cd6aeeec44176b12ad62ae1dc8fd2ed13eac6f11
[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         return allocate_slab(s,
1889                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1890 }
1891
1892 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1893 {
1894         int order = compound_order(page);
1895         int pages = 1 << order;
1896
1897         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
1898                 void *p;
1899
1900                 slab_pad_check(s, page);
1901                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1902                                                 page->objects)
1903                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1904         }
1905
1906         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1907         __ClearPageSlab(page);
1908         /* In union with page->mapping where page allocator expects NULL */
1909         page->slab_cache = NULL;
1910         if (current->reclaim_state)
1911                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1912         unaccount_slab_page(page, order, s);
1913         __free_pages(page, order);
1914 }
1915
1916 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1917 {
1918         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1919
1920         __free_slab(page->slab_cache, page);
1921 }
1922
1923 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1924 {
1925         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1926                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1927         } else
1928                 __free_slab(s, page);
1929 }
1930
1931 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1932 {
1933         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1934         free_slab(s, page);
1935 }
1936
1937 /*
1938  * Management of partially allocated slabs.
1939  */
1940 static inline void
1941 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1942 {
1943         n->nr_partial++;
1944         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1945                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->partial);
1946         else
1947                 list_add(&page->slab_list, &n->partial);
1948 }
1949
1950 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1951                                 struct page *page, int tail)
1952 {
1953         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1954         __add_partial(n, page, tail);
1955 }
1956
1957 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1958                                         struct page *page)
1959 {
1960         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1961         list_del(&page->slab_list);
1962         n->nr_partial--;
1963 }
1964
1965 /*
1966  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1967  * return the pointer to the freelist.
1968  *
1969  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1970  */
1971 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1972                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1973                 int mode, int *objects)
1974 {
1975         void *freelist;
1976         unsigned long counters;
1977         struct page new;
1978
1979         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1980
1981         /*
1982          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1983          * The old freelist is the list of objects for the
1984          * per cpu allocation list.
1985          */
1986         freelist = page->freelist;
1987         counters = page->counters;
1988         new.counters = counters;
1989         *objects = new.objects - new.inuse;
1990         if (mode) {
1991                 new.inuse = page->objects;
1992                 new.freelist = NULL;
1993         } else {
1994                 new.freelist = freelist;
1995         }
1996
1997         VM_BUG_ON(new.frozen);
1998         new.frozen = 1;
1999
2000         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2001                         freelist, counters,
2002                         new.freelist, new.counters,
2003                         "acquire_slab"))
2004                 return NULL;
2005
2006         remove_partial(n, page);
2007         WARN_ON(!freelist);
2008         return freelist;
2009 }
2010
2011 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
2012 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
2013
2014 /*
2015  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
2016  */
2017 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
2018                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
2019 {
2020         struct page *page, *page2;
2021         void *object = NULL;
2022         unsigned int available = 0;
2023         int objects;
2024
2025         /*
2026          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
2027          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
2028          * partial slab and there is none available then get_partial()
2029          * will return NULL.
2030          */
2031         if (!n || !n->nr_partial)
2032                 return NULL;
2033
2034         spin_lock(&n->list_lock);
2035         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, slab_list) {
2036                 void *t;
2037
2038                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
2039                         continue;
2040
2041                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
2042                 if (!t)
2043                         break;
2044
2045                 available += objects;
2046                 if (!object) {
2047                         c->page = page;
2048                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
2049                         object = t;
2050                 } else {
2051                         put_cpu_partial(s, page, 0);
2052                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
2053                 }
2054                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
2055                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
2056                         break;
2057
2058         }
2059         spin_unlock(&n->list_lock);
2060         return object;
2061 }
2062
2063 /*
2064  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2065  */
2066 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2067                 struct kmem_cache_cpu *c)
2068 {
2069 #ifdef CONFIG_NUMA
2070         struct zonelist *zonelist;
2071         struct zoneref *z;
2072         struct zone *zone;
2073         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(flags);
2074         void *object;
2075         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2076
2077         /*
2078          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2079          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2080          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2081          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2082          *
2083          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2084          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2085          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2086          * from other nodes and filled up.
2087          *
2088          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2089          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2090          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2091          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2092          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2093          * with available objects.
2094          */
2095         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2096                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2097                 return NULL;
2098
2099         do {
2100                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2101                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
2102                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2103                         struct kmem_cache_node *n;
2104
2105                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2106
2107                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
2108                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2109                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
2110                                 if (object) {
2111                                         /*
2112                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2113                                          * here - if mems_allowed was updated in
2114                                          * parallel, that was a harmless race
2115                                          * between allocation and the cpuset
2116                                          * update
2117                                          */
2118                                         return object;
2119                                 }
2120                         }
2121                 }
2122         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2123 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2124         return NULL;
2125 }
2126
2127 /*
2128  * Get a partial page, lock it and return it.
2129  */
2130 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
2131                 struct kmem_cache_cpu *c)
2132 {
2133         void *object;
2134         int searchnode = node;
2135
2136         if (node == NUMA_NO_NODE)
2137                 searchnode = numa_mem_id();
2138
2139         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
2140         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
2141                 return object;
2142
2143         return get_any_partial(s, flags, c);
2144 }
2145
2146 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2147 /*
2148  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2149  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2150  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2151  */
2152 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2153 #else
2154 /*
2155  * No preemption supported therefore also no need to check for
2156  * different cpus.
2157  */
2158 #define TID_STEP 1
2159 #endif
2160
2161 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2162 {
2163         return tid + TID_STEP;
2164 }
2165
2166 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2167 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2168 {
2169         return tid % TID_STEP;
2170 }
2171
2172 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2173 {
2174         return tid / TID_STEP;
2175 }
2176 #endif
2177
2178 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2179 {
2180         return cpu;
2181 }
2182
2183 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2184                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2185 {
2186 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2187         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2188
2189         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2190
2191 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2192         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2193                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2194                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2195         else
2196 #endif
2197         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2198                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2199                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2200         else
2201                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2202                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2203 #endif
2204         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2205 }
2206
2207 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2208 {
2209         int cpu;
2210
2211         for_each_possible_cpu(cpu)
2212                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2213 }
2214
2215 /*
2216  * Remove the cpu slab
2217  */
2218 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2219                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2220 {
2221         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2222         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2223         int lock = 0, free_delta = 0;
2224         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2225         void *nextfree, *freelist_iter, *freelist_tail;
2226         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2227         struct page new;
2228         struct page old;
2229
2230         if (page->freelist) {
2231                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2232                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2233         }
2234
2235         /*
2236          * Stage one: Count the objects on cpu's freelist as free_delta and
2237          * remember the last object in freelist_tail for later splicing.
2238          */
2239         freelist_tail = NULL;
2240         freelist_iter = freelist;
2241         while (freelist_iter) {
2242                 nextfree = get_freepointer(s, freelist_iter);
2243
2244                 /*
2245                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2246                  * 'freelist_iter' is already corrupted.  So isolate all objects
2247                  * starting at 'freelist_iter' by skipping them.
2248                  */
2249                 if (freelist_corrupted(s, page, &freelist_iter, nextfree))
2250                         break;
2251
2252                 freelist_tail = freelist_iter;
2253                 free_delta++;
2254
2255                 freelist_iter = nextfree;
2256         }
2257
2258         /*
2259          * Stage two: Unfreeze the page while splicing the per-cpu
2260          * freelist to the head of page's freelist.
2261          *
2262          * Ensure that the page is unfrozen while the list presence
2263          * reflects the actual number of objects during unfreeze.
2264          *
2265          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2266          * with the count. If there is a mismatch then the page
2267          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2268          *
2269          * Then we restart the process which may have to remove
2270          * the page from the list that we just put it on again
2271          * because the number of objects in the slab may have
2272          * changed.
2273          */
2274 redo:
2275
2276         old.freelist = READ_ONCE(page->freelist);
2277         old.counters = READ_ONCE(page->counters);
2278         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2279
2280         /* Determine target state of the slab */
2281         new.counters = old.counters;
2282         if (freelist_tail) {
2283                 new.inuse -= free_delta;
2284                 set_freepointer(s, freelist_tail, old.freelist);
2285                 new.freelist = freelist;
2286         } else
2287                 new.freelist = old.freelist;
2288
2289         new.frozen = 0;
2290
2291         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2292                 m = M_FREE;
2293         else if (new.freelist) {
2294                 m = M_PARTIAL;
2295                 if (!lock) {
2296                         lock = 1;
2297                         /*
2298                          * Taking the spinlock removes the possibility
2299                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2300                          * is frozen
2301                          */
2302                         spin_lock(&n->list_lock);
2303                 }
2304         } else {
2305                 m = M_FULL;
2306                 if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER) && !lock) {
2307                         lock = 1;
2308                         /*
2309                          * This also ensures that the scanning of full
2310                          * slabs from diagnostic functions will not see
2311                          * any frozen slabs.
2312                          */
2313                         spin_lock(&n->list_lock);
2314                 }
2315         }
2316
2317         if (l != m) {
2318                 if (l == M_PARTIAL)
2319                         remove_partial(n, page);
2320                 else if (l == M_FULL)
2321                         remove_full(s, n, page);
2322
2323                 if (m == M_PARTIAL)
2324                         add_partial(n, page, tail);
2325                 else if (m == M_FULL)
2326                         add_full(s, n, page);
2327         }
2328
2329         l = m;
2330         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2331                                 old.freelist, old.counters,
2332                                 new.freelist, new.counters,
2333                                 "unfreezing slab"))
2334                 goto redo;
2335
2336         if (lock)
2337                 spin_unlock(&n->list_lock);
2338
2339         if (m == M_PARTIAL)
2340                 stat(s, tail);
2341         else if (m == M_FULL)
2342                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2343         else if (m == M_FREE) {
2344                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2345                 discard_slab(s, page);
2346                 stat(s, FREE_SLAB);
2347         }
2348
2349         c->page = NULL;
2350         c->freelist = NULL;
2351 }
2352
2353 /*
2354  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2355  *
2356  * This function must be called with interrupts disabled
2357  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2358  * to guarantee no concurrent accesses).
2359  */
2360 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2361                 struct kmem_cache_cpu *c)
2362 {
2363 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2364         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2365         struct page *page, *discard_page = NULL;
2366
2367         while ((page = slub_percpu_partial(c))) {
2368                 struct page new;
2369                 struct page old;
2370
2371                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2372
2373                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2374                 if (n != n2) {
2375                         if (n)
2376                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2377
2378                         n = n2;
2379                         spin_lock(&n->list_lock);
2380                 }
2381
2382                 do {
2383
2384                         old.freelist = page->freelist;
2385                         old.counters = page->counters;
2386                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2387
2388                         new.counters = old.counters;
2389                         new.freelist = old.freelist;
2390
2391                         new.frozen = 0;
2392
2393                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2394                                 old.freelist, old.counters,
2395                                 new.freelist, new.counters,
2396                                 "unfreezing slab"));
2397
2398                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2399                         page->next = discard_page;
2400                         discard_page = page;
2401                 } else {
2402                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2403                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2404                 }
2405         }
2406
2407         if (n)
2408                 spin_unlock(&n->list_lock);
2409
2410         while (discard_page) {
2411                 page = discard_page;
2412                 discard_page = discard_page->next;
2413
2414                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2415                 discard_slab(s, page);
2416                 stat(s, FREE_SLAB);
2417         }
2418 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2419 }
2420
2421 /*
2422  * Put a page that was just frozen (in __slab_free|get_partial_node) into a
2423  * partial page slot if available.
2424  *
2425  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2426  * per node partial list.
2427  */
2428 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2429 {
2430 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2431         struct page *oldpage;
2432         int pages;
2433         int pobjects;
2434
2435         preempt_disable();
2436         do {
2437                 pages = 0;
2438                 pobjects = 0;
2439                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2440
2441                 if (oldpage) {
2442                         pobjects = oldpage->pobjects;
2443                         pages = oldpage->pages;
2444                         if (drain && pobjects > slub_cpu_partial(s)) {
2445                                 unsigned long flags;
2446                                 /*
2447                                  * partial array is full. Move the existing
2448                                  * set to the per node partial list.
2449                                  */
2450                                 local_irq_save(flags);
2451                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2452                                 local_irq_restore(flags);
2453                                 oldpage = NULL;
2454                                 pobjects = 0;
2455                                 pages = 0;
2456                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2457                         }
2458                 }
2459
2460                 pages++;
2461                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2462
2463                 page->pages = pages;
2464                 page->pobjects = pobjects;
2465                 page->next = oldpage;
2466
2467         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2468                                                                 != oldpage);
2469         preempt_enable();
2470 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2471 }
2472
2473 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2474 {
2475         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2476         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2477
2478         c->tid = next_tid(c->tid);
2479 }
2480
2481 /*
2482  * Flush cpu slab.
2483  *
2484  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2485  */
2486 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2487 {
2488         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2489
2490         if (c->page)
2491                 flush_slab(s, c);
2492
2493         unfreeze_partials(s, c);
2494 }
2495
2496 static void flush_cpu_slab(void *d)
2497 {
2498         struct kmem_cache *s = d;
2499
2500         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2501 }
2502
2503 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2504 {
2505         struct kmem_cache *s = info;
2506         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2507
2508         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2509 }
2510
2511 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2512 {
2513         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1);
2514 }
2515
2516 /*
2517  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2518  * necessary.
2519  */
2520 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2521 {
2522         struct kmem_cache *s;
2523         unsigned long flags;
2524
2525         mutex_lock(&slab_mutex);
2526         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2527                 local_irq_save(flags);
2528                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2529                 local_irq_restore(flags);
2530         }
2531         mutex_unlock(&slab_mutex);
2532         return 0;
2533 }
2534
2535 /*
2536  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2537  * locality expectations.
2538  */
2539 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2540 {
2541 #ifdef CONFIG_NUMA
2542         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2543                 return 0;
2544 #endif
2545         return 1;
2546 }
2547
2548 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2549 static int count_free(struct page *page)
2550 {
2551         return page->objects - page->inuse;
2552 }
2553
2554 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2555 {
2556         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2557 }
2558 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2559
2560 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2561 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2562                                         int (*get_count)(struct page *))
2563 {
2564         unsigned long flags;
2565         unsigned long x = 0;
2566         struct page *page;
2567
2568         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2569         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
2570                 x += get_count(page);
2571         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2572         return x;
2573 }
2574 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2575
2576 static noinline void
2577 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2578 {
2579 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2580         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2581                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2582         int node;
2583         struct kmem_cache_node *n;
2584
2585         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2586                 return;
2587
2588         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2589                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2590         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2591                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2592                 oo_order(s->min));
2593
2594         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2595                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2596                         s->name);
2597
2598         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2599                 unsigned long nr_slabs;
2600                 unsigned long nr_objs;
2601                 unsigned long nr_free;
2602
2603                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2604                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2605                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2606
2607                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2608                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2609         }
2610 #endif
2611 }
2612
2613 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2614                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2615 {
2616         void *freelist = NULL;
2617         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2618         struct page *page;
2619
2620         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2621
2622         page = new_slab(s, flags, node);
2623         if (page) {
2624                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2625                 if (c->page)
2626                         flush_slab(s, c);
2627
2628                 /*
2629                  * No other reference to the page yet so we can
2630                  * muck around with it freely without cmpxchg
2631                  */
2632                 freelist = page->freelist;
2633                 page->freelist = NULL;
2634
2635                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2636                 c->page = page;
2637                 *pc = c;
2638         }
2639
2640         return freelist;
2641 }
2642
2643 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2644 {
2645         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2646                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2647
2648         return true;
2649 }
2650
2651 /*
2652  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2653  * per cpu freelist or deactivate the page.
2654  *
2655  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2656  *
2657  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2658  *
2659  * This function must be called with interrupt disabled.
2660  */
2661 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2662 {
2663         struct page new;
2664         unsigned long counters;
2665         void *freelist;
2666
2667         do {
2668                 freelist = page->freelist;
2669                 counters = page->counters;
2670
2671                 new.counters = counters;
2672                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2673
2674                 new.inuse = page->objects;
2675                 new.frozen = freelist != NULL;
2676
2677         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2678                 freelist, counters,
2679                 NULL, new.counters,
2680                 "get_freelist"));
2681
2682         return freelist;
2683 }
2684
2685 /*
2686  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2687  * debugging duties.
2688  *
2689  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2690  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2691  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2692  *
2693  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2694  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2695  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2696  *
2697  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2698  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2699  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2700  *
2701  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2702  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2703  */
2704 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2705                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2706 {
2707         void *freelist;
2708         struct page *page;
2709
2710         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2711
2712         page = c->page;
2713         if (!page) {
2714                 /*
2715                  * if the node is not online or has no normal memory, just
2716                  * ignore the node constraint
2717                  */
2718                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
2719                              !node_isset(node, slab_nodes)))
2720                         node = NUMA_NO_NODE;
2721                 goto new_slab;
2722         }
2723 redo:
2724
2725         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2726                 /*
2727                  * same as above but node_match() being false already
2728                  * implies node != NUMA_NO_NODE
2729                  */
2730                 if (!node_isset(node, slab_nodes)) {
2731                         node = NUMA_NO_NODE;
2732                         goto redo;
2733                 } else {
2734                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2735                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2736                         goto new_slab;
2737                 }
2738         }
2739
2740         /*
2741          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2742          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2743          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2744          */
2745         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2746                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2747                 goto new_slab;
2748         }
2749
2750         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2751         freelist = c->freelist;
2752         if (freelist)
2753                 goto load_freelist;
2754
2755         freelist = get_freelist(s, page);
2756
2757         if (!freelist) {
2758                 c->page = NULL;
2759                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2760                 goto new_slab;
2761         }
2762
2763         stat(s, ALLOC_REFILL);
2764
2765 load_freelist:
2766         /*
2767          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2768          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2769          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2770          */
2771         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2772         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2773         c->tid = next_tid(c->tid);
2774         return freelist;
2775
2776 new_slab:
2777
2778         if (slub_percpu_partial(c)) {
2779                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2780                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2781                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2782                 goto redo;
2783         }
2784
2785         freelist = get_partial(s, gfpflags, node, c);
2786         if (freelist)
2787                 goto check_new_page;
2788
2789         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2790
2791         if (unlikely(!freelist)) {
2792                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2793                 return NULL;
2794         }
2795
2796 check_new_page:
2797         page = c->page;
2798         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2799                 goto load_freelist;
2800
2801         /* Only entered in the debug case */
2802         if (kmem_cache_debug(s) &&
2803                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2804                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2805
2806         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2807         return freelist;
2808 }
2809
2810 /*
2811  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2812  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2813  */
2814 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2815                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2816 {
2817         void *p;
2818         unsigned long flags;
2819
2820         local_irq_save(flags);
2821 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2822         /*
2823          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2824          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2825          * pointer.
2826          */
2827         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2828 #endif
2829
2830         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2831         local_irq_restore(flags);
2832         return p;
2833 }
2834
2835 /*
2836  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
2837  * zeroing out freelist pointer.
2838  */
2839 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
2840                                                    void *obj)
2841 {
2842         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj)
2843                 memset((void *)((char *)kasan_reset_tag(obj) + s->offset),
2844                         0, sizeof(void *));
2845 }
2846
2847 /*
2848  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2849  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2850  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2851  *
2852  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2853  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2854  *
2855  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2856  */
2857 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2858                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
2859 {
2860         void *object;
2861         struct kmem_cache_cpu *c;
2862         struct page *page;
2863         unsigned long tid;
2864         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2865         bool init = false;
2866
2867         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, 1, gfpflags);
2868         if (!s)
2869                 return NULL;
2870
2871         object = kfence_alloc(s, orig_size, gfpflags);
2872         if (unlikely(object))
2873                 goto out;
2874
2875 redo:
2876         /*
2877          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2878          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2879          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2880          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2881          *
2882          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2883          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPTION so we need
2884          * to check if it is matched or not.
2885          */
2886         do {
2887                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2888                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2889         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
2890                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2891
2892         /*
2893          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2894          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2895          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2896          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2897          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2898          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2899          */
2900         barrier();
2901
2902         /*
2903          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2904          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2905          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2906          * linked list in between.
2907          */
2908
2909         object = c->freelist;
2910         page = c->page;
2911         if (unlikely(!object || !page || !node_match(page, node))) {
2912                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2913         } else {
2914                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2915
2916                 /*
2917                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2918                  * operation and if we are on the right processor.
2919                  *
2920                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2921                  * semantics!)
2922                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2923                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2924                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2925                  *
2926                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2927                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2928                  * other cpus.
2929                  */
2930                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2931                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2932                                 object, tid,
2933                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2934
2935                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2936                         goto redo;
2937                 }
2938                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2939                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2940         }
2941
2942         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
2943         init = slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s);
2944
2945 out:
2946         slab_post_alloc_hook(s, objcg, gfpflags, 1, &object, init);
2947
2948         return object;
2949 }
2950
2951 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2952                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr, size_t orig_size)
2953 {
2954         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr, orig_size);
2955 }
2956
2957 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2958 {
2959         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_, s->object_size);
2960
2961         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2962                                 s->size, gfpflags);
2963
2964         return ret;
2965 }
2966 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2967
2968 #ifdef CONFIG_TRACING
2969 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2970 {
2971         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_, size);
2972         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2973         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2974         return ret;
2975 }
2976 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2977 #endif
2978
2979 #ifdef CONFIG_NUMA
2980 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2981 {
2982         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_, s->object_size);
2983
2984         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2985                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2986
2987         return ret;
2988 }
2989 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2990
2991 #ifdef CONFIG_TRACING
2992 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2993                                     gfp_t gfpflags,
2994                                     int node, size_t size)
2995 {
2996         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_, size);
2997
2998         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2999                            size, s->size, gfpflags, node);
3000
3001         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
3002         return ret;
3003 }
3004 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3005 #endif
3006 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3007
3008 /*
3009  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
3010  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
3011  *
3012  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
3013  * lock and free the item. If there is no additional partial page
3014  * handling required then we can return immediately.
3015  */
3016 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3017                         void *head, void *tail, int cnt,
3018                         unsigned long addr)
3019
3020 {
3021         void *prior;
3022         int was_frozen;
3023         struct page new;
3024         unsigned long counters;
3025         struct kmem_cache_node *n = NULL;
3026         unsigned long flags;
3027
3028         stat(s, FREE_SLOWPATH);
3029
3030         if (kfence_free(head))
3031                 return;
3032
3033         if (kmem_cache_debug(s) &&
3034             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
3035                 return;
3036
3037         do {
3038                 if (unlikely(n)) {
3039                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3040                         n = NULL;
3041                 }
3042                 prior = page->freelist;
3043                 counters = page->counters;
3044                 set_freepointer(s, tail, prior);
3045                 new.counters = counters;
3046                 was_frozen = new.frozen;
3047                 new.inuse -= cnt;
3048                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
3049
3050                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
3051
3052                                 /*
3053                                  * Slab was on no list before and will be
3054                                  * partially empty
3055                                  * We can defer the list move and instead
3056                                  * freeze it.
3057                                  */
3058                                 new.frozen = 1;
3059
3060                         } else { /* Needs to be taken off a list */
3061
3062                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
3063                                 /*
3064                                  * Speculatively acquire the list_lock.
3065                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
3066                                  * drop the list_lock without any processing.
3067                                  *
3068                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
3069                                  * other processors updating the list of slabs.
3070                                  */
3071                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3072
3073                         }
3074                 }
3075
3076         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
3077                 prior, counters,
3078                 head, new.counters,
3079                 "__slab_free"));
3080
3081         if (likely(!n)) {
3082
3083                 if (likely(was_frozen)) {
3084                         /*
3085                          * The list lock was not taken therefore no list
3086                          * activity can be necessary.
3087                          */
3088                         stat(s, FREE_FROZEN);
3089                 } else if (new.frozen) {
3090                         /*
3091                          * If we just froze the page then put it onto the
3092                          * per cpu partial list.
3093                          */
3094                         put_cpu_partial(s, page, 1);
3095                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
3096                 }
3097
3098                 return;
3099         }
3100
3101         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
3102                 goto slab_empty;
3103
3104         /*
3105          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
3106          * then add it.
3107          */
3108         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
3109                 remove_full(s, n, page);
3110                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
3111                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
3112         }
3113         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3114         return;
3115
3116 slab_empty:
3117         if (prior) {
3118                 /*
3119                  * Slab on the partial list.
3120                  */
3121                 remove_partial(n, page);
3122                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
3123         } else {
3124                 /* Slab must be on the full list */
3125                 remove_full(s, n, page);
3126         }
3127
3128         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3129         stat(s, FREE_SLAB);
3130         discard_slab(s, page);
3131 }
3132
3133 /*
3134  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
3135  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
3136  *
3137  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
3138  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
3139  * the item before.
3140  *
3141  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
3142  * with all sorts of special processing.
3143  *
3144  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
3145  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
3146  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
3147  */
3148 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
3149                                 struct page *page, void *head, void *tail,
3150                                 int cnt, unsigned long addr)
3151 {
3152         void *tail_obj = tail ? : head;
3153         struct kmem_cache_cpu *c;
3154         unsigned long tid;
3155
3156         memcg_slab_free_hook(s, &head, 1);
3157 redo:
3158         /*
3159          * Determine the currently cpus per cpu slab.
3160          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
3161          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
3162          * during the cmpxchg then the free will succeed.
3163          */
3164         do {
3165                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
3166                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3167         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
3168                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
3169
3170         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
3171         barrier();
3172
3173         if (likely(page == c->page)) {
3174                 void **freelist = READ_ONCE(c->freelist);
3175
3176                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
3177
3178                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
3179                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
3180                                 freelist, tid,
3181                                 head, next_tid(tid)))) {
3182
3183                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
3184                         goto redo;
3185                 }
3186                 stat(s, FREE_FASTPATH);
3187         } else
3188                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
3189
3190 }
3191
3192 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3193                                       void *head, void *tail, int cnt,
3194                                       unsigned long addr)
3195 {
3196         /*
3197          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
3198          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
3199          */
3200         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
3201                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
3202 }
3203
3204 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
3205 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3206 {
3207         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3208 }
3209 #endif
3210
3211 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3212 {
3213         s = cache_from_obj(s, x);
3214         if (!s)
3215                 return;
3216         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3217         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x, s->name);
3218 }
3219 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3220
3221 struct detached_freelist {
3222         struct page *page;
3223         void *tail;
3224         void *freelist;
3225         int cnt;
3226         struct kmem_cache *s;
3227 };
3228
3229 static inline void free_nonslab_page(struct page *page, void *object)
3230 {
3231         unsigned int order = compound_order(page);
3232
3233         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
3234         kfree_hook(object);
3235         mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B, -(PAGE_SIZE << order));
3236         __free_pages(page, order);
3237 }
3238
3239 /*
3240  * This function progressively scans the array with free objects (with
3241  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3242  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3243  * page/objects.  This can happen without any need for
3244  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3245  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3246  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3247  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3248  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3249  * to performance reasons.
3250  */
3251 static inline
3252 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3253                             void **p, struct detached_freelist *df)
3254 {
3255         size_t first_skipped_index = 0;
3256         int lookahead = 3;
3257         void *object;
3258         struct page *page;
3259
3260         /* Always re-init detached_freelist */
3261         df->page = NULL;
3262
3263         do {
3264                 object = p[--size];
3265                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3266         } while (!object && size);
3267
3268         if (!object)
3269                 return 0;
3270
3271         page = virt_to_head_page(object);
3272         if (!s) {
3273                 /* Handle kalloc'ed objects */
3274                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3275                         free_nonslab_page(page, object);
3276                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3277                         return size;
3278                 }
3279                 /* Derive kmem_cache from object */
3280                 df->s = page->slab_cache;
3281         } else {
3282                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3283         }
3284
3285         if (is_kfence_address(object)) {
3286                 slab_free_hook(df->s, object, false);
3287                 __kfence_free(object);
3288                 p[size] = NULL; /* mark object processed */
3289                 return size;
3290         }
3291
3292         /* Start new detached freelist */
3293         df->page = page;
3294         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3295         df->tail = object;
3296         df->freelist = object;
3297         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3298         df->cnt = 1;
3299
3300         while (size) {
3301                 object = p[--size];
3302                 if (!object)
3303                         continue; /* Skip processed objects */
3304
3305                 /* df->page is always set at this point */
3306                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3307                         /* Opportunity build freelist */
3308                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3309                         df->freelist = object;
3310                         df->cnt++;
3311                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3312
3313                         continue;
3314                 }
3315
3316                 /* Limit look ahead search */
3317                 if (!--lookahead)
3318                         break;
3319
3320                 if (!first_skipped_index)
3321                         first_skipped_index = size + 1;
3322         }
3323
3324         return first_skipped_index;
3325 }
3326
3327 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3328 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3329 {
3330         if (WARN_ON(!size))
3331                 return;
3332
3333         memcg_slab_free_hook(s, p, size);
3334         do {
3335                 struct detached_freelist df;
3336
3337                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3338                 if (!df.page)
3339                         continue;
3340
3341                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt, _RET_IP_);
3342         } while (likely(size));
3343 }
3344 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3345
3346 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3347 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3348                           void **p)
3349 {
3350         struct kmem_cache_cpu *c;
3351         int i;
3352         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3353
3354         /* memcg and kmem_cache debug support */
3355         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, size, flags);
3356         if (unlikely(!s))
3357                 return false;
3358         /*
3359          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3360          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3361          * handlers invoking normal fastpath.
3362          */
3363         local_irq_disable();
3364         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3365
3366         for (i = 0; i < size; i++) {
3367                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
3368
3369                 if (unlikely(object)) {
3370                         p[i] = object;
3371                         continue;
3372                 }
3373
3374                 object = c->freelist;
3375                 if (unlikely(!object)) {
3376                         /*
3377                          * We may have removed an object from c->freelist using
3378                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
3379                          * c->tid has not been bumped yet.
3380                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
3381                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
3382                          */
3383                         c->tid = next_tid(c->tid);
3384
3385                         /*
3386                          * Invoking slow path likely have side-effect
3387                          * of re-populating per CPU c->freelist
3388                          */
3389                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3390                                             _RET_IP_, c);
3391                         if (unlikely(!p[i]))
3392                                 goto error;
3393
3394                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3395                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3396
3397                         continue; /* goto for-loop */
3398                 }
3399                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3400                 p[i] = object;
3401                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3402         }
3403         c->tid = next_tid(c->tid);
3404         local_irq_enable();
3405
3406         /*
3407          * memcg and kmem_cache debug support and memory initialization.
3408          * Done outside of the IRQ disabled fastpath loop.
3409          */
3410         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p,
3411                                 slab_want_init_on_alloc(flags, s));
3412         return i;
3413 error:
3414         local_irq_enable();
3415         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, i, p, false);
3416         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3417         return 0;
3418 }
3419 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3420
3421
3422 /*
3423  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3424  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3425  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3426  * another.
3427  *
3428  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3429  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3430  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3431  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3432  * locking overhead.
3433  */
3434
3435 /*
3436  * Minimum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3437  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3438  * and increases the number of allocations possible without having to
3439  * take the list_lock.
3440  */
3441 static unsigned int slub_min_order;
3442 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3443 static unsigned int slub_min_objects;
3444
3445 /*
3446  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3447  *
3448  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3449  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3450  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3451  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3452  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3453  * would be wasted.
3454  *
3455  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3456  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3457  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3458  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3459  *
3460  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3461  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3462  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3463  * of space in favor of a small page order.
3464  *
3465  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3466  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3467  * requested a higher minimum order then we start with that one instead of
3468  * the smallest order which will fit the object.
3469  */
3470 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3471                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3472                 unsigned int fract_leftover)
3473 {
3474         unsigned int min_order = slub_min_order;
3475         unsigned int order;
3476
3477         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3478                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3479
3480         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3481                         order <= max_order; order++) {
3482
3483                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3484                 unsigned int rem;
3485
3486                 rem = slab_size % size;
3487
3488                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3489                         break;
3490         }
3491
3492         return order;
3493 }
3494
3495 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3496 {
3497         unsigned int order;
3498         unsigned int min_objects;
3499         unsigned int max_objects;
3500         unsigned int nr_cpus;
3501
3502         /*
3503          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3504          * works by first attempting to generate a layout with
3505          * the best configuration and backing off gradually.
3506          *
3507          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3508          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3509          */
3510         min_objects = slub_min_objects;
3511         if (!min_objects) {
3512                 /*
3513                  * Some architectures will only update present cpus when
3514                  * onlining them, so don't trust the number if it's just 1. But
3515                  * we also don't want to use nr_cpu_ids always, as on some other
3516                  * architectures, there can be many possible cpus, but never
3517                  * onlined. Here we compromise between trying to avoid too high
3518                  * order on systems that appear larger than they are, and too
3519                  * low order on systems that appear smaller than they are.
3520                  */
3521                 nr_cpus = num_present_cpus();
3522                 if (nr_cpus <= 1)
3523                         nr_cpus = nr_cpu_ids;
3524                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpus) + 1);
3525         }
3526         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3527         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3528
3529         while (min_objects > 1) {
3530                 unsigned int fraction;
3531
3532                 fraction = 16;
3533                 while (fraction >= 4) {
3534                         order = slab_order(size, min_objects,
3535                                         slub_max_order, fraction);
3536                         if (order <= slub_max_order)
3537                                 return order;
3538                         fraction /= 2;
3539                 }
3540                 min_objects--;
3541         }
3542
3543         /*
3544          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3545          * lets see if we can place a single object there.
3546          */
3547         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3548         if (order <= slub_max_order)
3549                 return order;
3550
3551         /*
3552          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3553          */
3554         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3555         if (order < MAX_ORDER)
3556                 return order;
3557         return -ENOSYS;
3558 }
3559
3560 static void
3561 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3562 {
3563         n->nr_partial = 0;
3564         spin_lock_init(&n->list_lock);
3565         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3566 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3567         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3568         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3569         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3570 #endif
3571 }
3572
3573 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3574 {
3575         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3576                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3577
3578         /*
3579          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3580          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3581          */
3582         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3583                                      2 * sizeof(void *));
3584
3585         if (!s->cpu_slab)
3586                 return 0;
3587
3588         init_kmem_cache_cpus(s);
3589
3590         return 1;
3591 }
3592
3593 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3594
3595 /*
3596  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3597  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3598  * possible.
3599  *
3600  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3601  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3602  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3603  */
3604 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3605 {
3606         struct page *page;
3607         struct kmem_cache_node *n;
3608
3609         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3610
3611         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3612
3613         BUG_ON(!page);
3614         if (page_to_nid(page) != node) {
3615                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3616                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3617         }
3618
3619         n = page->freelist;
3620         BUG_ON(!n);
3621 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3622         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3623         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3624 #endif
3625         n = kasan_slab_alloc(kmem_cache_node, n, GFP_KERNEL, false);
3626         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3627         page->inuse = 1;
3628         page->frozen = 0;
3629         kmem_cache_node->node[node] = n;
3630         init_kmem_cache_node(n);
3631         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3632
3633         /*
3634          * No locks need to be taken here as it has just been
3635          * initialized and there is no concurrent access.
3636          */
3637         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3638 }
3639
3640 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3641 {
3642         int node;
3643         struct kmem_cache_node *n;
3644
3645         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3646                 s->node[node] = NULL;
3647                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3648         }
3649 }
3650
3651 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3652 {
3653         cache_random_seq_destroy(s);
3654         free_percpu(s->cpu_slab);
3655         free_kmem_cache_nodes(s);
3656 }
3657
3658 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3659 {
3660         int node;
3661
3662         for_each_node_mask(node, slab_nodes) {
3663                 struct kmem_cache_node *n;
3664
3665                 if (slab_state == DOWN) {
3666                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3667                         continue;
3668                 }
3669                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3670                                                 GFP_KERNEL, node);
3671
3672                 if (!n) {
3673                         free_kmem_cache_nodes(s);
3674                         return 0;
3675                 }
3676
3677                 init_kmem_cache_node(n);
3678                 s->node[node] = n;
3679         }
3680         return 1;
3681 }
3682
3683 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3684 {
3685         if (min < MIN_PARTIAL)
3686                 min = MIN_PARTIAL;
3687         else if (min > MAX_PARTIAL)
3688                 min = MAX_PARTIAL;
3689         s->min_partial = min;
3690 }
3691
3692 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3693 {
3694 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3695         /*
3696          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3697          * per cpu partial lists of a processor.
3698          *
3699          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3700          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3701          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3702          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3703          *
3704          * This setting also determines
3705          *
3706          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3707          *    per node list when we reach the limit.
3708          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3709          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3710          *    50% to keep some capacity around for frees.
3711          */
3712         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3713                 slub_set_cpu_partial(s, 0);
3714         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3715                 slub_set_cpu_partial(s, 2);
3716         else if (s->size >= 1024)
3717                 slub_set_cpu_partial(s, 6);
3718         else if (s->size >= 256)
3719                 slub_set_cpu_partial(s, 13);
3720         else
3721                 slub_set_cpu_partial(s, 30);
3722 #endif
3723 }
3724
3725 /*
3726  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3727  * a slab object.
3728  */
3729 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3730 {
3731         slab_flags_t flags = s->flags;
3732         unsigned int size = s->object_size;
3733         unsigned int order;
3734
3735         /*
3736          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3737          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3738          * the possible location of the free pointer.
3739          */
3740         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3741
3742 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3743         /*
3744          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3745          * the slab may touch the object after free or before allocation
3746          * then we should never poison the object itself.
3747          */
3748         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3749                         !s->ctor)
3750                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3751         else
3752                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3753
3754
3755         /*
3756          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3757          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3758          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3759          */
3760         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3761                 size += sizeof(void *);
3762 #endif
3763
3764         /*
3765          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3766          * by the object and redzoning.
3767          */
3768         s->inuse = size;
3769
3770         if ((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3771             ((flags & SLAB_RED_ZONE) && s->object_size < sizeof(void *)) ||
3772             s->ctor) {
3773                 /*
3774                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3775                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3776                  * kmem_cache_free.
3777                  *
3778                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3779                  * destructor, are poisoning the objects, or are
3780                  * redzoning an object smaller than sizeof(void *).
3781                  *
3782                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
3783                  * pointer is outside of the object is used in the
3784                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
3785                  * longer true, the function needs to be modified.
3786                  */
3787                 s->offset = size;
3788                 size += sizeof(void *);
3789         } else {
3790                 /*
3791                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
3792                  * it away from the edges of the object to avoid small
3793                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
3794                  */
3795                 s->offset = ALIGN_DOWN(s->object_size / 2, sizeof(void *));
3796         }
3797
3798 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3799         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3800                 /*
3801                  * Need to store information about allocs and frees after
3802                  * the object.
3803                  */
3804                 size += 2 * sizeof(struct track);
3805 #endif
3806
3807         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3808 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3809         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3810                 /*
3811                  * Add some empty padding so that we can catch
3812                  * overwrites from earlier objects rather than let
3813                  * tracking information or the free pointer be
3814                  * corrupted if a user writes before the start
3815                  * of the object.
3816                  */
3817                 size += sizeof(void *);
3818
3819                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3820                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3821                 size += s->red_left_pad;
3822         }
3823 #endif
3824
3825         /*
3826          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3827          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3828          * each object to conform to the alignment.
3829          */
3830         size = ALIGN(size, s->align);
3831         s->size = size;
3832         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
3833         if (forced_order >= 0)
3834                 order = forced_order;
3835         else
3836                 order = calculate_order(size);
3837
3838         if ((int)order < 0)
3839                 return 0;
3840
3841         s->allocflags = 0;
3842         if (order)
3843                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3844
3845         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3846                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3847
3848         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
3849                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
3850
3851         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3852                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3853
3854         /*
3855          * Determine the number of objects per slab
3856          */
3857         s->oo = oo_make(order, size);
3858         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3859         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3860                 s->max = s->oo;
3861
3862         return !!oo_objects(s->oo);
3863 }
3864
3865 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3866 {
3867         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name);
3868 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3869         s->random = get_random_long();
3870 #endif
3871
3872         if (!calculate_sizes(s, -1))
3873                 goto error;
3874         if (disable_higher_order_debug) {
3875                 /*
3876                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3877                  * order increased.
3878                  */
3879                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3880                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3881                         s->offset = 0;
3882                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3883                                 goto error;
3884                 }
3885         }
3886
3887 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3888     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3889         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3890                 /* Enable fast mode */
3891                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3892 #endif
3893
3894         /*
3895          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3896          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3897          */
3898         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3899
3900         set_cpu_partial(s);
3901
3902 #ifdef CONFIG_NUMA
3903         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3904 #endif
3905
3906         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3907         if (slab_state >= UP) {
3908                 if (init_cache_random_seq(s))
3909                         goto error;
3910         }
3911
3912         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3913                 goto error;
3914
3915         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3916                 return 0;
3917
3918         free_kmem_cache_nodes(s);
3919 error:
3920         return -EINVAL;
3921 }
3922
3923 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3924                               const char *text)
3925 {
3926 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3927         void *addr = page_address(page);
3928         unsigned long *map;
3929         void *p;
3930
3931         slab_err(s, page, text, s->name);
3932         slab_lock(page);
3933
3934         map = get_map(s, page);
3935         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3936
3937                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map)) {
3938                         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3939                         print_tracking(s, p);
3940                 }
3941         }
3942         put_map(map);
3943         slab_unlock(page);
3944 #endif
3945 }
3946
3947 /*
3948  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3949  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3950  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3951  */
3952 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3953 {
3954         LIST_HEAD(discard);
3955         struct page *page, *h;
3956
3957         BUG_ON(irqs_disabled());
3958         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3959         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, slab_list) {
3960                 if (!page->inuse) {
3961                         remove_partial(n, page);
3962                         list_add(&page->slab_list, &discard);
3963                 } else {
3964                         list_slab_objects(s, page,
3965                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3966                 }
3967         }
3968         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3969
3970         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, slab_list)
3971                 discard_slab(s, page);
3972 }
3973
3974 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
3975 {
3976         int node;
3977         struct kmem_cache_node *n;
3978
3979         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3980                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3981                         return false;
3982         return true;
3983 }
3984
3985 /*
3986  * Release all resources used by a slab cache.
3987  */
3988 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3989 {
3990         int node;
3991         struct kmem_cache_node *n;
3992
3993         flush_all(s);
3994         /* Attempt to free all objects */
3995         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3996                 free_partial(s, n);
3997                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3998                         return 1;
3999         }
4000         return 0;
4001 }
4002
4003 #ifdef CONFIG_PRINTK
4004 void kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct page *page)
4005 {
4006         void *base;
4007         int __maybe_unused i;
4008         unsigned int objnr;
4009         void *objp;
4010         void *objp0;
4011         struct kmem_cache *s = page->slab_cache;
4012         struct track __maybe_unused *trackp;
4013
4014         kpp->kp_ptr = object;
4015         kpp->kp_page = page;
4016         kpp->kp_slab_cache = s;
4017         base = page_address(page);
4018         objp0 = kasan_reset_tag(object);
4019 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4020         objp = restore_red_left(s, objp0);
4021 #else
4022         objp = objp0;
4023 #endif
4024         objnr = obj_to_index(s, page, objp);
4025         kpp->kp_data_offset = (unsigned long)((char *)objp0 - (char *)objp);
4026         objp = base + s->size * objnr;
4027         kpp->kp_objp = objp;
4028         if (WARN_ON_ONCE(objp < base || objp >= base + page->objects * s->size || (objp - base) % s->size) ||
4029             !(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4030                 return;
4031 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4032         objp = fixup_red_left(s, objp);
4033         trackp = get_track(s, objp, TRACK_ALLOC);
4034         kpp->kp_ret = (void *)trackp->addr;
4035 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
4036         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++) {
4037                 kpp->kp_stack[i] = (void *)trackp->addrs[i];
4038                 if (!kpp->kp_stack[i])
4039                         break;
4040         }
4041
4042         trackp = get_track(s, objp, TRACK_FREE);
4043         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++) {
4044                 kpp->kp_free_stack[i] = (void *)trackp->addrs[i];
4045                 if (!kpp->kp_free_stack[i])
4046                         break;
4047         }
4048 #endif
4049 #endif
4050 }
4051 #endif
4052
4053 /********************************************************************
4054  *              Kmalloc subsystem
4055  *******************************************************************/
4056
4057 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
4058 {
4059         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
4060
4061         return 1;
4062 }
4063
4064 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
4065
4066 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
4067 {
4068         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
4069         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
4070
4071         return 1;
4072 }
4073
4074 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
4075
4076 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
4077 {
4078         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
4079
4080         return 1;
4081 }
4082
4083 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
4084
4085 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
4086 {
4087         struct kmem_cache *s;
4088         void *ret;
4089
4090         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4091                 return kmalloc_large(size, flags);
4092
4093         s = kmalloc_slab(size, flags);
4094
4095         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4096                 return s;
4097
4098         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_, size);
4099
4100         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
4101
4102         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4103
4104         return ret;
4105 }
4106 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
4107
4108 #ifdef CONFIG_NUMA
4109 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4110 {
4111         struct page *page;
4112         void *ptr = NULL;
4113         unsigned int order = get_order(size);
4114
4115         flags |= __GFP_COMP;
4116         page = alloc_pages_node(node, flags, order);
4117         if (page) {
4118                 ptr = page_address(page);
4119                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4120                                       PAGE_SIZE << order);
4121         }
4122
4123         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
4124 }
4125
4126 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4127 {
4128         struct kmem_cache *s;
4129         void *ret;
4130
4131         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4132                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
4133
4134                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
4135                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4136                                    flags, node);
4137
4138                 return ret;
4139         }
4140
4141         s = kmalloc_slab(size, flags);
4142
4143         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4144                 return s;
4145
4146         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_, size);
4147
4148         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
4149
4150         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4151
4152         return ret;
4153 }
4154 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
4155 #endif  /* CONFIG_NUMA */
4156
4157 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
4158 /*
4159  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
4160  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
4161  * cache's usercopy region.
4162  *
4163  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4164  * to indicate an error.
4165  */
4166 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
4167                          bool to_user)
4168 {
4169         struct kmem_cache *s;
4170         unsigned int offset;
4171         size_t object_size;
4172         bool is_kfence = is_kfence_address(ptr);
4173
4174         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
4175
4176         /* Find object and usable object size. */
4177         s = page->slab_cache;
4178
4179         /* Reject impossible pointers. */
4180         if (ptr < page_address(page))
4181                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
4182                                to_user, 0, n);
4183
4184         /* Find offset within object. */
4185         if (is_kfence)
4186                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
4187         else
4188                 offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
4189
4190         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
4191         if (!is_kfence && kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
4192                 if (offset < s->red_left_pad)
4193                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
4194                                        s->name, to_user, offset, n);
4195                 offset -= s->red_left_pad;
4196         }
4197
4198         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
4199         if (offset >= s->useroffset &&
4200             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
4201             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
4202                 return;
4203
4204         /*
4205          * If the copy is still within the allocated object, produce
4206          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
4207          * to be a temporary method to find any missing usercopy
4208          * whitelists.
4209          */
4210         object_size = slab_ksize(s);
4211         if (usercopy_fallback &&
4212             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
4213                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4214                 return;
4215         }
4216
4217         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4218 }
4219 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4220
4221 size_t __ksize(const void *object)
4222 {
4223         struct page *page;
4224
4225         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
4226                 return 0;
4227
4228         page = virt_to_head_page(object);
4229
4230         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4231                 WARN_ON(!PageCompound(page));
4232                 return page_size(page);
4233         }
4234
4235         return slab_ksize(page->slab_cache);
4236 }
4237 EXPORT_SYMBOL(__ksize);
4238
4239 void kfree(const void *x)
4240 {
4241         struct page *page;
4242         void *object = (void *)x;
4243
4244         trace_kfree(_RET_IP_, x);
4245
4246         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
4247                 return;
4248
4249         page = virt_to_head_page(x);
4250         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4251                 free_nonslab_page(page, object);
4252                 return;
4253         }
4254         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
4255 }
4256 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4257
4258 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
4259
4260 /*
4261  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
4262  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
4263  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
4264  *
4265  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
4266  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
4267  * are freed in them.
4268  */
4269 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
4270 {
4271         int node;
4272         int i;
4273         struct kmem_cache_node *n;
4274         struct page *page;
4275         struct page *t;
4276         struct list_head discard;
4277         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
4278         unsigned long flags;
4279         int ret = 0;
4280
4281         flush_all(s);
4282         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4283                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
4284                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
4285                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
4286
4287                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4288
4289                 /*
4290                  * Build lists of slabs to discard or promote.
4291                  *
4292                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
4293                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
4294                  */
4295                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, slab_list) {
4296                         int free = page->objects - page->inuse;
4297
4298                         /* Do not reread page->inuse */
4299                         barrier();
4300
4301                         /* We do not keep full slabs on the list */
4302                         BUG_ON(free <= 0);
4303
4304                         if (free == page->objects) {
4305                                 list_move(&page->slab_list, &discard);
4306                                 n->nr_partial--;
4307                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4308                                 list_move(&page->slab_list, promote + free - 1);
4309                 }
4310
4311                 /*
4312                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4313                  * partial list.
4314                  */
4315                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4316                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4317
4318                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4319
4320                 /* Release empty slabs */
4321                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, slab_list)
4322                         discard_slab(s, page);
4323
4324                 if (slabs_node(s, node))
4325                         ret = 1;
4326         }
4327
4328         return ret;
4329 }
4330
4331 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4332 {
4333         struct kmem_cache *s;
4334
4335         mutex_lock(&slab_mutex);
4336         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4337                 __kmem_cache_shrink(s);
4338         mutex_unlock(&slab_mutex);
4339
4340         return 0;
4341 }
4342
4343 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4344 {
4345         struct memory_notify *marg = arg;
4346         int offline_node;
4347
4348         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4349
4350         /*
4351          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4352          * for it yet.
4353          */
4354         if (offline_node < 0)
4355                 return;
4356
4357         mutex_lock(&slab_mutex);
4358         node_clear(offline_node, slab_nodes);
4359         /*
4360          * We no longer free kmem_cache_node structures here, as it would be
4361          * racy with all get_node() users, and infeasible to protect them with
4362          * slab_mutex.
4363          */
4364         mutex_unlock(&slab_mutex);
4365 }
4366
4367 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4368 {
4369         struct kmem_cache_node *n;
4370         struct kmem_cache *s;
4371         struct memory_notify *marg = arg;
4372         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4373         int ret = 0;
4374
4375         /*
4376          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4377          * already created. Nothing to do.
4378          */
4379         if (nid < 0)
4380                 return 0;
4381
4382         /*
4383          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4384          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4385          * online.
4386          */
4387         mutex_lock(&slab_mutex);
4388         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4389                 /*
4390                  * The structure may already exist if the node was previously
4391                  * onlined and offlined.
4392                  */
4393                 if (get_node(s, nid))
4394                         continue;
4395                 /*
4396                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4397                  *      since memory is not yet available from the node that
4398                  *      is brought up.
4399                  */
4400                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4401                 if (!n) {
4402                         ret = -ENOMEM;
4403                         goto out;
4404                 }
4405                 init_kmem_cache_node(n);
4406                 s->node[nid] = n;
4407         }
4408         /*
4409          * Any cache created after this point will also have kmem_cache_node
4410          * initialized for the new node.
4411          */
4412         node_set(nid, slab_nodes);
4413 out:
4414         mutex_unlock(&slab_mutex);
4415         return ret;
4416 }
4417
4418 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4419                                 unsigned long action, void *arg)
4420 {
4421         int ret = 0;
4422
4423         switch (action) {
4424         case MEM_GOING_ONLINE:
4425                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4426                 break;
4427         case MEM_GOING_OFFLINE:
4428                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4429                 break;
4430         case MEM_OFFLINE:
4431         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4432                 slab_mem_offline_callback(arg);
4433                 break;
4434         case MEM_ONLINE:
4435         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4436                 break;
4437         }
4438         if (ret)
4439                 ret = notifier_from_errno(ret);
4440         else
4441                 ret = NOTIFY_OK;
4442         return ret;
4443 }
4444
4445 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4446         .notifier_call = slab_memory_callback,
4447         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4448 };
4449
4450 /********************************************************************
4451  *                      Basic setup of slabs
4452  *******************************************************************/
4453
4454 /*
4455  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4456  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4457  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4458  */
4459
4460 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4461 {
4462         int node;
4463         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4464         struct kmem_cache_node *n;
4465
4466         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4467
4468         /*
4469          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4470          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4471          * IPIs around.
4472          */
4473         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4474         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4475                 struct page *p;
4476
4477                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
4478                         p->slab_cache = s;
4479
4480 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4481                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
4482                         p->slab_cache = s;
4483 #endif
4484         }
4485         list_add(&s->list, &slab_caches);
4486         return s;
4487 }
4488
4489 void __init kmem_cache_init(void)
4490 {
4491         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4492                 boot_kmem_cache_node;
4493         int node;
4494
4495         if (debug_guardpage_minorder())
4496                 slub_max_order = 0;
4497
4498         /* Print slub debugging pointers without hashing */
4499         if (__slub_debug_enabled())
4500                 no_hash_pointers_enable(NULL);
4501
4502         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4503         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4504
4505         /*
4506          * Initialize the nodemask for which we will allocate per node
4507          * structures. Here we don't need taking slab_mutex yet.
4508          */
4509         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4510                 node_set(node, slab_nodes);
4511
4512         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4513                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4514
4515         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4516
4517         /* Able to allocate the per node structures */
4518         slab_state = PARTIAL;
4519
4520         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4521                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4522                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4523                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4524
4525         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4526         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4527
4528         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4529         setup_kmalloc_cache_index_table();
4530         create_kmalloc_caches(0);
4531
4532         /* Setup random freelists for each cache */
4533         init_freelist_randomization();
4534
4535         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4536                                   slub_cpu_dead);
4537
4538         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
4539                 cache_line_size(),
4540                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4541                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4542 }
4543
4544 void __init kmem_cache_init_late(void)
4545 {
4546 }
4547
4548 struct kmem_cache *
4549 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4550                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4551 {
4552         struct kmem_cache *s;
4553
4554         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4555         if (s) {
4556                 s->refcount++;
4557
4558                 /*
4559                  * Adjust the object sizes so that we clear
4560                  * the complete object on kzalloc.
4561                  */
4562                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4563                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4564
4565                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4566                         s->refcount--;
4567                         s = NULL;
4568                 }
4569         }
4570
4571         return s;
4572 }
4573
4574 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4575 {
4576         int err;
4577
4578         err = kmem_cache_open(s, flags);
4579         if (err)
4580                 return err;
4581
4582         /* Mutex is not taken during early boot */
4583         if (slab_state <= UP)
4584                 return 0;
4585
4586         err = sysfs_slab_add(s);
4587         if (err)
4588                 __kmem_cache_release(s);
4589
4590         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
4591                 debugfs_slab_add(s);
4592
4593         return err;
4594 }
4595
4596 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4597 {
4598         struct kmem_cache *s;
4599         void *ret;
4600
4601         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4602                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4603
4604         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4605
4606         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4607                 return s;
4608
4609         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller, size);
4610
4611         /* Honor the call site pointer we received. */
4612         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4613
4614         return ret;
4615 }
4616 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
4617
4618 #ifdef CONFIG_NUMA
4619 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4620                                         int node, unsigned long caller)
4621 {
4622         struct kmem_cache *s;
4623         void *ret;
4624
4625         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4626                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4627
4628                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4629                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4630                                    gfpflags, node);
4631
4632                 return ret;
4633         }
4634
4635         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4636
4637         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4638                 return s;
4639
4640         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller, size);
4641
4642         /* Honor the call site pointer we received. */
4643         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4644
4645         return ret;
4646 }
4647 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
4648 #endif
4649
4650 #ifdef CONFIG_SYSFS
4651 static int count_inuse(struct page *page)
4652 {
4653         return page->inuse;
4654 }
4655
4656 static int count_total(struct page *page)
4657 {
4658         return page->objects;
4659 }
4660 #endif
4661
4662 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4663 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4664                           unsigned long *obj_map)
4665 {
4666         void *p;
4667         void *addr = page_address(page);
4668
4669         slab_lock(page);
4670
4671         if (!check_slab(s, page) || !on_freelist(s, page, NULL))
4672                 goto unlock;
4673
4674         /* Now we know that a valid freelist exists */
4675         __fill_map(obj_map, s, page);
4676         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4677                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map) ?
4678                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
4679
4680                 if (!check_object(s, page, p, val))
4681                         break;
4682         }
4683 unlock:
4684         slab_unlock(page);
4685 }
4686
4687 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4688                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *obj_map)
4689 {
4690         unsigned long count = 0;
4691         struct page *page;
4692         unsigned long flags;
4693
4694         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4695
4696         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list) {
4697                 validate_slab(s, page, obj_map);
4698                 count++;
4699         }
4700         if (count != n->nr_partial) {
4701                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4702                        s->name, count, n->nr_partial);
4703                 slab_add_kunit_errors();
4704         }
4705
4706         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4707                 goto out;
4708
4709         list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list) {
4710                 validate_slab(s, page, obj_map);
4711                 count++;
4712         }
4713         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs)) {
4714                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4715                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4716                 slab_add_kunit_errors();
4717         }
4718
4719 out:
4720         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4721         return count;
4722 }
4723
4724 long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4725 {
4726         int node;
4727         unsigned long count = 0;
4728         struct kmem_cache_node *n;
4729         unsigned long *obj_map;
4730
4731         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
4732         if (!obj_map)
4733                 return -ENOMEM;
4734
4735         flush_all(s);
4736         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4737                 count += validate_slab_node(s, n, obj_map);
4738
4739         bitmap_free(obj_map);
4740
4741         return count;
4742 }
4743 EXPORT_SYMBOL(validate_slab_cache);
4744
4745 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
4746 /*
4747  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4748  * and freed.
4749  */
4750
4751 struct location {
4752         unsigned long count;
4753         unsigned long addr;
4754         long long sum_time;
4755         long min_time;
4756         long max_time;
4757         long min_pid;
4758         long max_pid;
4759         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4760         nodemask_t nodes;
4761 };
4762
4763 struct loc_track {
4764         unsigned long max;
4765         unsigned long count;
4766         struct location *loc;
4767 };
4768
4769 static struct dentry *slab_debugfs_root;
4770
4771 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4772 {
4773         if (t->max)
4774                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4775                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4776 }
4777
4778 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4779 {
4780         struct location *l;
4781         int order;
4782
4783         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4784
4785         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4786         if (!l)
4787                 return 0;
4788
4789         if (t->count) {
4790                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4791                 free_loc_track(t);
4792         }
4793         t->max = max;
4794         t->loc = l;
4795         return 1;
4796 }
4797
4798 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4799                                 const struct track *track)
4800 {
4801         long start, end, pos;
4802         struct location *l;
4803         unsigned long caddr;
4804         unsigned long age = jiffies - track->when;
4805
4806         start = -1;
4807         end = t->count;
4808
4809         for ( ; ; ) {
4810                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4811
4812                 /*
4813                  * There is nothing at "end". If we end up there
4814                  * we need to add something to before end.
4815                  */
4816                 if (pos == end)
4817                         break;
4818
4819                 caddr = t->loc[pos].addr;
4820                 if (track->addr == caddr) {
4821
4822                         l = &t->loc[pos];
4823                         l->count++;
4824                         if (track->when) {
4825                                 l->sum_time += age;
4826                                 if (age < l->min_time)
4827                                         l->min_time = age;
4828                                 if (age > l->max_time)
4829                                         l->max_time = age;
4830
4831                                 if (track->pid < l->min_pid)
4832                                         l->min_pid = track->pid;
4833                                 if (track->pid > l->max_pid)
4834                                         l->max_pid = track->pid;
4835
4836                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4837                                                 to_cpumask(l->cpus));
4838                         }
4839                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4840                         return 1;
4841                 }
4842
4843                 if (track->addr < caddr)
4844                         end = pos;
4845                 else
4846                         start = pos;
4847         }
4848
4849         /*
4850          * Not found. Insert new tracking element.
4851          */
4852         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4853                 return 0;
4854
4855         l = t->loc + pos;
4856         if (pos < t->count)
4857                 memmove(l + 1, l,
4858                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4859         t->count++;
4860         l->count = 1;
4861         l->addr = track->addr;
4862         l->sum_time = age;
4863         l->min_time = age;
4864         l->max_time = age;
4865         l->min_pid = track->pid;
4866         l->max_pid = track->pid;
4867         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4868         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4869         nodes_clear(l->nodes);
4870         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4871         return 1;
4872 }
4873
4874 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4875                 struct page *page, enum track_item alloc,
4876                 unsigned long *obj_map)
4877 {
4878         void *addr = page_address(page);
4879         void *p;
4880
4881         __fill_map(obj_map, s, page);
4882
4883         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4884                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map))
4885                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4886 }
4887 #endif  /* CONFIG_DEBUG_FS   */
4888 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4889
4890 #ifdef CONFIG_SYSFS
4891 enum slab_stat_type {
4892         SL_ALL,                 /* All slabs */
4893         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4894         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4895         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4896         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4897 };
4898
4899 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4900 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4901 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4902 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4903 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4904
4905 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4906                                  char *buf, unsigned long flags)
4907 {
4908         unsigned long total = 0;
4909         int node;
4910         int x;
4911         unsigned long *nodes;
4912         int len = 0;
4913
4914         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4915         if (!nodes)
4916                 return -ENOMEM;
4917
4918         if (flags & SO_CPU) {
4919                 int cpu;
4920
4921                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4922                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4923                                                                cpu);
4924                         int node;
4925                         struct page *page;
4926
4927                         page = READ_ONCE(c->page);
4928                         if (!page)
4929                                 continue;
4930
4931                         node = page_to_nid(page);
4932                         if (flags & SO_TOTAL)
4933                                 x = page->objects;
4934                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4935                                 x = page->inuse;
4936                         else
4937                                 x = 1;
4938
4939                         total += x;
4940                         nodes[node] += x;
4941
4942                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4943                         if (page) {
4944                                 node = page_to_nid(page);
4945                                 if (flags & SO_TOTAL)
4946                                         WARN_ON_ONCE(1);
4947                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4948                                         WARN_ON_ONCE(1);
4949                                 else
4950                                         x = page->pages;
4951                                 total += x;
4952                                 nodes[node] += x;
4953                         }
4954                 }
4955         }
4956
4957         /*
4958          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
4959          * already held which will conflict with an existing lock order:
4960          *
4961          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
4962          *
4963          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
4964          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
4965          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
4966          */
4967
4968 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4969         if (flags & SO_ALL) {
4970                 struct kmem_cache_node *n;
4971
4972                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4973
4974                         if (flags & SO_TOTAL)
4975                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4976                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4977                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4978                                         count_partial(n, count_free);
4979                         else
4980                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4981                         total += x;
4982                         nodes[node] += x;
4983                 }
4984
4985         } else
4986 #endif
4987         if (flags & SO_PARTIAL) {
4988                 struct kmem_cache_node *n;
4989
4990                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4991                         if (flags & SO_TOTAL)
4992                                 x = count_partial(n, count_total);
4993                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4994                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4995                         else
4996                                 x = n->nr_partial;
4997                         total += x;
4998                         nodes[node] += x;
4999                 }
5000         }
5001
5002         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", total);
5003 #ifdef CONFIG_NUMA
5004         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
5005                 if (nodes[node])
5006                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " N%d=%lu",
5007                                              node, nodes[node]);
5008         }
5009 #endif
5010         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5011         kfree(nodes);
5012
5013         return len;
5014 }
5015
5016 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
5017 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
5018
5019 struct slab_attribute {
5020         struct attribute attr;
5021         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
5022         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
5023 };
5024
5025 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
5026         static struct slab_attribute _name##_attr = \
5027         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
5028
5029 #define SLAB_ATTR(_name) \
5030         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
5031         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
5032
5033 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5034 {
5035         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->size);
5036 }
5037 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
5038
5039 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5040 {
5041         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->align);
5042 }
5043 SLAB_ATTR_RO(align);
5044
5045 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5046 {
5047         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->object_size);
5048 }
5049 SLAB_ATTR_RO(object_size);
5050
5051 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5052 {
5053         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
5054 }
5055 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
5056
5057 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5058 {
5059         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
5060 }
5061 SLAB_ATTR_RO(order);
5062
5063 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5064 {
5065         return sysfs_emit(buf, "%lu\n", s->min_partial);
5066 }
5067
5068 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5069                                  size_t length)
5070 {
5071         unsigned long min;
5072         int err;
5073
5074         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
5075         if (err)
5076                 return err;
5077
5078         set_min_partial(s, min);
5079         return length;
5080 }
5081 SLAB_ATTR(min_partial);
5082
5083 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5084 {
5085         return sysfs_emit(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
5086 }
5087
5088 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5089                                  size_t length)
5090 {
5091         unsigned int objects;
5092         int err;
5093
5094         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5095         if (err)
5096                 return err;
5097         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5098                 return -EINVAL;
5099
5100         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5101         flush_all(s);
5102         return length;
5103 }
5104 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5105
5106 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5107 {
5108         if (!s->ctor)
5109                 return 0;
5110         return sysfs_emit(buf, "%pS\n", s->ctor);
5111 }
5112 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5113
5114 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5115 {
5116         return sysfs_emit(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5117 }
5118 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5119
5120 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5121 {
5122         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5123 }
5124 SLAB_ATTR_RO(partial);
5125
5126 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5127 {
5128         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5129 }
5130 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5131
5132 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5133 {
5134         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5135 }
5136 SLAB_ATTR_RO(objects);
5137
5138 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5139 {
5140         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5141 }
5142 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5143
5144 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5145 {
5146         int objects = 0;
5147         int pages = 0;
5148         int cpu;
5149         int len = 0;
5150
5151         for_each_online_cpu(cpu) {
5152                 struct page *page;
5153
5154                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5155
5156                 if (page) {
5157                         pages += page->pages;
5158                         objects += page->pobjects;
5159                 }
5160         }
5161
5162         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%d(%d)", objects, pages);
5163
5164 #ifdef CONFIG_SMP
5165         for_each_online_cpu(cpu) {
5166                 struct page *page;
5167
5168                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5169                 if (page)
5170                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%d(%d)",
5171                                              cpu, page->pobjects, page->pages);
5172         }
5173 #endif
5174         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5175
5176         return len;
5177 }
5178 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5179
5180 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5181 {
5182         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5183 }
5184 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
5185
5186 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5187 {
5188         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5189 }
5190 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5191
5192 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5193 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5194 {
5195         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5196 }
5197 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5198 #endif
5199
5200 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5201 {
5202         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->usersize);
5203 }
5204 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5205
5206 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5207 {
5208         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5209 }
5210 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5211
5212 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5213 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5214 {
5215         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5216 }
5217 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5218
5219 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5220 {
5221         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5222 }
5223 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5224
5225 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5226 {
5227         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5228 }
5229 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
5230
5231 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5232 {
5233         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5234 }
5235 SLAB_ATTR_RO(trace);
5236
5237 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5238 {
5239         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5240 }
5241
5242 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
5243
5244 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5245 {
5246         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5247 }
5248
5249 SLAB_ATTR_RO(poison);
5250
5251 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5252 {
5253         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5254 }
5255
5256 SLAB_ATTR_RO(store_user);
5257
5258 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5259 {
5260         return 0;
5261 }
5262
5263 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5264                         const char *buf, size_t length)
5265 {
5266         int ret = -EINVAL;
5267
5268         if (buf[0] == '1') {
5269                 ret = validate_slab_cache(s);
5270                 if (ret >= 0)
5271                         ret = length;
5272         }
5273         return ret;
5274 }
5275 SLAB_ATTR(validate);
5276
5277 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5278
5279 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5280 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5281 {
5282         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5283 }
5284 SLAB_ATTR_RO(failslab);
5285 #endif
5286
5287 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5288 {
5289         return 0;
5290 }
5291
5292 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5293                         const char *buf, size_t length)
5294 {
5295         if (buf[0] == '1')
5296                 kmem_cache_shrink(s);
5297         else
5298                 return -EINVAL;
5299         return length;
5300 }
5301 SLAB_ATTR(shrink);
5302
5303 #ifdef CONFIG_NUMA
5304 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5305 {
5306         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5307 }
5308
5309 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5310                                 const char *buf, size_t length)
5311 {
5312         unsigned int ratio;
5313         int err;
5314
5315         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5316         if (err)
5317                 return err;
5318         if (ratio > 100)
5319                 return -ERANGE;
5320
5321         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5322
5323         return length;
5324 }
5325 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5326 #endif
5327
5328 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5329 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5330 {
5331         unsigned long sum  = 0;
5332         int cpu;
5333         int len = 0;
5334         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5335
5336         if (!data)
5337                 return -ENOMEM;
5338
5339         for_each_online_cpu(cpu) {
5340                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5341
5342                 data[cpu] = x;
5343                 sum += x;
5344         }
5345
5346         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", sum);
5347
5348 #ifdef CONFIG_SMP
5349         for_each_online_cpu(cpu) {
5350                 if (data[cpu])
5351                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%u",
5352                                              cpu, data[cpu]);
5353         }
5354 #endif
5355         kfree(data);
5356         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5357
5358         return len;
5359 }
5360
5361 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5362 {
5363         int cpu;
5364
5365         for_each_online_cpu(cpu)
5366                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5367 }
5368
5369 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5370 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5371 {                                                               \
5372         return show_stat(s, buf, si);                           \
5373 }                                                               \
5374 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5375                                 const char *buf, size_t length) \
5376 {                                                               \
5377         if (buf[0] != '0')                                      \
5378                 return -EINVAL;                                 \
5379         clear_stat(s, si);                                      \
5380         return length;                                          \
5381 }                                                               \
5382 SLAB_ATTR(text);                                                \
5383
5384 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5385 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5386 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5387 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5388 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5389 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5390 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5391 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5392 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5393 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5394 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5395 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5396 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5397 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5398 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5399 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5400 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5401 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5402 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5403 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5404 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5405 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5406 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5407 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5408 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5409 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5410 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
5411
5412 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5413         &slab_size_attr.attr,
5414         &object_size_attr.attr,
5415         &objs_per_slab_attr.attr,
5416         &order_attr.attr,
5417         &min_partial_attr.attr,
5418         &cpu_partial_attr.attr,
5419         &objects_attr.attr,
5420         &objects_partial_attr.attr,
5421         &partial_attr.attr,
5422         &cpu_slabs_attr.attr,
5423         &ctor_attr.attr,
5424         &aliases_attr.attr,
5425         &align_attr.attr,
5426         &hwcache_align_attr.attr,
5427         &reclaim_account_attr.attr,
5428         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5429         &shrink_attr.attr,
5430         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5431 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5432         &total_objects_attr.attr,
5433         &slabs_attr.attr,
5434         &sanity_checks_attr.attr,
5435         &trace_attr.attr,
5436         &red_zone_attr.attr,
5437         &poison_attr.attr,
5438         &store_user_attr.attr,
5439         &validate_attr.attr,
5440 #endif
5441 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5442         &cache_dma_attr.attr,
5443 #endif
5444 #ifdef CONFIG_NUMA
5445         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5446 #endif
5447 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5448         &alloc_fastpath_attr.attr,
5449         &alloc_slowpath_attr.attr,
5450         &free_fastpath_attr.attr,
5451         &free_slowpath_attr.attr,
5452         &free_frozen_attr.attr,
5453         &free_add_partial_attr.attr,
5454         &free_remove_partial_attr.attr,
5455         &alloc_from_partial_attr.attr,
5456         &alloc_slab_attr.attr,
5457         &alloc_refill_attr.attr,
5458         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5459         &free_slab_attr.attr,
5460         &cpuslab_flush_attr.attr,
5461         &deactivate_full_attr.attr,
5462         &deactivate_empty_attr.attr,
5463         &deactivate_to_head_attr.attr,
5464         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5465         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5466         &deactivate_bypass_attr.attr,
5467         &order_fallback_attr.attr,
5468         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5469         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5470         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5471         &cpu_partial_free_attr.attr,
5472         &cpu_partial_node_attr.attr,
5473         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5474 #endif
5475 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5476         &failslab_attr.attr,
5477 #endif
5478         &usersize_attr.attr,
5479
5480         NULL
5481 };
5482
5483 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5484         .attrs = slab_attrs,
5485 };
5486
5487 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5488                                 struct attribute *attr,
5489                                 char *buf)
5490 {
5491         struct slab_attribute *attribute;
5492         struct kmem_cache *s;
5493         int err;
5494
5495         attribute = to_slab_attr(attr);
5496         s = to_slab(kobj);
5497
5498         if (!attribute->show)
5499                 return -EIO;
5500
5501         err = attribute->show(s, buf);
5502
5503         return err;
5504 }
5505
5506 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5507                                 struct attribute *attr,
5508                                 const char *buf, size_t len)
5509 {
5510         struct slab_attribute *attribute;
5511         struct kmem_cache *s;
5512         int err;
5513
5514         attribute = to_slab_attr(attr);
5515         s = to_slab(kobj);
5516
5517         if (!attribute->store)
5518                 return -EIO;
5519
5520         err = attribute->store(s, buf, len);
5521         return err;
5522 }
5523
5524 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5525 {
5526         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5527 }
5528
5529 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5530         .show = slab_attr_show,
5531         .store = slab_attr_store,
5532 };
5533
5534 static struct kobj_type slab_ktype = {
5535         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5536         .release = kmem_cache_release,
5537 };
5538
5539 static struct kset *slab_kset;
5540
5541 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5542 {
5543         return slab_kset;
5544 }
5545
5546 #define ID_STR_LENGTH 64
5547
5548 /* Create a unique string id for a slab cache:
5549  *
5550  * Format       :[flags-]size
5551  */
5552 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5553 {
5554         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5555         char *p = name;
5556
5557         BUG_ON(!name);
5558
5559         *p++ = ':';
5560         /*
5561          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5562          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5563          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5564          * are matched during merging to guarantee that the id is
5565          * unique.
5566          */
5567         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5568                 *p++ = 'd';
5569         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5570                 *p++ = 'D';
5571         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5572                 *p++ = 'a';
5573         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5574                 *p++ = 'F';
5575         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5576                 *p++ = 'A';
5577         if (p != name + 1)
5578                 *p++ = '-';
5579         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5580
5581         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5582         return name;
5583 }
5584
5585 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5586 {
5587         int err;
5588         const char *name;
5589         struct kset *kset = cache_kset(s);
5590         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5591
5592         if (!kset) {
5593                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5594                 return 0;
5595         }
5596
5597         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5598                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5599                 unmergeable = 1;
5600
5601         if (unmergeable) {
5602                 /*
5603                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5604                  * This is typically the case for debug situations. In that
5605                  * case we can catch duplicate names easily.
5606                  */
5607                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5608                 name = s->name;
5609         } else {
5610                 /*
5611                  * Create a unique name for the slab as a target
5612                  * for the symlinks.
5613                  */
5614                 name = create_unique_id(s);
5615         }
5616
5617         s->kobj.kset = kset;
5618         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5619         if (err)
5620                 goto out;
5621
5622         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5623         if (err)
5624                 goto out_del_kobj;
5625
5626         if (!unmergeable) {
5627                 /* Setup first alias */
5628                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5629         }
5630 out:
5631         if (!unmergeable)
5632                 kfree(name);
5633         return err;
5634 out_del_kobj:
5635         kobject_del(&s->kobj);
5636         goto out;
5637 }
5638
5639 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5640 {
5641         if (slab_state >= FULL)
5642                 kobject_del(&s->kobj);
5643 }
5644
5645 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5646 {
5647         if (slab_state >= FULL)
5648                 kobject_put(&s->kobj);
5649 }
5650
5651 /*
5652  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5653  * available lest we lose that information.
5654  */
5655 struct saved_alias {
5656         struct kmem_cache *s;
5657         const char *name;
5658         struct saved_alias *next;
5659 };
5660
5661 static struct saved_alias *alias_list;
5662
5663 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5664 {
5665         struct saved_alias *al;
5666
5667         if (slab_state == FULL) {
5668                 /*
5669                  * If we have a leftover link then remove it.
5670                  */
5671                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5672                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5673         }
5674
5675         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5676         if (!al)
5677                 return -ENOMEM;
5678
5679         al->s = s;
5680         al->name = name;
5681         al->next = alias_list;
5682         alias_list = al;
5683         return 0;
5684 }
5685
5686 static int __init slab_sysfs_init(void)
5687 {
5688         struct kmem_cache *s;
5689         int err;
5690
5691         mutex_lock(&slab_mutex);
5692
5693         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
5694         if (!slab_kset) {
5695                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5696                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5697                 return -ENOSYS;
5698         }
5699
5700         slab_state = FULL;
5701
5702         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5703                 err = sysfs_slab_add(s);
5704                 if (err)
5705                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5706                                s->name);
5707         }
5708
5709         while (alias_list) {
5710                 struct saved_alias *al = alias_list;
5711
5712                 alias_list = alias_list->next;
5713                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5714                 if (err)
5715                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5716                                al->name);
5717                 kfree(al);
5718         }
5719
5720         mutex_unlock(&slab_mutex);
5721         return 0;
5722 }
5723
5724 __initcall(slab_sysfs_init);
5725 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5726
5727 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) && defined(CONFIG_DEBUG_FS)
5728 static int slab_debugfs_show(struct seq_file *seq, void *v)
5729 {
5730
5731         struct location *l;
5732         unsigned int idx = *(unsigned int *)v;
5733         struct loc_track *t = seq->private;
5734
5735         if (idx < t->count) {
5736                 l = &t->loc[idx];
5737
5738                 seq_printf(seq, "%7ld ", l->count);
5739
5740                 if (l->addr)
5741                         seq_printf(seq, "%pS", (void *)l->addr);
5742                 else
5743                         seq_puts(seq, "<not-available>");
5744
5745                 if (l->sum_time != l->min_time) {
5746                         seq_printf(seq, " age=%ld/%llu/%ld",
5747                                 l->min_time, div_u64(l->sum_time, l->count),
5748                                 l->max_time);
5749                 } else
5750                         seq_printf(seq, " age=%ld", l->min_time);
5751
5752                 if (l->min_pid != l->max_pid)
5753                         seq_printf(seq, " pid=%ld-%ld", l->min_pid, l->max_pid);
5754                 else
5755                         seq_printf(seq, " pid=%ld",
5756                                 l->min_pid);
5757
5758                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)))
5759                         seq_printf(seq, " cpus=%*pbl",
5760                                  cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
5761
5762                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes))
5763                         seq_printf(seq, " nodes=%*pbl",
5764                                  nodemask_pr_args(&l->nodes));
5765
5766                 seq_puts(seq, "\n");
5767         }
5768
5769         if (!idx && !t->count)
5770                 seq_puts(seq, "No data\n");
5771
5772         return 0;
5773 }
5774
5775 static void slab_debugfs_stop(struct seq_file *seq, void *v)
5776 {
5777 }
5778
5779 static void *slab_debugfs_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *ppos)
5780 {
5781         struct loc_track *t = seq->private;
5782
5783         v = ppos;
5784         ++*ppos;
5785         if (*ppos <= t->count)
5786                 return v;
5787
5788         return NULL;
5789 }
5790
5791 static void *slab_debugfs_start(struct seq_file *seq, loff_t *ppos)
5792 {
5793         return ppos;
5794 }
5795
5796 static const struct seq_operations slab_debugfs_sops = {
5797         .start  = slab_debugfs_start,
5798         .next   = slab_debugfs_next,
5799         .stop   = slab_debugfs_stop,
5800         .show   = slab_debugfs_show,
5801 };
5802
5803 static int slab_debug_trace_open(struct inode *inode, struct file *filep)
5804 {
5805
5806         struct kmem_cache_node *n;
5807         enum track_item alloc;
5808         int node;
5809         struct loc_track *t = __seq_open_private(filep, &slab_debugfs_sops,
5810                                                 sizeof(struct loc_track));
5811         struct kmem_cache *s = file_inode(filep)->i_private;
5812         unsigned long *obj_map;
5813
5814         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
5815         if (!obj_map)
5816                 return -ENOMEM;
5817
5818         if (strcmp(filep->f_path.dentry->d_name.name, "alloc_traces") == 0)
5819                 alloc = TRACK_ALLOC;
5820         else
5821                 alloc = TRACK_FREE;
5822
5823         if (!alloc_loc_track(t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location), GFP_KERNEL)) {
5824                 bitmap_free(obj_map);
5825                 return -ENOMEM;
5826         }
5827
5828         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5829                 unsigned long flags;
5830                 struct page *page;
5831
5832                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
5833                         continue;
5834
5835                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5836                 list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
5837                         process_slab(t, s, page, alloc, obj_map);
5838                 list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list)
5839                         process_slab(t, s, page, alloc, obj_map);
5840                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5841         }
5842
5843         bitmap_free(obj_map);
5844         return 0;
5845 }
5846
5847 static int slab_debug_trace_release(struct inode *inode, struct file *file)
5848 {
5849         struct seq_file *seq = file->private_data;
5850         struct loc_track *t = seq->private;
5851
5852         free_loc_track(t);
5853         return seq_release_private(inode, file);
5854 }
5855
5856 static const struct file_operations slab_debugfs_fops = {
5857         .open    = slab_debug_trace_open,
5858         .read    = seq_read,
5859         .llseek  = seq_lseek,
5860         .release = slab_debug_trace_release,
5861 };
5862
5863 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5864 {
5865         struct dentry *slab_cache_dir;
5866
5867         if (unlikely(!slab_debugfs_root))
5868                 return;
5869
5870         slab_cache_dir = debugfs_create_dir(s->name, slab_debugfs_root);
5871
5872         debugfs_create_file("alloc_traces", 0400,
5873                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
5874
5875         debugfs_create_file("free_traces", 0400,
5876                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
5877 }
5878
5879 void debugfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5880 {
5881         debugfs_remove_recursive(debugfs_lookup(s->name, slab_debugfs_root));
5882 }
5883
5884 static int __init slab_debugfs_init(void)
5885 {
5886         struct kmem_cache *s;
5887
5888         slab_debugfs_root = debugfs_create_dir("slab", NULL);
5889
5890         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
5891                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
5892                         debugfs_slab_add(s);
5893
5894         return 0;
5895
5896 }
5897 __initcall(slab_debugfs_init);
5898 #endif
5899 /*
5900  * The /proc/slabinfo ABI
5901  */
5902 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5903 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5904 {
5905         unsigned long nr_slabs = 0;
5906         unsigned long nr_objs = 0;
5907         unsigned long nr_free = 0;
5908         int node;
5909         struct kmem_cache_node *n;
5910
5911         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5912                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5913                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5914                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5915         }
5916
5917         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5918         sinfo->num_objs = nr_objs;
5919         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5920         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5921         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5922         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5923 }
5924
5925 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5926 {
5927 }
5928
5929 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5930                        size_t count, loff_t *ppos)
5931 {
5932         return -EIO;
5933 }
5934 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */