0;
5151         int cpu;
5152         int len = 0;
5153
5154         for_each_online_cpu(cpu) {
5155                 struct page *page;
5156
5157                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5158
5159                 if (page) {
5160                         pages += page->pages;
5161                         objects += page->pobjects;
5162                 }
5163         }
5164
5165         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%d(%d)", objects, pages);
5166
5167 #ifdef CONFIG_SMP
5168         for_each_online_cpu(cpu) {
5169                 struct page *page;
5170
5171                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5172                 if (page)
5173                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%d(%d)",
5174                                              cpu, page->pobjects, page->pages);
5175         }
5176 #endif
5177         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5178
5179         return len;
5180 }
5181 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5182
5183 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5184 {
5185         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5186 }
5187 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
5188
5189 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5190 {
5191         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5192 }
5193 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5194
5195 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5196 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5197 {
5198         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5199 }
5200 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5201 #endif
5202
5203 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5204 {
5205         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->usersize);
5206 }
5207 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5208
5209 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5210 {
5211         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5212 }
5213 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5214
5215 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5216 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5217 {
5218         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5219 }
5220 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5221
5222 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5223 {
5224         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5225 }
5226 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5227
5228 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5229 {
5230         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5231 }
5232 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
5233
5234 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5235 {
5236         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5237 }
5238 SLAB_ATTR_RO(trace);
5239
5240 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5241 {
5242         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5243 }
5244
5245 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
5246
5247 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5248 {
5249         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5250 }
5251
5252 SLAB_ATTR_RO(poison);
5253
5254 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5255 {
5256         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5257 }
5258
5259 SLAB_ATTR_RO(store_user);
5260
5261 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5262 {
5263         return 0;
5264 }
5265
5266 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5267                         const char *buf, size_t length)
5268 {
5269         int ret = -EINVAL;
5270
5271         if (buf[0] == '1') {
5272                 ret = validate_slab_cache(s);
5273                 if (ret >= 0)
5274                         ret = length;
5275         }
5276         return ret;
5277 }
5278 SLAB_ATTR(validate);
5279
5280 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5281
5282 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5283 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5284 {
5285         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5286 }
5287 SLAB_ATTR_RO(failslab);
5288 #endif
5289
5290 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5291 {
5292         return 0;
5293 }
5294
5295 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5296                         const char *buf, size_t length)
5297 {
5298         if (buf[0] == '1')
5299                 kmem_cache_shrink(s);
5300         else
5301                 return -EINVAL;
5302         return length;
5303 }
5304 SLAB_ATTR(shrink);
5305
5306 #ifdef CONFIG_NUMA
5307 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5308 {
5309         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5310 }
5311
5312 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5313                                 const char *buf, size_t length)
5314 {
5315         unsigned int ratio;
5316         int err;
5317
5318         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5319         if (err)
5320                 return err;
5321         if (ratio > 100)
5322                 return -ERANGE;
5323
5324         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5325
5326         return length;
5327 }
5328 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5329 #endif
5330
5331 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5332 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5333 {
5334         unsigned long sum  = 0;
5335         int cpu;
5336         int len = 0;
5337         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5338
5339         if (!data)
5340                 return -ENOMEM;
5341
5342         for_each_online_cpu(cpu) {
5343                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5344
5345                 data[cpu] = x;
5346                 sum += x;
5347         }
5348
5349         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", sum);
5350
5351 #ifdef CONFIG_SMP
5352         for_each_online_cpu(cpu) {
5353                 if (data[cpu])
5354                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%u",
5355                                              cpu, data[cpu]);
5356         }
5357 #endif
5358         kfree(data);
5359         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5360
5361         return len;
5362 }
5363
5364 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5365 {
5366         int cpu;
5367
5368         for_each_online_cpu(cpu)
5369                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5370 }
5371
5372 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5373 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5374 {                                                               \
5375         return show_stat(s, buf, si);                           \
5376 }                                                               \
5377 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5378                                 const char *buf, size_t length) \
5379 {                                                               \
5380         if (buf[0] != '0')                                      \
5381                 return -EINVAL;                                 \
5382         clear_stat(s, si);                                      \
5383         return length;                                          \
5384 }                                                               \
5385 SLAB_ATTR(text);                                                \
5386
5387 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5388 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5389 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5390 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5391 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5392 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5393 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5394 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5395 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5396 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5397 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5398 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5399 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5400 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5401 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5402 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5403 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5404 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5405 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5406 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5407 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5408 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5409 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5410 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5411 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5412 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5413 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
5414
5415 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5416         &slab_size_attr.attr,
5417         &object_size_attr.attr,
5418         &objs_per_slab_attr.attr,
5419         &order_attr.attr,
5420         &min_partial_attr.attr,
5421         &cpu_partial_attr.attr,
5422         &objects_attr.attr,
5423         &objects_partial_attr.attr,
5424         &partial_attr.attr,
5425         &cpu_slabs_attr.attr,
5426         &ctor_attr.attr,
5427         &aliases_attr.attr,
5428         &align_attr.attr,
5429         &hwcache_align_attr.attr,
5430         &reclaim_account_attr.attr,
5431         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5432         &shrink_attr.attr,
5433         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5434 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5435         &total_objects_attr.attr,
5436         &slabs_attr.attr,
5437         &sanity_checks_attr.attr,
5438         &trace_attr.attr,
5439         &red_zone_attr.attr,
5440         &poison_attr.attr,
5441         &store_user_attr.attr,
5442         &validate_attr.attr,
5443 #endif
5444 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5445         &cache_dma_attr.attr,
5446 #endif
5447 #ifdef CONFIG_NUMA
5448         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5449 #endif
5450 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5451         &alloc_fastpath_attr.attr,
5452         &alloc_slowpath_attr.attr,
5453         &free_fastpath_attr.attr,
5454         &free_slowpath_attr.attr,
5455         &free_frozen_attr.attr,
5456         &free_add_partial_attr.attr,
5457         &free_remove_partial_attr.attr,
5458         &alloc_from_partial_attr.attr,
5459         &alloc_slab_attr.attr,
5460         &alloc_refill_attr.attr,
5461         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5462         &free_slab_attr.attr,
5463         &cpuslab_flush_attr.attr,
5464         &deactivate_full_attr.attr,
5465         &deactivate_empty_attr.attr,
5466         &deactivate_to_head_attr.attr,
5467         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5468         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5469         &deactivate_bypass_attr.attr,
5470         &order_fallback_attr.attr,
5471         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5472         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5473         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5474         &cpu_partial_free_attr.attr,
5475         &cpu_partial_node_attr.attr,
5476         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5477 #endif
5478 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5479         &failslab_attr.attr,
5480 #endif
5481         &usersize_attr.attr,
5482
5483         NULL
5484 };
5485
5486 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5487         .attrs = slab_attrs,
5488 };
5489
5490 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5491                                 struct attribute *attr,
5492                                 char *buf)
5493 {
5494         struct slab_attribute *attribute;
5495         struct kmem_cache *s;
5496         int err;
5497
5498         attribute = to_slab_attr(attr);
5499         s = to_slab(kobj);
5500
5501         if (!attribute->show)
5502                 return -EIO;
5503
5504         err = attribute->show(s, buf);
5505
5506         return err;
5507 }
5508
5509 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5510                                 struct attribute *attr,
5511                                 const char *buf, size_t len)
5512 {
5513         struct slab_attribute *attribute;
5514         struct kmem_cache *s;
5515         int err;
5516
5517         attribute = to_slab_attr(attr);
5518         s = to_slab(kobj);
5519
5520         if (!attribute->store)
5521                 return -EIO;
5522
5523         err = attribute->store(s, buf, len);
5524         return err;
5525 }
5526
5527 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5528 {
5529         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5530 }
5531
5532 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5533         .show = slab_attr_show,
5534         .store = slab_attr_store,
5535 };
5536
5537 static struct kobj_type slab_ktype = {
5538         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5539         .release = kmem_cache_release,
5540 };
5541
5542 static struct kset *slab_kset;
5543
5544 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5545 {
5546         return slab_kset;
5547 }
5548
5549 #define ID_STR_LENGTH 64
5550
5551 /* Create a unique string id for a slab cache:
5552  *
5553  * Format       :[flags-]size
5554  */
5555 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5556 {
5557         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5558         char *p = name;
5559
5560         BUG_ON(!name);
5561
5562         *p++ = ':';
5563         /*
5564          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5565          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5566          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5567          * are matched during merging to guarantee that the id is
5568          * unique.
5569          */
5570         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5571                 *p++ = 'd';
5572         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5573                 *p++ = 'D';
5574         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5575                 *p++ = 'a';
5576         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5577                 *p++ = 'F';
5578         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5579                 *p++ = 'A';
5580         if (p != name + 1)
5581                 *p++ = '-';
5582         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5583
5584         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5585         return name;
5586 }
5587
5588 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5589 {
5590         int err;
5591         const char *name;
5592         struct kset *kset = cache_kset(s);
5593         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5594
5595         if (!kset) {
5596                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5597                 return 0;
5598         }
5599
5600         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5601                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5602                 unmergeable = 1;
5603
5604         if (unmergeable) {
5605                 /*
5606                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5607                  * This is typically the case for debug situations. In that
5608                  * case we can catch duplicate names easily.
5609                  */
5610                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5611                 name = s->name;
5612         } else {
5613                 /*
5614                  * Create a unique name for the slab as a target
5615                  * for the symlinks.
5616                  */
5617                 name = create_unique_id(s);
5618         }
5619
5620         s->kobj.kset = kset;
5621         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5622         if (err)
5623                 goto out;
5624
5625         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5626         if (err)
5627                 goto out_del_kobj;
5628
5629         if (!unmergeable) {
5630                 /* Setup first alias */
5631                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5632         }
5633 out:
5634         if (!unmergeable)
5635                 kfree(name);
5636         return err;
5637 out_del_kobj:
5638         kobject_del(&s->kobj);
5639         goto out;
5640 }
5641
5642 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5643 {
5644         if (slab_state >= FULL)
5645                 kobject_del(&s->kobj);
5646 }
5647
5648 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5649 {
5650         if (slab_state >= FULL)
5651                 kobject_put(&s->kobj);
5652 }
5653
5654 /*
5655  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5656  * available lest we lose that information.
5657  */
5658 struct saved_alias {
5659         struct kmem_cache *s;
5660         const char *name;
5661         struct saved_alias *next;
5662 };
5663
5664 static struct saved_alias *alias_list;
5665
5666 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5667 {
5668         struct saved_alias *al;
5669
5670         if (slab_state == FULL) {
5671                 /*
5672                  * If we have a leftover link then remove it.
5673                  */
5674                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5675                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5676         }
5677
5678         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5679         if (!al)
5680                 return -ENOMEM;
5681
5682         al->s = s;
5683         al->name = name;
5684         al->next = alias_list;
5685         alias_list = al;
5686         return 0;
5687 }
5688
5689 static int __init slab_sysfs_init(void)
5690 {
5691         struct kmem_cache *s;
5692         int err;
5693
5694         mutex_lock(&slab_mutex);
5695
5696         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
5697         if (!slab_kset) {
5698                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5699                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5700                 return -ENOSYS;
5701         }
5702
5703         slab_state = FULL;
5704
5705         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5706                 err = sysfs_slab_add(s);
5707                 if (err)
5708                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5709                                s->name);
5710         }
5711
5712         while (alias_list) {
5713                 struct saved_alias *al = alias_list;
5714
5715                 alias_list = alias_list->next;
5716                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5717                 if (err)
5718                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5719                                al->name);
5720                 kfree(al);
5721         }
5722
5723         mutex_unlock(&slab_mutex);
5724         return 0;
5725 }
5726
5727 __initcall(slab_sysfs_init);
5728 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5729
5730 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) && defined(CONFIG_DEBUG_FS)
5731 static int slab_debugfs_show(struct seq_file *seq, void *v)
5732 {
5733
5734         struct location *l;
5735         unsigned int idx = *(unsigned int *)v;
5736         struct loc_track *t = seq->private;
5737
5738         if (idx < t->count) {
5739                 l = &t->loc[idx];
5740
5741                 seq_printf(seq, "%7ld ", l->count);
5742
5743                 if (l->addr)
5744                         seq_printf(seq, "%pS", (void *)l->addr);
5745                 else
5746                         seq_puts(seq, "<not-available>");
5747
5748                 if (l->sum_time != l->min_time) {
5749                         seq_printf(seq, " age=%ld/%llu/%ld",
5750                                 l->min_time, div_u64(l->sum_time, l->count),
5751                                 l->max_time);
5752                 } else
5753                         seq_printf(seq, " age=%ld", l->min_time);
5754
5755                 if (l->min_pid != l->max_pid)
5756                         seq_printf(seq, " pid=%ld-%ld", l->min_pid, l->max_pid);
5757                 else
5758                         seq_printf(seq, " pid=%ld",
5759                                 l->min_pid);
5760
5761                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)))
5762                         seq_printf(seq, " cpus=%*pbl",
5763                                  cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
5764
5765                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes))
5766                         seq_printf(seq, " nodes=%*pbl",
5767                                  nodemask_pr_args(&l->nodes));
5768
5769                 seq_puts(seq, "\n");
5770         }
5771
5772         if (!idx && !t->count)
5773                 seq_puts(seq, "No data\n");
5774
5775         return 0;
5776 }
5777
5778 static void slab_debugfs_stop(struct seq_file *seq, void *v)
5779 {
5780 }
5781
5782 static void *slab_debugfs_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *ppos)
5783 {
5784         struct loc_track *t = seq->private;
5785
5786         v = ppos;
5787         ++*ppos;
5788         if (*ppos <= t->count)
5789                 return v;
5790
5791         return NULL;
5792 }
5793
5794 static void *slab_debugfs_start(struct seq_file *seq, loff_t *ppos)
5795 {
5796         return ppos;
5797 }
5798
5799 static const struct seq_operations slab_debugfs_sops = {
5800         .start  = slab_debugfs_start,
5801         .next   = slab_debugfs_next,
5802         .stop   = slab_debugfs_stop,
5803         .show   = slab_debugfs_show,
5804 };
5805
5806 static int slab_debug_trace_open(struct inode *inode, struct file *filep)
5807 {
5808
5809         struct kmem_cache_node *n;
5810         enum track_item alloc;
5811         int node;
5812         struct loc_track *t = __seq_open_private(filep, &slab_debugfs_sops,
5813                                                 sizeof(struct loc_track));
5814         struct kmem_cache *s = file_inode(filep)->i_private;
5815         unsigned long *obj_map;
5816
5817         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
5818         if (!obj_map)
5819                 return -ENOMEM;
5820
5821         if (strcmp(filep->f_path.dentry->d_name.name, "alloc_traces") == 0)
5822                 alloc = TRACK_ALLOC;
5823         else
5824                 alloc = TRACK_FREE;
5825
5826         if (!alloc_loc_track(t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location), GFP_KERNEL)) {
5827                 bitmap_free(obj_map);
5828                 return -ENOMEM;
5829         }
5830
5831         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5832                 unsigned long flags;
5833                 struct page *page;
5834
5835                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
5836                         continue;
5837
5838                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5839                 list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
5840                         process_slab(t, s, page, alloc, obj_map);
5841                 list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list)
5842                         process_slab(t, s, page, alloc, obj_map);
5843                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5844         }
5845
5846         bitmap_free(obj_map);
5847         return 0;
5848 }
5849
5850 static int slab_debug_trace_release(struct inode *inode, struct file *file)
5851 {
5852         struct seq_file *seq = file->private_data;
5853         struct loc_track *t = seq->private;
5854
5855         free_loc_track(t);
5856         return seq_release_private(inode, file);
5857 }
5858
5859 static const struct file_operations slab_debugfs_fops = {
5860         .open    = slab_debug_trace_open,
5861         .read    = seq_read,
5862         .llseek  = seq_lseek,
5863         .release = slab_debug_trace_release,
5864 };
5865
5866 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5867 {
5868         struct dentry *slab_cache_dir;
5869
5870         if (unlikely(!slab_debugfs_root))
5871                 return;
5872
5873         slab_cache_dir = debugfs_create_dir(s->name, slab_debugfs_root);
5874
5875         debugfs_create_file("alloc_traces", 0400,
5876                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
5877
5878         debugfs_create_file("free_traces", 0400,
5879                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
5880 }
5881
5882 void debugfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5883 {
5884         debugfs_remove_recursive(debugfs_lookup(s->name, slab_debugfs_root));
5885 }
5886
5887 static int __init slab_debugfs_init(void)
5888 {
5889         struct kmem_cache *s;
5890
5891         slab_debugfs_root = debugfs_create_dir("slab", NULL);
5892
5893         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
5894                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
5895                         debugfs_slab_add(s);
5896
5897         return 0;
5898
5899 }
5900 __initcall(slab_debugfs_init);
5901 #endif
5902 /*
5903  * The /proc/slabinfo ABI
5904  */
5905 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5906 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5907 {
5908         unsigned long nr_slabs = 0;
5909         unsigned long nr_objs = 0;
5910         unsigned long nr_free = 0;
5911         int node;
5912         struct kmem_cache_node *n;
5913
5914         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5915                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5916                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5917                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5918         }
5919
5920         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5921         sinfo->num_objs = nr_objs;
5922         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5923         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5924         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5925         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5926 }
5927
5928 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5929 {
5930 }
5931
5932 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5933                        size_t count, loff_t *ppos)
5934 {
5935         return -EIO;
5936 }
5937 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */