mm: clarify CONFIG_PAGE_POISONING and usage
[platform/kernel/linux-rpi.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/bitops.h>
19 #include <linux/slab.h>
20 #include "slab.h"
21 #include <linux/proc_fs.h>
22 #include <linux/notifier.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/memory.h>
32 #include <linux/math64.h>
33 #include <linux/fault-inject.h>
34 #include <linux/stacktrace.h>
35 #include <linux/prefetch.h>
36 #include <linux/memcontrol.h>
37 #include <linux/random.h>
38
39 #include <trace/events/kmem.h>
40
41 #include "internal.h"
42
43 /*
44  * Lock order:
45  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
46  *   2. node->list_lock
47  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
48  *
49  *   slab_mutex
50  *
51  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
52  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
53  *
54  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
55  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects:
56  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
57  *      B. page->inuse          -> Number of objects in use
58  *      C. page->objects        -> Number of objects in page
59  *      D. page->frozen         -> frozen state
60  *
61  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
62  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
63  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
64  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
65  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
66  *
67  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
68  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
69  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
70  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
71  *   modified without taking the list lock).
72  *
73  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
74  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
75  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
76  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
77  *   the list lock.
78  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
79  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
80  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
81  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
82  *
83  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
84  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
85  *
86  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
87  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
88  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
89  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
90  * cannot scan all objects.
91  *
92  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
93  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
94  * fast frees and allocs.
95  *
96  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
97  *
98  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
99  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
100  *                      such as satisfying allocations for a specific
101  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
102  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
103  *                      list operations. It is up to the processor holding
104  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
105  *                      when the slab is no longer needed.
106  *
107  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
108  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
109  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
110  *                      freelist that allows lockless access to
111  *                      free objects in addition to the regular freelist
112  *                      that requires the slab lock.
113  *
114  * PageError            Slab requires special handling due to debug
115  *                      options set. This moves slab handling out of
116  *                      the fast path and disables lockless freelists.
117  */
118
119 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
120 {
121 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
122         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
123 #else
124         return 0;
125 #endif
126 }
127
128 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
129 {
130         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE)
131                 p += s->red_left_pad;
132
133         return p;
134 }
135
136 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
137 {
138 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
139         return !kmem_cache_debug(s);
140 #else
141         return false;
142 #endif
143 }
144
145 /*
146  * Issues still to be resolved:
147  *
148  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
149  *
150  * - Variable sizing of the per node arrays
151  */
152
153 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
154 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
155
156 /* Enable to log cmpxchg failures */
157 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
158
159 /*
160  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
161  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
162  */
163 #define MIN_PARTIAL 5
164
165 /*
166  * Maximum number of desirable partial slabs.
167  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
168  * sort the partial list by the number of objects in use.
169  */
170 #define MAX_PARTIAL 10
171
172 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
173                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
174
175 /*
176  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
177  * issues when checking or reading debug information
178  */
179 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
180                                 SLAB_TRACE)
181
182
183 /*
184  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
185  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
186  * metadata.
187  */
188 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
189
190 #define OO_SHIFT        16
191 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
192 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
193
194 /* Internal SLUB flags */
195 /* Poison object */
196 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
197 /* Use cmpxchg_double */
198 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
199
200 /*
201  * Tracking user of a slab.
202  */
203 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
204 struct track {
205         unsigned long addr;     /* Called from address */
206 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
207         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
208 #endif
209         int cpu;                /* Was running on cpu */
210         int pid;                /* Pid context */
211         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
212 };
213
214 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
215
216 #ifdef CONFIG_SYSFS
217 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
218 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
219 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
220 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s);
221 #else
222 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
223 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
224                                                         { return 0; }
225 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
226 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
227 #endif
228
229 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
230 {
231 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
232         /*
233          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
234          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
235          */
236         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
237 #endif
238 }
239
240 /********************************************************************
241  *                      Core slab cache functions
242  *******************************************************************/
243
244 /*
245  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
246  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
247  * random number.
248  */
249 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
250                                  unsigned long ptr_addr)
251 {
252 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
253         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^ ptr_addr);
254 #else
255         return ptr;
256 #endif
257 }
258
259 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
260 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
261                                          void *ptr_addr)
262 {
263         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
264                             (unsigned long)ptr_addr);
265 }
266
267 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
268 {
269         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
270 }
271
272 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
273 {
274         prefetch(object + s->offset);
275 }
276
277 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
278 {
279         unsigned long freepointer_addr;
280         void *p;
281
282         if (!debug_pagealloc_enabled())
283                 return get_freepointer(s, object);
284
285         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
286         probe_kernel_read(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
287         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
288 }
289
290 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
291 {
292         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
293
294 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
295         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
296 #endif
297
298         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
299 }
300
301 /* Loop over all objects in a slab */
302 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
303         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
304                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
305                 __p += (__s)->size)
306
307 #define for_each_object_idx(__p, __idx, __s, __addr, __objects) \
308         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr), __idx = 1; \
309                 __idx <= __objects; \
310                 __p += (__s)->size, __idx++)
311
312 /* Determine object index from a given position */
313 static inline unsigned int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
314 {
315         return (p - addr) / s->size;
316 }
317
318 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
319 {
320         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
321 }
322
323 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
324                 unsigned int size)
325 {
326         struct kmem_cache_order_objects x = {
327                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
328         };
329
330         return x;
331 }
332
333 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
334 {
335         return x.x >> OO_SHIFT;
336 }
337
338 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
339 {
340         return x.x & OO_MASK;
341 }
342
343 /*
344  * Per slab locking using the pagelock
345  */
346 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
347 {
348         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
349         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
350 }
351
352 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
353 {
354         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
355         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
356 }
357
358 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
359 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
360                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
361                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
362                 const char *n)
363 {
364         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
365 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
366     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
367         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
368                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
369                                    freelist_old, counters_old,
370                                    freelist_new, counters_new))
371                         return true;
372         } else
373 #endif
374         {
375                 slab_lock(page);
376                 if (page->freelist == freelist_old &&
377                                         page->counters == counters_old) {
378                         page->freelist = freelist_new;
379                         page->counters = counters_new;
380                         slab_unlock(page);
381                         return true;
382                 }
383                 slab_unlock(page);
384         }
385
386         cpu_relax();
387         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
388
389 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
390         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
391 #endif
392
393         return false;
394 }
395
396 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
397                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
398                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
399                 const char *n)
400 {
401 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
402     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
403         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
404                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
405                                    freelist_old, counters_old,
406                                    freelist_new, counters_new))
407                         return true;
408         } else
409 #endif
410         {
411                 unsigned long flags;
412
413                 local_irq_save(flags);
414                 slab_lock(page);
415                 if (page->freelist == freelist_old &&
416                                         page->counters == counters_old) {
417                         page->freelist = freelist_new;
418                         page->counters = counters_new;
419                         slab_unlock(page);
420                         local_irq_restore(flags);
421                         return true;
422                 }
423                 slab_unlock(page);
424                 local_irq_restore(flags);
425         }
426
427         cpu_relax();
428         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
429
430 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
431         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
432 #endif
433
434         return false;
435 }
436
437 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
438 /*
439  * Determine a map of object in use on a page.
440  *
441  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
442  * not vanish from under us.
443  */
444 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
445 {
446         void *p;
447         void *addr = page_address(page);
448
449         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
450                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
451 }
452
453 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
454 {
455         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
456                 return s->size - s->red_left_pad;
457
458         return s->size;
459 }
460
461 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
462 {
463         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
464                 p -= s->red_left_pad;
465
466         return p;
467 }
468
469 /*
470  * Debug settings:
471  */
472 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
473 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
474 #else
475 static slab_flags_t slub_debug;
476 #endif
477
478 static char *slub_debug_slabs;
479 static int disable_higher_order_debug;
480
481 /*
482  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
483  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
484  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
485  * to tell kasan that these accesses are OK.
486  */
487 static inline void metadata_access_enable(void)
488 {
489         kasan_disable_current();
490 }
491
492 static inline void metadata_access_disable(void)
493 {
494         kasan_enable_current();
495 }
496
497 /*
498  * Object debugging
499  */
500
501 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
502 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
503                                 struct page *page, void *object)
504 {
505         void *base;
506
507         if (!object)
508                 return 1;
509
510         base = page_address(page);
511         object = restore_red_left(s, object);
512         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
513                 (object - base) % s->size) {
514                 return 0;
515         }
516
517         return 1;
518 }
519
520 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
521                           unsigned int length)
522 {
523         metadata_access_enable();
524         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
525                         length, 1);
526         metadata_access_disable();
527 }
528
529 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
530         enum track_item alloc)
531 {
532         struct track *p;
533
534         if (s->offset)
535                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
536         else
537                 p = object + s->inuse;
538
539         return p + alloc;
540 }
541
542 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
543                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
544 {
545         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
546
547         if (addr) {
548 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
549                 struct stack_trace trace;
550                 int i;
551
552                 trace.nr_entries = 0;
553                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
554                 trace.entries = p->addrs;
555                 trace.skip = 3;
556                 metadata_access_enable();
557                 save_stack_trace(&trace);
558                 metadata_access_disable();
559
560                 /* See rant in lockdep.c */
561                 if (trace.nr_entries != 0 &&
562                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
563                         trace.nr_entries--;
564
565                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
566                         p->addrs[i] = 0;
567 #endif
568                 p->addr = addr;
569                 p->cpu = smp_processor_id();
570                 p->pid = current->pid;
571                 p->when = jiffies;
572         } else
573                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
574 }
575
576 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
577 {
578         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
579                 return;
580
581         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
582         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
583 }
584
585 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
586 {
587         if (!t->addr)
588                 return;
589
590         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
591                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
592 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
593         {
594                 int i;
595                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
596                         if (t->addrs[i])
597                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
598                         else
599                                 break;
600         }
601 #endif
602 }
603
604 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
605 {
606         unsigned long pr_time = jiffies;
607         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
608                 return;
609
610         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
611         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
612 }
613
614 static void print_page_info(struct page *page)
615 {
616         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
617                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
618
619 }
620
621 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
622 {
623         struct va_format vaf;
624         va_list args;
625
626         va_start(args, fmt);
627         vaf.fmt = fmt;
628         vaf.va = &args;
629         pr_err("=============================================================================\n");
630         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
631         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
632
633         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
634         va_end(args);
635 }
636
637 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
638 {
639         struct va_format vaf;
640         va_list args;
641
642         va_start(args, fmt);
643         vaf.fmt = fmt;
644         vaf.va = &args;
645         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
646         va_end(args);
647 }
648
649 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
650 {
651         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
652         u8 *addr = page_address(page);
653
654         print_tracking(s, p);
655
656         print_page_info(page);
657
658         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
659                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
660
661         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
662                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p - s->red_left_pad,
663                               s->red_left_pad);
664         else if (p > addr + 16)
665                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
666
667         print_section(KERN_ERR, "Object ", p,
668                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
669         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
670                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p + s->object_size,
671                         s->inuse - s->object_size);
672
673         if (s->offset)
674                 off = s->offset + sizeof(void *);
675         else
676                 off = s->inuse;
677
678         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
679                 off += 2 * sizeof(struct track);
680
681         off += kasan_metadata_size(s);
682
683         if (off != size_from_object(s))
684                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
685                 print_section(KERN_ERR, "Padding ", p + off,
686                               size_from_object(s) - off);
687
688         dump_stack();
689 }
690
691 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
692                         u8 *object, char *reason)
693 {
694         slab_bug(s, "%s", reason);
695         print_trailer(s, page, object);
696 }
697
698 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
699                         const char *fmt, ...)
700 {
701         va_list args;
702         char buf[100];
703
704         va_start(args, fmt);
705         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
706         va_end(args);
707         slab_bug(s, "%s", buf);
708         print_page_info(page);
709         dump_stack();
710 }
711
712 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
713 {
714         u8 *p = object;
715
716         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
717                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
718
719         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
720                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
721                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
722         }
723
724         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
725                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
726 }
727
728 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
729                                                 void *from, void *to)
730 {
731         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
732         memset(from, data, to - from);
733 }
734
735 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
736                         u8 *object, char *what,
737                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
738 {
739         u8 *fault;
740         u8 *end;
741
742         metadata_access_enable();
743         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
744         metadata_access_disable();
745         if (!fault)
746                 return 1;
747
748         end = start + bytes;
749         while (end > fault && end[-1] == value)
750                 end--;
751
752         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
753         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
754                                         fault, end - 1, fault[0], value);
755         print_trailer(s, page, object);
756
757         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
758         return 0;
759 }
760
761 /*
762  * Object layout:
763  *
764  * object address
765  *      Bytes of the object to be managed.
766  *      If the freepointer may overlay the object then the free
767  *      pointer is the first word of the object.
768  *
769  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
770  *      0xa5 (POISON_END)
771  *
772  * object + s->object_size
773  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
774  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
775  *      object_size == inuse.
776  *
777  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
778  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
779  *
780  * object + s->inuse
781  *      Meta data starts here.
782  *
783  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
784  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
785  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
786  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
787  *              before the word boundary.
788  *
789  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
790  *
791  * object + s->size
792  *      Nothing is used beyond s->size.
793  *
794  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
795  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
796  * may be used with merged slabcaches.
797  */
798
799 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
800 {
801         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
802
803         if (s->offset)
804                 /* Freepointer is placed after the object. */
805                 off += sizeof(void *);
806
807         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
808                 /* We also have user information there */
809                 off += 2 * sizeof(struct track);
810
811         off += kasan_metadata_size(s);
812
813         if (size_from_object(s) == off)
814                 return 1;
815
816         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
817                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
818 }
819
820 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
821 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
822 {
823         u8 *start;
824         u8 *fault;
825         u8 *end;
826         u8 *pad;
827         int length;
828         int remainder;
829
830         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
831                 return 1;
832
833         start = page_address(page);
834         length = PAGE_SIZE << compound_order(page);
835         end = start + length;
836         remainder = length % s->size;
837         if (!remainder)
838                 return 1;
839
840         pad = end - remainder;
841         metadata_access_enable();
842         fault = memchr_inv(pad, POISON_INUSE, remainder);
843         metadata_access_disable();
844         if (!fault)
845                 return 1;
846         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
847                 end--;
848
849         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
850         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
851
852         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
853         return 0;
854 }
855
856 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
857                                         void *object, u8 val)
858 {
859         u8 *p = object;
860         u8 *endobject = object + s->object_size;
861
862         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
863                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
864                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
865                         return 0;
866
867                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
868                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
869                         return 0;
870         } else {
871                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
872                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
873                                 endobject, POISON_INUSE,
874                                 s->inuse - s->object_size);
875                 }
876         }
877
878         if (s->flags & SLAB_POISON) {
879                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
880                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
881                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
882                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
883                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
884                         return 0;
885                 /*
886                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
887                  */
888                 check_pad_bytes(s, page, p);
889         }
890
891         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
892                 /*
893                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
894                  * freepointer while object is allocated.
895                  */
896                 return 1;
897
898         /* Check free pointer validity */
899         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
900                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
901                 /*
902                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
903                  * of the free objects in this slab. May cause
904                  * another error because the object count is now wrong.
905                  */
906                 set_freepointer(s, p, NULL);
907                 return 0;
908         }
909         return 1;
910 }
911
912 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
913 {
914         int maxobj;
915
916         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
917
918         if (!PageSlab(page)) {
919                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
920                 return 0;
921         }
922
923         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size);
924         if (page->objects > maxobj) {
925                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
926                         page->objects, maxobj);
927                 return 0;
928         }
929         if (page->inuse > page->objects) {
930                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
931                         page->inuse, page->objects);
932                 return 0;
933         }
934         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
935         slab_pad_check(s, page);
936         return 1;
937 }
938
939 /*
940  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
941  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
942  */
943 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
944 {
945         int nr = 0;
946         void *fp;
947         void *object = NULL;
948         int max_objects;
949
950         fp = page->freelist;
951         while (fp && nr <= page->objects) {
952                 if (fp == search)
953                         return 1;
954                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
955                         if (object) {
956                                 object_err(s, page, object,
957                                         "Freechain corrupt");
958                                 set_freepointer(s, object, NULL);
959                         } else {
960                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
961                                 page->freelist = NULL;
962                                 page->inuse = page->objects;
963                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
964                                 return 0;
965                         }
966                         break;
967                 }
968                 object = fp;
969                 fp = get_freepointer(s, object);
970                 nr++;
971         }
972
973         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size);
974         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
975                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
976
977         if (page->objects != max_objects) {
978                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
979                          page->objects, max_objects);
980                 page->objects = max_objects;
981                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
982         }
983         if (page->inuse != page->objects - nr) {
984                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
985                          page->inuse, page->objects - nr);
986                 page->inuse = page->objects - nr;
987                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
988         }
989         return search == NULL;
990 }
991
992 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
993                                                                 int alloc)
994 {
995         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
996                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
997                         s->name,
998                         alloc ? "alloc" : "free",
999                         object, page->inuse,
1000                         page->freelist);
1001
1002                 if (!alloc)
1003                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1004                                         s->object_size);
1005
1006                 dump_stack();
1007         }
1008 }
1009
1010 /*
1011  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1012  */
1013 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1014         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1015 {
1016         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1017                 return;
1018
1019         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1020         list_add(&page->lru, &n->full);
1021 }
1022
1023 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1024 {
1025         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1026                 return;
1027
1028         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1029         list_del(&page->lru);
1030 }
1031
1032 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1033 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1034 {
1035         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1036
1037         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1038 }
1039
1040 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1041 {
1042         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1043 }
1044
1045 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1046 {
1047         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1048
1049         /*
1050          * May be called early in order to allocate a slab for the
1051          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1052          * dilemma by deferring the increment of the count during
1053          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1054          */
1055         if (likely(n)) {
1056                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1057                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1058         }
1059 }
1060 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1061 {
1062         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1063
1064         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1065         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1066 }
1067
1068 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1069 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1070                                                                 void *object)
1071 {
1072         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1073                 return;
1074
1075         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1076         init_tracking(s, object);
1077 }
1078
1079 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1080                                         struct page *page,
1081                                         void *object, unsigned long addr)
1082 {
1083         if (!check_slab(s, page))
1084                 return 0;
1085
1086         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1087                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1088                 return 0;
1089         }
1090
1091         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1092                 return 0;
1093
1094         return 1;
1095 }
1096
1097 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1098                                         struct page *page,
1099                                         void *object, unsigned long addr)
1100 {
1101         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1102                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object, addr))
1103                         goto bad;
1104         }
1105
1106         /* Success perform special debug activities for allocs */
1107         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1108                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1109         trace(s, page, object, 1);
1110         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1111         return 1;
1112
1113 bad:
1114         if (PageSlab(page)) {
1115                 /*
1116                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1117                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1118                  * as used avoids touching the remaining objects.
1119                  */
1120                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1121                 page->inuse = page->objects;
1122                 page->freelist = NULL;
1123         }
1124         return 0;
1125 }
1126
1127 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1128                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1129 {
1130         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1131                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1132                 return 0;
1133         }
1134
1135         if (on_freelist(s, page, object)) {
1136                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1137                 return 0;
1138         }
1139
1140         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1141                 return 0;
1142
1143         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1144                 if (!PageSlab(page)) {
1145                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1146                                  object);
1147                 } else if (!page->slab_cache) {
1148                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1149                                object);
1150                         dump_stack();
1151                 } else
1152                         object_err(s, page, object,
1153                                         "page slab pointer corrupt.");
1154                 return 0;
1155         }
1156         return 1;
1157 }
1158
1159 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1160 static noinline int free_debug_processing(
1161         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1162         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1163         unsigned long addr)
1164 {
1165         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1166         void *object = head;
1167         int cnt = 0;
1168         unsigned long uninitialized_var(flags);
1169         int ret = 0;
1170
1171         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1172         slab_lock(page);
1173
1174         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1175                 if (!check_slab(s, page))
1176                         goto out;
1177         }
1178
1179 next_object:
1180         cnt++;
1181
1182         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1183                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1184                         goto out;
1185         }
1186
1187         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1188                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1189         trace(s, page, object, 0);
1190         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1191         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1192
1193         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1194         if (object != tail) {
1195                 object = get_freepointer(s, object);
1196                 goto next_object;
1197         }
1198         ret = 1;
1199
1200 out:
1201         if (cnt != bulk_cnt)
1202                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1203                          bulk_cnt, cnt);
1204
1205         slab_unlock(page);
1206         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1207         if (!ret)
1208                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1209         return ret;
1210 }
1211
1212 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1213 {
1214         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1215         if (*str++ != '=' || !*str)
1216                 /*
1217                  * No options specified. Switch on full debugging.
1218                  */
1219                 goto out;
1220
1221         if (*str == ',')
1222                 /*
1223                  * No options but restriction on slabs. This means full
1224                  * debugging for slabs matching a pattern.
1225                  */
1226                 goto check_slabs;
1227
1228         slub_debug = 0;
1229         if (*str == '-')
1230                 /*
1231                  * Switch off all debugging measures.
1232                  */
1233                 goto out;
1234
1235         /*
1236          * Determine which debug features should be switched on
1237          */
1238         for (; *str && *str != ','; str++) {
1239                 switch (tolower(*str)) {
1240                 case 'f':
1241                         slub_debug |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1242                         break;
1243                 case 'z':
1244                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1245                         break;
1246                 case 'p':
1247                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1248                         break;
1249                 case 'u':
1250                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1251                         break;
1252                 case 't':
1253                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1254                         break;
1255                 case 'a':
1256                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1257                         break;
1258                 case 'o':
1259                         /*
1260                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1261                          * order would increase as a result.
1262                          */
1263                         disable_higher_order_debug = 1;
1264                         break;
1265                 default:
1266                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1267                                *str);
1268                 }
1269         }
1270
1271 check_slabs:
1272         if (*str == ',')
1273                 slub_debug_slabs = str + 1;
1274 out:
1275         return 1;
1276 }
1277
1278 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1279
1280 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1281         slab_flags_t flags, const char *name,
1282         void (*ctor)(void *))
1283 {
1284         /*
1285          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1286          */
1287         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1288                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1289                 flags |= slub_debug;
1290
1291         return flags;
1292 }
1293 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1294 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1295                         struct page *page, void *object) {}
1296
1297 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1298         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1299
1300 static inline int free_debug_processing(
1301         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1302         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1303         unsigned long addr) { return 0; }
1304
1305 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1306                         { return 1; }
1307 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1308                         void *object, u8 val) { return 1; }
1309 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1310                                         struct page *page) {}
1311 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1312                                         struct page *page) {}
1313 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1314         slab_flags_t flags, const char *name,
1315         void (*ctor)(void *))
1316 {
1317         return flags;
1318 }
1319 #define slub_debug 0
1320
1321 #define disable_higher_order_debug 0
1322
1323 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1324                                                         { return 0; }
1325 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1326                                                         { return 0; }
1327 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1328                                                         int objects) {}
1329 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1330                                                         int objects) {}
1331
1332 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1333
1334 /*
1335  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1336  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1337  */
1338 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1339 {
1340         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1341         kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1342 }
1343
1344 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1345 {
1346         kmemleak_free(x);
1347         kasan_kfree_large(x, _RET_IP_);
1348 }
1349
1350 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1351 {
1352         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1353
1354         /*
1355          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1356          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1357          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1358          */
1359 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1360         {
1361                 unsigned long flags;
1362
1363                 local_irq_save(flags);
1364                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1365                 local_irq_restore(flags);
1366         }
1367 #endif
1368         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1369                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1370
1371         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse */
1372         return kasan_slab_free(s, x, _RET_IP_);
1373 }
1374
1375 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1376                                            void **head, void **tail)
1377 {
1378 /*
1379  * Compiler cannot detect this function can be removed if slab_free_hook()
1380  * evaluates to nothing.  Thus, catch all relevant config debug options here.
1381  */
1382 #if defined(CONFIG_LOCKDEP)     ||              \
1383         defined(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK) ||       \
1384         defined(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_FREE) ||   \
1385         defined(CONFIG_KASAN)
1386
1387         void *object;
1388         void *next = *head;
1389         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1390
1391         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1392         *head = NULL;
1393         *tail = NULL;
1394
1395         do {
1396                 object = next;
1397                 next = get_freepointer(s, object);
1398                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1399                 if (!slab_free_hook(s, object)) {
1400                         /* Move object to the new freelist */
1401                         set_freepointer(s, object, *head);
1402                         *head = object;
1403                         if (!*tail)
1404                                 *tail = object;
1405                 }
1406         } while (object != old_tail);
1407
1408         if (*head == *tail)
1409                 *tail = NULL;
1410
1411         return *head != NULL;
1412 #else
1413         return true;
1414 #endif
1415 }
1416
1417 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1418                                 void *object)
1419 {
1420         setup_object_debug(s, page, object);
1421         kasan_init_slab_obj(s, object);
1422         if (unlikely(s->ctor)) {
1423                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1424                 s->ctor(object);
1425                 kasan_poison_object_data(s, object);
1426         }
1427 }
1428
1429 /*
1430  * Slab allocation and freeing
1431  */
1432 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1433                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1434 {
1435         struct page *page;
1436         unsigned int order = oo_order(oo);
1437
1438         if (node == NUMA_NO_NODE)
1439                 page = alloc_pages(flags, order);
1440         else
1441                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1442
1443         if (page && memcg_charge_slab(page, flags, order, s)) {
1444                 __free_pages(page, order);
1445                 page = NULL;
1446         }
1447
1448         return page;
1449 }
1450
1451 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1452 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1453 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1454 {
1455         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1456         int err;
1457
1458         /* Bailout if already initialised */
1459         if (s->random_seq)
1460                 return 0;
1461
1462         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1463         if (err) {
1464                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1465                         s->name);
1466                 return err;
1467         }
1468
1469         /* Transform to an offset on the set of pages */
1470         if (s->random_seq) {
1471                 unsigned int i;
1472
1473                 for (i = 0; i < count; i++)
1474                         s->random_seq[i] *= s->size;
1475         }
1476         return 0;
1477 }
1478
1479 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1480 static void __init init_freelist_randomization(void)
1481 {
1482         struct kmem_cache *s;
1483
1484         mutex_lock(&slab_mutex);
1485
1486         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1487                 init_cache_random_seq(s);
1488
1489         mutex_unlock(&slab_mutex);
1490 }
1491
1492 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1493 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1494                                 unsigned long *pos, void *start,
1495                                 unsigned long page_limit,
1496                                 unsigned long freelist_count)
1497 {
1498         unsigned int idx;
1499
1500         /*
1501          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1502          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1503          */
1504         do {
1505                 idx = s->random_seq[*pos];
1506                 *pos += 1;
1507                 if (*pos >= freelist_count)
1508                         *pos = 0;
1509         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1510
1511         return (char *)start + idx;
1512 }
1513
1514 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1515 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1516 {
1517         void *start;
1518         void *cur;
1519         void *next;
1520         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1521
1522         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1523                 return false;
1524
1525         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1526         pos = get_random_int() % freelist_count;
1527
1528         page_limit = page->objects * s->size;
1529         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1530
1531         /* First entry is used as the base of the freelist */
1532         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1533                                 freelist_count);
1534         page->freelist = cur;
1535
1536         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1537                 setup_object(s, page, cur);
1538                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1539                         freelist_count);
1540                 set_freepointer(s, cur, next);
1541                 cur = next;
1542         }
1543         setup_object(s, page, cur);
1544         set_freepointer(s, cur, NULL);
1545
1546         return true;
1547 }
1548 #else
1549 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1550 {
1551         return 0;
1552 }
1553 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1554 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1555 {
1556         return false;
1557 }
1558 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1559
1560 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1561 {
1562         struct page *page;
1563         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1564         gfp_t alloc_gfp;
1565         void *start, *p;
1566         int idx, order;
1567         bool shuffle;
1568
1569         flags &= gfp_allowed_mask;
1570
1571         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1572                 local_irq_enable();
1573
1574         flags |= s->allocflags;
1575
1576         /*
1577          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1578          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1579          */
1580         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1581         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1582                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1583
1584         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1585         if (unlikely(!page)) {
1586                 oo = s->min;
1587                 alloc_gfp = flags;
1588                 /*
1589                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1590                  * Try a lower order alloc if possible
1591                  */
1592                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1593                 if (unlikely(!page))
1594                         goto out;
1595                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1596         }
1597
1598         page->objects = oo_objects(oo);
1599
1600         order = compound_order(page);
1601         page->slab_cache = s;
1602         __SetPageSlab(page);
1603         if (page_is_pfmemalloc(page))
1604                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1605
1606         start = page_address(page);
1607
1608         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1609                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1610
1611         kasan_poison_slab(page);
1612
1613         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1614
1615         if (!shuffle) {
1616                 for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1617                         setup_object(s, page, p);
1618                         if (likely(idx < page->objects))
1619                                 set_freepointer(s, p, p + s->size);
1620                         else
1621                                 set_freepointer(s, p, NULL);
1622                 }
1623                 page->freelist = fixup_red_left(s, start);
1624         }
1625
1626         page->inuse = page->objects;
1627         page->frozen = 1;
1628
1629 out:
1630         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1631                 local_irq_disable();
1632         if (!page)
1633                 return NULL;
1634
1635         mod_lruvec_page_state(page,
1636                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1637                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1638                 1 << oo_order(oo));
1639
1640         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1641
1642         return page;
1643 }
1644
1645 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1646 {
1647         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1648                 gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
1649                 flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
1650                 pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
1651                                 invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
1652                 dump_stack();
1653         }
1654
1655         return allocate_slab(s,
1656                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1657 }
1658
1659 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1660 {
1661         int order = compound_order(page);
1662         int pages = 1 << order;
1663
1664         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1665                 void *p;
1666
1667                 slab_pad_check(s, page);
1668                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1669                                                 page->objects)
1670                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1671         }
1672
1673         mod_lruvec_page_state(page,
1674                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1675                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1676                 -pages);
1677
1678         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1679         __ClearPageSlab(page);
1680
1681         page->mapping = NULL;
1682         if (current->reclaim_state)
1683                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1684         memcg_uncharge_slab(page, order, s);
1685         __free_pages(page, order);
1686 }
1687
1688 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1689 {
1690         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1691
1692         __free_slab(page->slab_cache, page);
1693 }
1694
1695 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1696 {
1697         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1698                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1699         } else
1700                 __free_slab(s, page);
1701 }
1702
1703 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1704 {
1705         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1706         free_slab(s, page);
1707 }
1708
1709 /*
1710  * Management of partially allocated slabs.
1711  */
1712 static inline void
1713 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1714 {
1715         n->nr_partial++;
1716         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1717                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1718         else
1719                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1720 }
1721
1722 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1723                                 struct page *page, int tail)
1724 {
1725         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1726         __add_partial(n, page, tail);
1727 }
1728
1729 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1730                                         struct page *page)
1731 {
1732         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1733         list_del(&page->lru);
1734         n->nr_partial--;
1735 }
1736
1737 /*
1738  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1739  * return the pointer to the freelist.
1740  *
1741  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1742  */
1743 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1744                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1745                 int mode, int *objects)
1746 {
1747         void *freelist;
1748         unsigned long counters;
1749         struct page new;
1750
1751         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1752
1753         /*
1754          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1755          * The old freelist is the list of objects for the
1756          * per cpu allocation list.
1757          */
1758         freelist = page->freelist;
1759         counters = page->counters;
1760         new.counters = counters;
1761         *objects = new.objects - new.inuse;
1762         if (mode) {
1763                 new.inuse = page->objects;
1764                 new.freelist = NULL;
1765         } else {
1766                 new.freelist = freelist;
1767         }
1768
1769         VM_BUG_ON(new.frozen);
1770         new.frozen = 1;
1771
1772         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1773                         freelist, counters,
1774                         new.freelist, new.counters,
1775                         "acquire_slab"))
1776                 return NULL;
1777
1778         remove_partial(n, page);
1779         WARN_ON(!freelist);
1780         return freelist;
1781 }
1782
1783 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1784 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1785
1786 /*
1787  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1788  */
1789 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1790                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1791 {
1792         struct page *page, *page2;
1793         void *object = NULL;
1794         unsigned int available = 0;
1795         int objects;
1796
1797         /*
1798          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1799          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1800          * partial slab and there is none available then get_partials()
1801          * will return NULL.
1802          */
1803         if (!n || !n->nr_partial)
1804                 return NULL;
1805
1806         spin_lock(&n->list_lock);
1807         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1808                 void *t;
1809
1810                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1811                         continue;
1812
1813                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1814                 if (!t)
1815                         break;
1816
1817                 available += objects;
1818                 if (!object) {
1819                         c->page = page;
1820                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1821                         object = t;
1822                 } else {
1823                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1824                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1825                 }
1826                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1827                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
1828                         break;
1829
1830         }
1831         spin_unlock(&n->list_lock);
1832         return object;
1833 }
1834
1835 /*
1836  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1837  */
1838 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1839                 struct kmem_cache_cpu *c)
1840 {
1841 #ifdef CONFIG_NUMA
1842         struct zonelist *zonelist;
1843         struct zoneref *z;
1844         struct zone *zone;
1845         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1846         void *object;
1847         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1848
1849         /*
1850          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1851          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1852          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1853          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1854          *
1855          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1856          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1857          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1858          * from other nodes and filled up.
1859          *
1860          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
1861          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
1862          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
1863          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
1864          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1865          * with available objects.
1866          */
1867         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1868                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1869                 return NULL;
1870
1871         do {
1872                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1873                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1874                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1875                         struct kmem_cache_node *n;
1876
1877                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1878
1879                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1880                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1881                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1882                                 if (object) {
1883                                         /*
1884                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1885                                          * here - if mems_allowed was updated in
1886                                          * parallel, that was a harmless race
1887                                          * between allocation and the cpuset
1888                                          * update
1889                                          */
1890                                         return object;
1891                                 }
1892                         }
1893                 }
1894         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1895 #endif
1896         return NULL;
1897 }
1898
1899 /*
1900  * Get a partial page, lock it and return it.
1901  */
1902 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1903                 struct kmem_cache_cpu *c)
1904 {
1905         void *object;
1906         int searchnode = node;
1907
1908         if (node == NUMA_NO_NODE)
1909                 searchnode = numa_mem_id();
1910         else if (!node_present_pages(node))
1911                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1912
1913         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1914         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1915                 return object;
1916
1917         return get_any_partial(s, flags, c);
1918 }
1919
1920 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1921 /*
1922  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1923  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1924  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1925  */
1926 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1927 #else
1928 /*
1929  * No preemption supported therefore also no need to check for
1930  * different cpus.
1931  */
1932 #define TID_STEP 1
1933 #endif
1934
1935 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1936 {
1937         return tid + TID_STEP;
1938 }
1939
1940 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1941 {
1942         return tid % TID_STEP;
1943 }
1944
1945 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1946 {
1947         return tid / TID_STEP;
1948 }
1949
1950 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1951 {
1952         return cpu;
1953 }
1954
1955 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1956                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1957 {
1958 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1959         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1960
1961         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1962
1963 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1964         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1965                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1966                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1967         else
1968 #endif
1969         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1970                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1971                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1972         else
1973                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1974                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1975 #endif
1976         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1977 }
1978
1979 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1980 {
1981         int cpu;
1982
1983         for_each_possible_cpu(cpu)
1984                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1985 }
1986
1987 /*
1988  * Remove the cpu slab
1989  */
1990 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1991                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
1992 {
1993         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1994         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1995         int lock = 0;
1996         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1997         void *nextfree;
1998         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1999         struct page new;
2000         struct page old;
2001
2002         if (page->freelist) {
2003                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2004                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2005         }
2006
2007         /*
2008          * Stage one: Free all available per cpu objects back
2009          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
2010          * last one.
2011          *
2012          * There is no need to take the list->lock because the page
2013          * is still frozen.
2014          */
2015         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
2016                 void *prior;
2017                 unsigned long counters;
2018
2019                 do {
2020                         prior = page->freelist;
2021                         counters = page->counters;
2022                         set_freepointer(s, freelist, prior);
2023                         new.counters = counters;
2024                         new.inuse--;
2025                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
2026
2027                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2028                         prior, counters,
2029                         freelist, new.counters,
2030                         "drain percpu freelist"));
2031
2032                 freelist = nextfree;
2033         }
2034
2035         /*
2036          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
2037          * list presence reflects the actual number of objects
2038          * during unfreeze.
2039          *
2040          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2041          * with the count. If there is a mismatch then the page
2042          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2043          *
2044          * Then we restart the process which may have to remove
2045          * the page from the list that we just put it on again
2046          * because the number of objects in the slab may have
2047          * changed.
2048          */
2049 redo:
2050
2051         old.freelist = page->freelist;
2052         old.counters = page->counters;
2053         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2054
2055         /* Determine target state of the slab */
2056         new.counters = old.counters;
2057         if (freelist) {
2058                 new.inuse--;
2059                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
2060                 new.freelist = freelist;
2061         } else
2062                 new.freelist = old.freelist;
2063
2064         new.frozen = 0;
2065
2066         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2067                 m = M_FREE;
2068         else if (new.freelist) {
2069                 m = M_PARTIAL;
2070                 if (!lock) {
2071                         lock = 1;
2072                         /*
2073                          * Taking the spinlock removes the possiblity
2074                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2075                          * is frozen
2076                          */
2077                         spin_lock(&n->list_lock);
2078                 }
2079         } else {
2080                 m = M_FULL;
2081                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
2082                         lock = 1;
2083                         /*
2084                          * This also ensures that the scanning of full
2085                          * slabs from diagnostic functions will not see
2086                          * any frozen slabs.
2087                          */
2088                         spin_lock(&n->list_lock);
2089                 }
2090         }
2091
2092         if (l != m) {
2093
2094                 if (l == M_PARTIAL)
2095
2096                         remove_partial(n, page);
2097
2098                 else if (l == M_FULL)
2099
2100                         remove_full(s, n, page);
2101
2102                 if (m == M_PARTIAL) {
2103
2104                         add_partial(n, page, tail);
2105                         stat(s, tail);
2106
2107                 } else if (m == M_FULL) {
2108
2109                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2110                         add_full(s, n, page);
2111
2112                 }
2113         }
2114
2115         l = m;
2116         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2117                                 old.freelist, old.counters,
2118                                 new.freelist, new.counters,
2119                                 "unfreezing slab"))
2120                 goto redo;
2121
2122         if (lock)
2123                 spin_unlock(&n->list_lock);
2124
2125         if (m == M_FREE) {
2126                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2127                 discard_slab(s, page);
2128                 stat(s, FREE_SLAB);
2129         }
2130
2131         c->page = NULL;
2132         c->freelist = NULL;
2133 }
2134
2135 /*
2136  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2137  *
2138  * This function must be called with interrupts disabled
2139  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2140  * to guarantee no concurrent accesses).
2141  */
2142 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2143                 struct kmem_cache_cpu *c)
2144 {
2145 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2146         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2147         struct page *page, *discard_page = NULL;
2148
2149         while ((page = c->partial)) {
2150                 struct page new;
2151                 struct page old;
2152
2153                 c->partial = page->next;
2154
2155                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2156                 if (n != n2) {
2157                         if (n)
2158                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2159
2160                         n = n2;
2161                         spin_lock(&n->list_lock);
2162                 }
2163
2164                 do {
2165
2166                         old.freelist = page->freelist;
2167                         old.counters = page->counters;
2168                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2169
2170                         new.counters = old.counters;
2171                         new.freelist = old.freelist;
2172
2173                         new.frozen = 0;
2174
2175                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2176                                 old.freelist, old.counters,
2177                                 new.freelist, new.counters,
2178                                 "unfreezing slab"));
2179
2180                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2181                         page->next = discard_page;
2182                         discard_page = page;
2183                 } else {
2184                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2185                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2186                 }
2187         }
2188
2189         if (n)
2190                 spin_unlock(&n->list_lock);
2191
2192         while (discard_page) {
2193                 page = discard_page;
2194                 discard_page = discard_page->next;
2195
2196                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2197                 discard_slab(s, page);
2198                 stat(s, FREE_SLAB);
2199         }
2200 #endif
2201 }
2202
2203 /*
2204  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2205  * slot if available.
2206  *
2207  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2208  * per node partial list.
2209  */
2210 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2211 {
2212 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2213         struct page *oldpage;
2214         int pages;
2215         int pobjects;
2216
2217         preempt_disable();
2218         do {
2219                 pages = 0;
2220                 pobjects = 0;
2221                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2222
2223                 if (oldpage) {
2224                         pobjects = oldpage->pobjects;
2225                         pages = oldpage->pages;
2226                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2227                                 unsigned long flags;
2228                                 /*
2229                                  * partial array is full. Move the existing
2230                                  * set to the per node partial list.
2231                                  */
2232                                 local_irq_save(flags);
2233                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2234                                 local_irq_restore(flags);
2235                                 oldpage = NULL;
2236                                 pobjects = 0;
2237                                 pages = 0;
2238                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2239                         }
2240                 }
2241
2242                 pages++;
2243                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2244
2245                 page->pages = pages;
2246                 page->pobjects = pobjects;
2247                 page->next = oldpage;
2248
2249         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2250                                                                 != oldpage);
2251         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2252                 unsigned long flags;
2253
2254                 local_irq_save(flags);
2255                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2256                 local_irq_restore(flags);
2257         }
2258         preempt_enable();
2259 #endif
2260 }
2261
2262 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2263 {
2264         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2265         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2266
2267         c->tid = next_tid(c->tid);
2268 }
2269
2270 /*
2271  * Flush cpu slab.
2272  *
2273  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2274  */
2275 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2276 {
2277         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2278
2279         if (likely(c)) {
2280                 if (c->page)
2281                         flush_slab(s, c);
2282
2283                 unfreeze_partials(s, c);
2284         }
2285 }
2286
2287 static void flush_cpu_slab(void *d)
2288 {
2289         struct kmem_cache *s = d;
2290
2291         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2292 }
2293
2294 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2295 {
2296         struct kmem_cache *s = info;
2297         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2298
2299         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2300 }
2301
2302 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2303 {
2304         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2305 }
2306
2307 /*
2308  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2309  * necessary.
2310  */
2311 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2312 {
2313         struct kmem_cache *s;
2314         unsigned long flags;
2315
2316         mutex_lock(&slab_mutex);
2317         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2318                 local_irq_save(flags);
2319                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2320                 local_irq_restore(flags);
2321         }
2322         mutex_unlock(&slab_mutex);
2323         return 0;
2324 }
2325
2326 /*
2327  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2328  * locality expectations.
2329  */
2330 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2331 {
2332 #ifdef CONFIG_NUMA
2333         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2334                 return 0;
2335 #endif
2336         return 1;
2337 }
2338
2339 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2340 static int count_free(struct page *page)
2341 {
2342         return page->objects - page->inuse;
2343 }
2344
2345 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2346 {
2347         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2348 }
2349 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2350
2351 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2352 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2353                                         int (*get_count)(struct page *))
2354 {
2355         unsigned long flags;
2356         unsigned long x = 0;
2357         struct page *page;
2358
2359         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2360         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2361                 x += get_count(page);
2362         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2363         return x;
2364 }
2365 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2366
2367 static noinline void
2368 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2369 {
2370 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2371         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2372                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2373         int node;
2374         struct kmem_cache_node *n;
2375
2376         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2377                 return;
2378
2379         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2380                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2381         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2382                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2383                 oo_order(s->min));
2384
2385         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2386                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2387                         s->name);
2388
2389         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2390                 unsigned long nr_slabs;
2391                 unsigned long nr_objs;
2392                 unsigned long nr_free;
2393
2394                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2395                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2396                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2397
2398                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2399                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2400         }
2401 #endif
2402 }
2403
2404 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2405                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2406 {
2407         void *freelist;
2408         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2409         struct page *page;
2410
2411         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2412
2413         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2414
2415         if (freelist)
2416                 return freelist;
2417
2418         page = new_slab(s, flags, node);
2419         if (page) {
2420                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2421                 if (c->page)
2422                         flush_slab(s, c);
2423
2424                 /*
2425                  * No other reference to the page yet so we can
2426                  * muck around with it freely without cmpxchg
2427                  */
2428                 freelist = page->freelist;
2429                 page->freelist = NULL;
2430
2431                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2432                 c->page = page;
2433                 *pc = c;
2434         } else
2435                 freelist = NULL;
2436
2437         return freelist;
2438 }
2439
2440 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2441 {
2442         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2443                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2444
2445         return true;
2446 }
2447
2448 /*
2449  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2450  * per cpu freelist or deactivate the page.
2451  *
2452  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2453  *
2454  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2455  *
2456  * This function must be called with interrupt disabled.
2457  */
2458 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2459 {
2460         struct page new;
2461         unsigned long counters;
2462         void *freelist;
2463
2464         do {
2465                 freelist = page->freelist;
2466                 counters = page->counters;
2467
2468                 new.counters = counters;
2469                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2470
2471                 new.inuse = page->objects;
2472                 new.frozen = freelist != NULL;
2473
2474         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2475                 freelist, counters,
2476                 NULL, new.counters,
2477                 "get_freelist"));
2478
2479         return freelist;
2480 }
2481
2482 /*
2483  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2484  * debugging duties.
2485  *
2486  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2487  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2488  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2489  *
2490  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2491  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2492  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2493  *
2494  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2495  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2496  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2497  *
2498  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2499  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2500  */
2501 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2502                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2503 {
2504         void *freelist;
2505         struct page *page;
2506
2507         page = c->page;
2508         if (!page)
2509                 goto new_slab;
2510 redo:
2511
2512         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2513                 int searchnode = node;
2514
2515                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2516                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2517
2518                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2519                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2520                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2521                         goto new_slab;
2522                 }
2523         }
2524
2525         /*
2526          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2527          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2528          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2529          */
2530         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2531                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2532                 goto new_slab;
2533         }
2534
2535         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2536         freelist = c->freelist;
2537         if (freelist)
2538                 goto load_freelist;
2539
2540         freelist = get_freelist(s, page);
2541
2542         if (!freelist) {
2543                 c->page = NULL;
2544                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2545                 goto new_slab;
2546         }
2547
2548         stat(s, ALLOC_REFILL);
2549
2550 load_freelist:
2551         /*
2552          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2553          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2554          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2555          */
2556         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2557         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2558         c->tid = next_tid(c->tid);
2559         return freelist;
2560
2561 new_slab:
2562
2563         if (slub_percpu_partial(c)) {
2564                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2565                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2566                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2567                 goto redo;
2568         }
2569
2570         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2571
2572         if (unlikely(!freelist)) {
2573                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2574                 return NULL;
2575         }
2576
2577         page = c->page;
2578         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2579                 goto load_freelist;
2580
2581         /* Only entered in the debug case */
2582         if (kmem_cache_debug(s) &&
2583                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2584                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2585
2586         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2587         return freelist;
2588 }
2589
2590 /*
2591  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2592  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2593  */
2594 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2595                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2596 {
2597         void *p;
2598         unsigned long flags;
2599
2600         local_irq_save(flags);
2601 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2602         /*
2603          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2604          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2605          * pointer.
2606          */
2607         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2608 #endif
2609
2610         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2611         local_irq_restore(flags);
2612         return p;
2613 }
2614
2615 /*
2616  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2617  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2618  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2619  *
2620  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2621  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2622  *
2623  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2624  */
2625 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2626                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2627 {
2628         void *object;
2629         struct kmem_cache_cpu *c;
2630         struct page *page;
2631         unsigned long tid;
2632
2633         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2634         if (!s)
2635                 return NULL;
2636 redo:
2637         /*
2638          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2639          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2640          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2641          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2642          *
2643          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2644          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2645          * to check if it is matched or not.
2646          */
2647         do {
2648                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2649                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2650         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2651                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2652
2653         /*
2654          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2655          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2656          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2657          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2658          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2659          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2660          */
2661         barrier();
2662
2663         /*
2664          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2665          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2666          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2667          * linked list in between.
2668          */
2669
2670         object = c->freelist;
2671         page = c->page;
2672         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2673                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2674                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2675         } else {
2676                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2677
2678                 /*
2679                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2680                  * operation and if we are on the right processor.
2681                  *
2682                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2683                  * semantics!)
2684                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2685                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2686                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2687                  *
2688                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2689                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2690                  * other cpus.
2691                  */
2692                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2693                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2694                                 object, tid,
2695                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2696
2697                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2698                         goto redo;
2699                 }
2700                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2701                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2702         }
2703
2704         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2705                 memset(object, 0, s->object_size);
2706
2707         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2708
2709         return object;
2710 }
2711
2712 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2713                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2714 {
2715         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2716 }
2717
2718 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2719 {
2720         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2721
2722         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2723                                 s->size, gfpflags);
2724
2725         return ret;
2726 }
2727 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2728
2729 #ifdef CONFIG_TRACING
2730 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2731 {
2732         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2733         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2734         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2735         return ret;
2736 }
2737 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2738 #endif
2739
2740 #ifdef CONFIG_NUMA
2741 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2742 {
2743         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2744
2745         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2746                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2747
2748         return ret;
2749 }
2750 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2751
2752 #ifdef CONFIG_TRACING
2753 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2754                                     gfp_t gfpflags,
2755                                     int node, size_t size)
2756 {
2757         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2758
2759         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2760                            size, s->size, gfpflags, node);
2761
2762         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2763         return ret;
2764 }
2765 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2766 #endif
2767 #endif
2768
2769 /*
2770  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2771  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2772  *
2773  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2774  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2775  * handling required then we can return immediately.
2776  */
2777 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2778                         void *head, void *tail, int cnt,
2779                         unsigned long addr)
2780
2781 {
2782         void *prior;
2783         int was_frozen;
2784         struct page new;
2785         unsigned long counters;
2786         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2787         unsigned long uninitialized_var(flags);
2788
2789         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2790
2791         if (kmem_cache_debug(s) &&
2792             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2793                 return;
2794
2795         do {
2796                 if (unlikely(n)) {
2797                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2798                         n = NULL;
2799                 }
2800                 prior = page->freelist;
2801                 counters = page->counters;
2802                 set_freepointer(s, tail, prior);
2803                 new.counters = counters;
2804                 was_frozen = new.frozen;
2805                 new.inuse -= cnt;
2806                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2807
2808                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2809
2810                                 /*
2811                                  * Slab was on no list before and will be
2812                                  * partially empty
2813                                  * We can defer the list move and instead
2814                                  * freeze it.
2815                                  */
2816                                 new.frozen = 1;
2817
2818                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2819
2820                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2821                                 /*
2822                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2823                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2824                                  * drop the list_lock without any processing.
2825                                  *
2826                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2827                                  * other processors updating the list of slabs.
2828                                  */
2829                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2830
2831                         }
2832                 }
2833
2834         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2835                 prior, counters,
2836                 head, new.counters,
2837                 "__slab_free"));
2838
2839         if (likely(!n)) {
2840
2841                 /*
2842                  * If we just froze the page then put it onto the
2843                  * per cpu partial list.
2844                  */
2845                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2846                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2847                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2848                 }
2849                 /*
2850                  * The list lock was not taken therefore no list
2851                  * activity can be necessary.
2852                  */
2853                 if (was_frozen)
2854                         stat(s, FREE_FROZEN);
2855                 return;
2856         }
2857
2858         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2859                 goto slab_empty;
2860
2861         /*
2862          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2863          * then add it.
2864          */
2865         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2866                 if (kmem_cache_debug(s))
2867                         remove_full(s, n, page);
2868                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2869                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2870         }
2871         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2872         return;
2873
2874 slab_empty:
2875         if (prior) {
2876                 /*
2877                  * Slab on the partial list.
2878                  */
2879                 remove_partial(n, page);
2880                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2881         } else {
2882                 /* Slab must be on the full list */
2883                 remove_full(s, n, page);
2884         }
2885
2886         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2887         stat(s, FREE_SLAB);
2888         discard_slab(s, page);
2889 }
2890
2891 /*
2892  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2893  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2894  *
2895  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2896  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2897  * the item before.
2898  *
2899  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2900  * with all sorts of special processing.
2901  *
2902  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2903  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2904  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2905  */
2906 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
2907                                 struct page *page, void *head, void *tail,
2908                                 int cnt, unsigned long addr)
2909 {
2910         void *tail_obj = tail ? : head;
2911         struct kmem_cache_cpu *c;
2912         unsigned long tid;
2913 redo:
2914         /*
2915          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2916          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2917          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2918          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2919          */
2920         do {
2921                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2922                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2923         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2924                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2925
2926         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2927         barrier();
2928
2929         if (likely(page == c->page)) {
2930                 set_freepointer(s, tail_obj, c->freelist);
2931
2932                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2933                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2934                                 c->freelist, tid,
2935                                 head, next_tid(tid)))) {
2936
2937                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2938                         goto redo;
2939                 }
2940                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2941         } else
2942                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
2943
2944 }
2945
2946 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2947                                       void *head, void *tail, int cnt,
2948                                       unsigned long addr)
2949 {
2950         /*
2951          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
2952          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
2953          */
2954         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
2955                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
2956 }
2957
2958 #ifdef CONFIG_KASAN
2959 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
2960 {
2961         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
2962 }
2963 #endif
2964
2965 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2966 {
2967         s = cache_from_obj(s, x);
2968         if (!s)
2969                 return;
2970         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
2971         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2972 }
2973 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2974
2975 struct detached_freelist {
2976         struct page *page;
2977         void *tail;
2978         void *freelist;
2979         int cnt;
2980         struct kmem_cache *s;
2981 };
2982
2983 /*
2984  * This function progressively scans the array with free objects (with
2985  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
2986  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
2987  * page/objects.  This can happen without any need for
2988  * synchronization, because the objects are owned by running process.
2989  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
2990  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
2991  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
2992  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
2993  * to performance reasons.
2994  */
2995 static inline
2996 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
2997                             void **p, struct detached_freelist *df)
2998 {
2999         size_t first_skipped_index = 0;
3000         int lookahead = 3;
3001         void *object;
3002         struct page *page;
3003
3004         /* Always re-init detached_freelist */
3005         df->page = NULL;
3006
3007         do {
3008                 object = p[--size];
3009                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3010         } while (!object && size);
3011
3012         if (!object)
3013                 return 0;
3014
3015         page = virt_to_head_page(object);
3016         if (!s) {
3017                 /* Handle kalloc'ed objects */
3018                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3019                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3020                         kfree_hook(object);
3021                         __free_pages(page, compound_order(page));
3022                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3023                         return size;
3024                 }
3025                 /* Derive kmem_cache from object */
3026                 df->s = page->slab_cache;
3027         } else {
3028                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3029         }
3030
3031         /* Start new detached freelist */
3032         df->page = page;
3033         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3034         df->tail = object;
3035         df->freelist = object;
3036         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3037         df->cnt = 1;
3038
3039         while (size) {
3040                 object = p[--size];
3041                 if (!object)
3042                         continue; /* Skip processed objects */
3043
3044                 /* df->page is always set at this point */
3045                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3046                         /* Opportunity build freelist */
3047                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3048                         df->freelist = object;
3049                         df->cnt++;
3050                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3051
3052                         continue;
3053                 }
3054
3055                 /* Limit look ahead search */
3056                 if (!--lookahead)
3057                         break;
3058
3059                 if (!first_skipped_index)
3060                         first_skipped_index = size + 1;
3061         }
3062
3063         return first_skipped_index;
3064 }
3065
3066 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3067 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3068 {
3069         if (WARN_ON(!size))
3070                 return;
3071
3072         do {
3073                 struct detached_freelist df;
3074
3075                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3076                 if (!df.page)
3077                         continue;
3078
3079                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
3080         } while (likely(size));
3081 }
3082 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3083
3084 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3085 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3086                           void **p)
3087 {
3088         struct kmem_cache_cpu *c;
3089         int i;
3090
3091         /* memcg and kmem_cache debug support */
3092         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3093         if (unlikely(!s))
3094                 return false;
3095         /*
3096          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3097          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3098          * handlers invoking normal fastpath.
3099          */
3100         local_irq_disable();
3101         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3102
3103         for (i = 0; i < size; i++) {
3104                 void *object = c->freelist;
3105
3106                 if (unlikely(!object)) {
3107                         /*
3108                          * Invoking slow path likely have side-effect
3109                          * of re-populating per CPU c->freelist
3110                          */
3111                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3112                                             _RET_IP_, c);
3113                         if (unlikely(!p[i]))
3114                                 goto error;
3115
3116                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3117                         continue; /* goto for-loop */
3118                 }
3119                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3120                 p[i] = object;
3121         }
3122         c->tid = next_tid(c->tid);
3123         local_irq_enable();
3124
3125         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3126         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO)) {
3127                 int j;
3128
3129                 for (j = 0; j < i; j++)
3130                         memset(p[j], 0, s->object_size);
3131         }
3132
3133         /* memcg and kmem_cache debug support */
3134         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3135         return i;
3136 error:
3137         local_irq_enable();
3138         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3139         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3140         return 0;
3141 }
3142 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3143
3144
3145 /*
3146  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3147  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3148  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3149  * another.
3150  *
3151  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3152  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3153  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3154  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3155  * locking overhead.
3156  */
3157
3158 /*
3159  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3160  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3161  * and increases the number of allocations possible without having to
3162  * take the list_lock.
3163  */
3164 static unsigned int slub_min_order;
3165 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3166 static unsigned int slub_min_objects;
3167
3168 /*
3169  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3170  *
3171  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3172  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3173  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3174  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3175  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3176  * would be wasted.
3177  *
3178  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3179  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3180  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3181  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3182  *
3183  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3184  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3185  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3186  * of space in favor of a small page order.
3187  *
3188  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3189  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3190  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3191  * the smallest order which will fit the object.
3192  */
3193 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3194                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3195                 unsigned int fract_leftover)
3196 {
3197         unsigned int min_order = slub_min_order;
3198         unsigned int order;
3199
3200         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3201                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3202
3203         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3204                         order <= max_order; order++) {
3205
3206                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3207                 unsigned int rem;
3208
3209                 rem = slab_size % size;
3210
3211                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3212                         break;
3213         }
3214
3215         return order;
3216 }
3217
3218 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3219 {
3220         unsigned int order;
3221         unsigned int min_objects;
3222         unsigned int max_objects;
3223
3224         /*
3225          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3226          * works by first attempting to generate a layout with
3227          * the best configuration and backing off gradually.
3228          *
3229          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3230          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3231          */
3232         min_objects = slub_min_objects;
3233         if (!min_objects)
3234                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3235         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3236         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3237
3238         while (min_objects > 1) {
3239                 unsigned int fraction;
3240
3241                 fraction = 16;
3242                 while (fraction >= 4) {
3243                         order = slab_order(size, min_objects,
3244                                         slub_max_order, fraction);
3245                         if (order <= slub_max_order)
3246                                 return order;
3247                         fraction /= 2;
3248                 }
3249                 min_objects--;
3250         }
3251
3252         /*
3253          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3254          * lets see if we can place a single object there.
3255          */
3256         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3257         if (order <= slub_max_order)
3258                 return order;
3259
3260         /*
3261          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3262          */
3263         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3264         if (order < MAX_ORDER)
3265                 return order;
3266         return -ENOSYS;
3267 }
3268
3269 static void
3270 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3271 {
3272         n->nr_partial = 0;
3273         spin_lock_init(&n->list_lock);
3274         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3275 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3276         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3277         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3278         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3279 #endif
3280 }
3281
3282 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3283 {
3284         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3285                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3286
3287         /*
3288          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3289          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3290          */
3291         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3292                                      2 * sizeof(void *));
3293
3294         if (!s->cpu_slab)
3295                 return 0;
3296
3297         init_kmem_cache_cpus(s);
3298
3299         return 1;
3300 }
3301
3302 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3303
3304 /*
3305  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3306  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3307  * possible.
3308  *
3309  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3310  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3311  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3312  */
3313 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3314 {
3315         struct page *page;
3316         struct kmem_cache_node *n;
3317
3318         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3319
3320         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3321
3322         BUG_ON(!page);
3323         if (page_to_nid(page) != node) {
3324                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3325                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3326         }
3327
3328         n = page->freelist;
3329         BUG_ON(!n);
3330         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3331         page->inuse = 1;
3332         page->frozen = 0;
3333         kmem_cache_node->node[node] = n;
3334 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3335         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3336         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3337 #endif
3338         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node),
3339                       GFP_KERNEL);
3340         init_kmem_cache_node(n);
3341         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3342
3343         /*
3344          * No locks need to be taken here as it has just been
3345          * initialized and there is no concurrent access.
3346          */
3347         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3348 }
3349
3350 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3351 {
3352         int node;
3353         struct kmem_cache_node *n;
3354
3355         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3356                 s->node[node] = NULL;
3357                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3358         }
3359 }
3360
3361 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3362 {
3363         cache_random_seq_destroy(s);
3364         free_percpu(s->cpu_slab);
3365         free_kmem_cache_nodes(s);
3366 }
3367
3368 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3369 {
3370         int node;
3371
3372         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3373                 struct kmem_cache_node *n;
3374
3375                 if (slab_state == DOWN) {
3376                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3377                         continue;
3378                 }
3379                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3380                                                 GFP_KERNEL, node);
3381
3382                 if (!n) {
3383                         free_kmem_cache_nodes(s);
3384                         return 0;
3385                 }
3386
3387                 init_kmem_cache_node(n);
3388                 s->node[node] = n;
3389         }
3390         return 1;
3391 }
3392
3393 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3394 {
3395         if (min < MIN_PARTIAL)
3396                 min = MIN_PARTIAL;
3397         else if (min > MAX_PARTIAL)
3398                 min = MAX_PARTIAL;
3399         s->min_partial = min;
3400 }
3401
3402 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3403 {
3404 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3405         /*
3406          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3407          * per cpu partial lists of a processor.
3408          *
3409          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3410          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3411          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3412          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3413          *
3414          * This setting also determines
3415          *
3416          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3417          *    per node list when we reach the limit.
3418          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3419          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3420          *    50% to keep some capacity around for frees.
3421          */
3422         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3423                 s->cpu_partial = 0;
3424         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3425                 s->cpu_partial = 2;
3426         else if (s->size >= 1024)
3427                 s->cpu_partial = 6;
3428         else if (s->size >= 256)
3429                 s->cpu_partial = 13;
3430         else
3431                 s->cpu_partial = 30;
3432 #endif
3433 }
3434
3435 /*
3436  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3437  * a slab object.
3438  */
3439 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3440 {
3441         slab_flags_t flags = s->flags;
3442         unsigned int size = s->object_size;
3443         unsigned int order;
3444
3445         /*
3446          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3447          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3448          * the possible location of the free pointer.
3449          */
3450         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3451
3452 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3453         /*
3454          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3455          * the slab may touch the object after free or before allocation
3456          * then we should never poison the object itself.
3457          */
3458         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3459                         !s->ctor)
3460                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3461         else
3462                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3463
3464
3465         /*
3466          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3467          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3468          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3469          */
3470         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3471                 size += sizeof(void *);
3472 #endif
3473
3474         /*
3475          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3476          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3477          */
3478         s->inuse = size;
3479
3480         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3481                 s->ctor)) {
3482                 /*
3483                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3484                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3485                  * kmem_cache_free.
3486                  *
3487                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3488                  * destructor or are poisoning the objects.
3489                  */
3490                 s->offset = size;
3491                 size += sizeof(void *);
3492         }
3493
3494 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3495         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3496                 /*
3497                  * Need to store information about allocs and frees after
3498                  * the object.
3499                  */
3500                 size += 2 * sizeof(struct track);
3501 #endif
3502
3503         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3504 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3505         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3506                 /*
3507                  * Add some empty padding so that we can catch
3508                  * overwrites from earlier objects rather than let
3509                  * tracking information or the free pointer be
3510                  * corrupted if a user writes before the start
3511                  * of the object.
3512                  */
3513                 size += sizeof(void *);
3514
3515                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3516                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3517                 size += s->red_left_pad;
3518         }
3519 #endif
3520
3521         /*
3522          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3523          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3524          * each object to conform to the alignment.
3525          */
3526         size = ALIGN(size, s->align);
3527         s->size = size;
3528         if (forced_order >= 0)
3529                 order = forced_order;
3530         else
3531                 order = calculate_order(size);
3532
3533         if ((int)order < 0)
3534                 return 0;
3535
3536         s->allocflags = 0;
3537         if (order)
3538                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3539
3540         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3541                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3542
3543         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3544                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3545
3546         /*
3547          * Determine the number of objects per slab
3548          */
3549         s->oo = oo_make(order, size);
3550         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3551         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3552                 s->max = s->oo;
3553
3554         return !!oo_objects(s->oo);
3555 }
3556
3557 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3558 {
3559         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3560 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3561         s->random = get_random_long();
3562 #endif
3563
3564         if (!calculate_sizes(s, -1))
3565                 goto error;
3566         if (disable_higher_order_debug) {
3567                 /*
3568                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3569                  * order increased.
3570                  */
3571                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3572                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3573                         s->offset = 0;
3574                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3575                                 goto error;
3576                 }
3577         }
3578
3579 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3580     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3581         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3582                 /* Enable fast mode */
3583                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3584 #endif
3585
3586         /*
3587          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3588          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3589          */
3590         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3591
3592         set_cpu_partial(s);
3593
3594 #ifdef CONFIG_NUMA
3595         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3596 #endif
3597
3598         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3599         if (slab_state >= UP) {
3600                 if (init_cache_random_seq(s))
3601                         goto error;
3602         }
3603
3604         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3605                 goto error;
3606
3607         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3608                 return 0;
3609
3610         free_kmem_cache_nodes(s);
3611 error:
3612         if (flags & SLAB_PANIC)
3613                 panic("Cannot create slab %s size=%u realsize=%u order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3614                       s->name, s->size, s->size,
3615                       oo_order(s->oo), s->offset, (unsigned long)flags);
3616         return -EINVAL;
3617 }
3618
3619 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3620                                                         const char *text)
3621 {
3622 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3623         void *addr = page_address(page);
3624         void *p;
3625         unsigned long *map = kcalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects),
3626                                      sizeof(long),
3627                                      GFP_ATOMIC);
3628         if (!map)
3629                 return;
3630         slab_err(s, page, text, s->name);
3631         slab_lock(page);
3632
3633         get_map(s, page, map);
3634         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3635
3636                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3637                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3638                         print_tracking(s, p);
3639                 }
3640         }
3641         slab_unlock(page);
3642         kfree(map);
3643 #endif
3644 }
3645
3646 /*
3647  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3648  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3649  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3650  */
3651 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3652 {
3653         LIST_HEAD(discard);
3654         struct page *page, *h;
3655
3656         BUG_ON(irqs_disabled());
3657         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3658         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3659                 if (!page->inuse) {
3660                         remove_partial(n, page);
3661                         list_add(&page->lru, &discard);
3662                 } else {
3663                         list_slab_objects(s, page,
3664                         "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3665                 }
3666         }
3667         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3668
3669         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, lru)
3670                 discard_slab(s, page);
3671 }
3672
3673 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
3674 {
3675         int node;
3676         struct kmem_cache_node *n;
3677
3678         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3679                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3680                         return false;
3681         return true;
3682 }
3683
3684 /*
3685  * Release all resources used by a slab cache.
3686  */
3687 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3688 {
3689         int node;
3690         struct kmem_cache_node *n;
3691
3692         flush_all(s);
3693         /* Attempt to free all objects */
3694         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3695                 free_partial(s, n);
3696                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3697                         return 1;
3698         }
3699         sysfs_slab_remove(s);
3700         return 0;
3701 }
3702
3703 /********************************************************************
3704  *              Kmalloc subsystem
3705  *******************************************************************/
3706
3707 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3708 {
3709         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
3710
3711         return 1;
3712 }
3713
3714 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3715
3716 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3717 {
3718         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
3719         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
3720
3721         return 1;
3722 }
3723
3724 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3725
3726 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3727 {
3728         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
3729
3730         return 1;
3731 }
3732
3733 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3734
3735 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3736 {
3737         struct kmem_cache *s;
3738         void *ret;
3739
3740         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3741                 return kmalloc_large(size, flags);
3742
3743         s = kmalloc_slab(size, flags);
3744
3745         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3746                 return s;
3747
3748         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3749
3750         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3751
3752         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3753
3754         return ret;
3755 }
3756 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3757
3758 #ifdef CONFIG_NUMA
3759 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3760 {
3761         struct page *page;
3762         void *ptr = NULL;
3763
3764         flags |= __GFP_COMP;
3765         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3766         if (page)
3767                 ptr = page_address(page);
3768
3769         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3770         return ptr;
3771 }
3772
3773 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3774 {
3775         struct kmem_cache *s;
3776         void *ret;
3777
3778         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3779                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3780
3781                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3782                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3783                                    flags, node);
3784
3785                 return ret;
3786         }
3787
3788         s = kmalloc_slab(size, flags);
3789
3790         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3791                 return s;
3792
3793         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3794
3795         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3796
3797         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3798
3799         return ret;
3800 }
3801 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3802 #endif
3803
3804 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
3805 /*
3806  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
3807  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
3808  * cache's usercopy region.
3809  *
3810  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
3811  * to indicate an error.
3812  */
3813 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
3814                          bool to_user)
3815 {
3816         struct kmem_cache *s;
3817         unsigned int offset;
3818         size_t object_size;
3819
3820         /* Find object and usable object size. */
3821         s = page->slab_cache;
3822
3823         /* Reject impossible pointers. */
3824         if (ptr < page_address(page))
3825                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
3826                                to_user, 0, n);
3827
3828         /* Find offset within object. */
3829         offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
3830
3831         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
3832         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3833                 if (offset < s->red_left_pad)
3834                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
3835                                        s->name, to_user, offset, n);
3836                 offset -= s->red_left_pad;
3837         }
3838
3839         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
3840         if (offset >= s->useroffset &&
3841             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
3842             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
3843                 return;
3844
3845         /*
3846          * If the copy is still within the allocated object, produce
3847          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
3848          * to be a temporary method to find any missing usercopy
3849          * whitelists.
3850          */
3851         object_size = slab_ksize(s);
3852         if (usercopy_fallback &&
3853             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
3854                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
3855                 return;
3856         }
3857
3858         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
3859 }
3860 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
3861
3862 static size_t __ksize(const void *object)
3863 {
3864         struct page *page;
3865
3866         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3867                 return 0;
3868
3869         page = virt_to_head_page(object);
3870
3871         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3872                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3873                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3874         }
3875
3876         return slab_ksize(page->slab_cache);
3877 }
3878
3879 size_t ksize(const void *object)
3880 {
3881         size_t size = __ksize(object);
3882         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3883          * so we need to unpoison this area.
3884          */
3885         kasan_unpoison_shadow(object, size);
3886         return size;
3887 }
3888 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3889
3890 void kfree(const void *x)
3891 {
3892         struct page *page;
3893         void *object = (void *)x;
3894
3895         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3896
3897         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3898                 return;
3899
3900         page = virt_to_head_page(x);
3901         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3902                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3903                 kfree_hook(object);
3904                 __free_pages(page, compound_order(page));
3905                 return;
3906         }
3907         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3908 }
3909 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3910
3911 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3912
3913 /*
3914  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3915  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3916  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3917  *
3918  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3919  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3920  * are freed in them.
3921  */
3922 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3923 {
3924         int node;
3925         int i;
3926         struct kmem_cache_node *n;
3927         struct page *page;
3928         struct page *t;
3929         struct list_head discard;
3930         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3931         unsigned long flags;
3932         int ret = 0;
3933
3934         flush_all(s);
3935         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3936                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3937                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3938                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3939
3940                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3941
3942                 /*
3943                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3944                  *
3945                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3946                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3947                  */
3948                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3949                         int free = page->objects - page->inuse;
3950
3951                         /* Do not reread page->inuse */
3952                         barrier();
3953
3954                         /* We do not keep full slabs on the list */
3955                         BUG_ON(free <= 0);
3956
3957                         if (free == page->objects) {
3958                                 list_move(&page->lru, &discard);
3959                                 n->nr_partial--;
3960                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
3961                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
3962                 }
3963
3964                 /*
3965                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
3966                  * partial list.
3967                  */
3968                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
3969                         list_splice(promote + i, &n->partial);
3970
3971                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3972
3973                 /* Release empty slabs */
3974                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
3975                         discard_slab(s, page);
3976
3977                 if (slabs_node(s, node))
3978                         ret = 1;
3979         }
3980
3981         return ret;
3982 }
3983
3984 #ifdef CONFIG_MEMCG
3985 static void kmemcg_cache_deact_after_rcu(struct kmem_cache *s)
3986 {
3987         /*
3988          * Called with all the locks held after a sched RCU grace period.
3989          * Even if @s becomes empty after shrinking, we can't know that @s
3990          * doesn't have allocations already in-flight and thus can't
3991          * destroy @s until the associated memcg is released.
3992          *
3993          * However, let's remove the sysfs files for empty caches here.
3994          * Each cache has a lot of interface files which aren't
3995          * particularly useful for empty draining caches; otherwise, we can
3996          * easily end up with millions of unnecessary sysfs files on
3997          * systems which have a lot of memory and transient cgroups.
3998          */
3999         if (!__kmem_cache_shrink(s))
4000                 sysfs_slab_remove(s);
4001 }
4002
4003 void __kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *s)
4004 {
4005         /*
4006          * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
4007          * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
4008          */
4009         slub_set_cpu_partial(s, 0);
4010         s->min_partial = 0;
4011
4012         /*
4013          * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial), so
4014          * we have to make sure the change is visible before shrinking.
4015          */
4016         slab_deactivate_memcg_cache_rcu_sched(s, kmemcg_cache_deact_after_rcu);
4017 }
4018 #endif
4019
4020 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4021 {
4022         struct kmem_cache *s;
4023
4024         mutex_lock(&slab_mutex);
4025         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4026                 __kmem_cache_shrink(s);
4027         mutex_unlock(&slab_mutex);
4028
4029         return 0;
4030 }
4031
4032 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4033 {
4034         struct kmem_cache_node *n;
4035         struct kmem_cache *s;
4036         struct memory_notify *marg = arg;
4037         int offline_node;
4038
4039         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4040
4041         /*
4042          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4043          * for it yet.
4044          */
4045         if (offline_node < 0)
4046                 return;
4047
4048         mutex_lock(&slab_mutex);
4049         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4050                 n = get_node(s, offline_node);
4051                 if (n) {
4052                         /*
4053                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
4054                          * that is going down. We were unable to free them,
4055                          * and offline_pages() function shouldn't call this
4056                          * callback. So, we must fail.
4057                          */
4058                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
4059
4060                         s->node[offline_node] = NULL;
4061                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4062                 }
4063         }
4064         mutex_unlock(&slab_mutex);
4065 }
4066
4067 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4068 {
4069         struct kmem_cache_node *n;
4070         struct kmem_cache *s;
4071         struct memory_notify *marg = arg;
4072         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4073         int ret = 0;
4074
4075         /*
4076          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4077          * already created. Nothing to do.
4078          */
4079         if (nid < 0)
4080                 return 0;
4081
4082         /*
4083          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4084          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4085          * online.
4086          */
4087         mutex_lock(&slab_mutex);
4088         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4089                 /*
4090                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4091                  *      since memory is not yet available from the node that
4092                  *      is brought up.
4093                  */
4094                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4095                 if (!n) {
4096                         ret = -ENOMEM;
4097                         goto out;
4098                 }
4099                 init_kmem_cache_node(n);
4100                 s->node[nid] = n;
4101         }
4102 out:
4103         mutex_unlock(&slab_mutex);
4104         return ret;
4105 }
4106
4107 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4108                                 unsigned long action, void *arg)
4109 {
4110         int ret = 0;
4111
4112         switch (action) {
4113         case MEM_GOING_ONLINE:
4114                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4115                 break;
4116         case MEM_GOING_OFFLINE:
4117                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4118                 break;
4119         case MEM_OFFLINE:
4120         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4121                 slab_mem_offline_callback(arg);
4122                 break;
4123         case MEM_ONLINE:
4124         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4125                 break;
4126         }
4127         if (ret)
4128                 ret = notifier_from_errno(ret);
4129         else
4130                 ret = NOTIFY_OK;
4131         return ret;
4132 }
4133
4134 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4135         .notifier_call = slab_memory_callback,
4136         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4137 };
4138
4139 /********************************************************************
4140  *                      Basic setup of slabs
4141  *******************************************************************/
4142
4143 /*
4144  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4145  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4146  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4147  */
4148
4149 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4150 {
4151         int node;
4152         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4153         struct kmem_cache_node *n;
4154
4155         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4156
4157         /*
4158          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4159          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4160          * IPIs around.
4161          */
4162         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4163         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4164                 struct page *p;
4165
4166                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
4167                         p->slab_cache = s;
4168
4169 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4170                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
4171                         p->slab_cache = s;
4172 #endif
4173         }
4174         slab_init_memcg_params(s);
4175         list_add(&s->list, &slab_caches);
4176         memcg_link_cache(s);
4177         return s;
4178 }
4179
4180 void __init kmem_cache_init(void)
4181 {
4182         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4183                 boot_kmem_cache_node;
4184
4185         if (debug_guardpage_minorder())
4186                 slub_max_order = 0;
4187
4188         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4189         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4190
4191         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4192                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4193
4194         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4195
4196         /* Able to allocate the per node structures */
4197         slab_state = PARTIAL;
4198
4199         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4200                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4201                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4202                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4203
4204         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4205         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4206
4207         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4208         setup_kmalloc_cache_index_table();
4209         create_kmalloc_caches(0);
4210
4211         /* Setup random freelists for each cache */
4212         init_freelist_randomization();
4213
4214         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4215                                   slub_cpu_dead);
4216
4217         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%d\n",
4218                 cache_line_size(),
4219                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4220                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4221 }
4222
4223 void __init kmem_cache_init_late(void)
4224 {
4225 }
4226
4227 struct kmem_cache *
4228 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4229                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4230 {
4231         struct kmem_cache *s, *c;
4232
4233         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4234         if (s) {
4235                 s->refcount++;
4236
4237                 /*
4238                  * Adjust the object sizes so that we clear
4239                  * the complete object on kzalloc.
4240                  */
4241                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4242                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4243
4244                 for_each_memcg_cache(c, s) {
4245                         c->object_size = s->object_size;
4246                         c->inuse = max(c->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4247                 }
4248
4249                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4250                         s->refcount--;
4251                         s = NULL;
4252                 }
4253         }
4254
4255         return s;
4256 }
4257
4258 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4259 {
4260         int err;
4261
4262         err = kmem_cache_open(s, flags);
4263         if (err)
4264                 return err;
4265
4266         /* Mutex is not taken during early boot */
4267         if (slab_state <= UP)
4268                 return 0;
4269
4270         memcg_propagate_slab_attrs(s);
4271         err = sysfs_slab_add(s);
4272         if (err)
4273                 __kmem_cache_release(s);
4274
4275         return err;
4276 }
4277
4278 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4279 {
4280         struct kmem_cache *s;
4281         void *ret;
4282
4283         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4284                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4285
4286         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4287
4288         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4289                 return s;
4290
4291         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4292
4293         /* Honor the call site pointer we received. */
4294         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4295
4296         return ret;
4297 }
4298
4299 #ifdef CONFIG_NUMA
4300 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4301                                         int node, unsigned long caller)
4302 {
4303         struct kmem_cache *s;
4304         void *ret;
4305
4306         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4307                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4308
4309                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4310                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4311                                    gfpflags, node);
4312
4313                 return ret;
4314         }
4315
4316         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4317
4318         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4319                 return s;
4320
4321         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4322
4323         /* Honor the call site pointer we received. */
4324         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4325
4326         return ret;
4327 }
4328 #endif
4329
4330 #ifdef CONFIG_SYSFS
4331 static int count_inuse(struct page *page)
4332 {
4333         return page->inuse;
4334 }
4335
4336 static int count_total(struct page *page)
4337 {
4338         return page->objects;
4339 }
4340 #endif
4341
4342 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4343 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4344                                                 unsigned long *map)
4345 {
4346         void *p;
4347         void *addr = page_address(page);
4348
4349         if (!check_slab(s, page) ||
4350                         !on_freelist(s, page, NULL))
4351                 return 0;
4352
4353         /* Now we know that a valid freelist exists */
4354         bitmap_zero(map, page->objects);
4355
4356         get_map(s, page, map);
4357         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4358                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4359                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4360                                 return 0;
4361         }
4362
4363         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4364                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4365                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4366                                 return 0;
4367         return 1;
4368 }
4369
4370 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4371                                                 unsigned long *map)
4372 {
4373         slab_lock(page);
4374         validate_slab(s, page, map);
4375         slab_unlock(page);
4376 }
4377
4378 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4379                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4380 {
4381         unsigned long count = 0;
4382         struct page *page;
4383         unsigned long flags;
4384
4385         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4386
4387         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4388                 validate_slab_slab(s, page, map);
4389                 count++;
4390         }
4391         if (count != n->nr_partial)
4392                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4393                        s->name, count, n->nr_partial);
4394
4395         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4396                 goto out;
4397
4398         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4399                 validate_slab_slab(s, page, map);
4400                 count++;
4401         }
4402         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4403                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4404                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4405
4406 out:
4407         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4408         return count;
4409 }
4410
4411 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4412 {
4413         int node;
4414         unsigned long count = 0;
4415         unsigned long *map = kmalloc_array(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)),
4416                                            sizeof(unsigned long),
4417                                            GFP_KERNEL);
4418         struct kmem_cache_node *n;
4419
4420         if (!map)
4421                 return -ENOMEM;
4422
4423         flush_all(s);
4424         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4425                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4426         kfree(map);
4427         return count;
4428 }
4429 /*
4430  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4431  * and freed.
4432  */
4433
4434 struct location {
4435         unsigned long count;
4436         unsigned long addr;
4437         long long sum_time;
4438         long min_time;
4439         long max_time;
4440         long min_pid;
4441         long max_pid;
4442         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4443         nodemask_t nodes;
4444 };
4445
4446 struct loc_track {
4447         unsigned long max;
4448         unsigned long count;
4449         struct location *loc;
4450 };
4451
4452 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4453 {
4454         if (t->max)
4455                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4456                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4457 }
4458
4459 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4460 {
4461         struct location *l;
4462         int order;
4463
4464         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4465
4466         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4467         if (!l)
4468                 return 0;
4469
4470         if (t->count) {
4471                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4472                 free_loc_track(t);
4473         }
4474         t->max = max;
4475         t->loc = l;
4476         return 1;
4477 }
4478
4479 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4480                                 const struct track *track)
4481 {
4482         long start, end, pos;
4483         struct location *l;
4484         unsigned long caddr;
4485         unsigned long age = jiffies - track->when;
4486
4487         start = -1;
4488         end = t->count;
4489
4490         for ( ; ; ) {
4491                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4492
4493                 /*
4494                  * There is nothing at "end". If we end up there
4495                  * we need to add something to before end.
4496                  */
4497                 if (pos == end)
4498                         break;
4499
4500                 caddr = t->loc[pos].addr;
4501                 if (track->addr == caddr) {
4502
4503                         l = &t->loc[pos];
4504                         l->count++;
4505                         if (track->when) {
4506                                 l->sum_time += age;
4507                                 if (age < l->min_time)
4508                                         l->min_time = age;
4509                                 if (age > l->max_time)
4510                                         l->max_time = age;
4511
4512                                 if (track->pid < l->min_pid)
4513                                         l->min_pid = track->pid;
4514                                 if (track->pid > l->max_pid)
4515                                         l->max_pid = track->pid;
4516
4517                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4518                                                 to_cpumask(l->cpus));
4519                         }
4520                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4521                         return 1;
4522                 }
4523
4524                 if (track->addr < caddr)
4525                         end = pos;
4526                 else
4527                         start = pos;
4528         }
4529
4530         /*
4531          * Not found. Insert new tracking element.
4532          */
4533         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4534                 return 0;
4535
4536         l = t->loc + pos;
4537         if (pos < t->count)
4538                 memmove(l + 1, l,
4539                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4540         t->count++;
4541         l->count = 1;
4542         l->addr = track->addr;
4543         l->sum_time = age;
4544         l->min_time = age;
4545         l->max_time = age;
4546         l->min_pid = track->pid;
4547         l->max_pid = track->pid;
4548         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4549         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4550         nodes_clear(l->nodes);
4551         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4552         return 1;
4553 }
4554
4555 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4556                 struct page *page, enum track_item alloc,
4557                 unsigned long *map)
4558 {
4559         void *addr = page_address(page);
4560         void *p;
4561
4562         bitmap_zero(map, page->objects);
4563         get_map(s, page, map);
4564
4565         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4566                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4567                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4568 }
4569
4570 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4571                                         enum track_item alloc)
4572 {
4573         int len = 0;
4574         unsigned long i;
4575         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4576         int node;
4577         unsigned long *map = kmalloc_array(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)),
4578                                            sizeof(unsigned long),
4579                                            GFP_KERNEL);
4580         struct kmem_cache_node *n;
4581
4582         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4583                                      GFP_KERNEL)) {
4584                 kfree(map);
4585                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4586         }
4587         /* Push back cpu slabs */
4588         flush_all(s);
4589
4590         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4591                 unsigned long flags;
4592                 struct page *page;
4593
4594                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4595                         continue;
4596
4597                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4598                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4599                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4600                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4601                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4602                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4603         }
4604
4605         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4606                 struct location *l = &t.loc[i];
4607
4608                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4609                         break;
4610                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4611
4612                 if (l->addr)
4613                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4614                 else
4615                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4616
4617                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4618                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4619                                 l->min_time,
4620                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4621                                 l->max_time);
4622                 } else
4623                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4624                                 l->min_time);
4625
4626                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4627                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4628                                 l->min_pid, l->max_pid);
4629                 else
4630                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4631                                 l->min_pid);
4632
4633                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4634                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4635                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4636                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4637                                          " cpus=%*pbl",
4638                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4639
4640                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4641                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4642                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4643                                          " nodes=%*pbl",
4644                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4645
4646                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4647         }
4648
4649         free_loc_track(&t);
4650         kfree(map);
4651         if (!t.count)
4652                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4653         return len;
4654 }
4655 #endif
4656
4657 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4658 static void __init resiliency_test(void)
4659 {
4660         u8 *p;
4661
4662         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4663
4664         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4665         pr_err("-----------------------\n");
4666         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4667
4668         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4669         p[16] = 0x12;
4670         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4671                p + 16);
4672
4673         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4674
4675         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4676         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4677         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4678         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4679                p);
4680         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4681
4682         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4683         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4684         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4685         *p = 0x56;
4686         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4687                p);
4688         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4689         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4690
4691         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4692         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4693         kfree(p);
4694         *p = 0x78;
4695         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4696         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4697
4698         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4699         kfree(p);
4700         p[50] = 0x9a;
4701         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4702         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4703
4704         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4705         kfree(p);
4706         p[512] = 0xab;
4707         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4708         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4709 }
4710 #else
4711 #ifdef CONFIG_SYSFS
4712 static void resiliency_test(void) {};
4713 #endif
4714 #endif
4715
4716 #ifdef CONFIG_SYSFS
4717 enum slab_stat_type {
4718         SL_ALL,                 /* All slabs */
4719         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4720         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4721         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4722         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4723 };
4724
4725 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4726 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4727 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4728 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4729 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4730
4731 #ifdef CONFIG_MEMCG
4732 static bool memcg_sysfs_enabled = IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_MEMCG_SYSFS_ON);
4733
4734 static int __init setup_slub_memcg_sysfs(char *str)
4735 {
4736         int v;
4737
4738         if (get_option(&str, &v) > 0)
4739                 memcg_sysfs_enabled = v;
4740
4741         return 1;
4742 }
4743
4744 __setup("slub_memcg_sysfs=", setup_slub_memcg_sysfs);
4745 #endif
4746
4747 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4748                             char *buf, unsigned long flags)
4749 {
4750         unsigned long total = 0;
4751         int node;
4752         int x;
4753         unsigned long *nodes;
4754
4755         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4756         if (!nodes)
4757                 return -ENOMEM;
4758
4759         if (flags & SO_CPU) {
4760                 int cpu;
4761
4762                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4763                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4764                                                                cpu);
4765                         int node;
4766                         struct page *page;
4767
4768                         page = READ_ONCE(c->page);
4769                         if (!page)
4770                                 continue;
4771
4772                         node = page_to_nid(page);
4773                         if (flags & SO_TOTAL)
4774                                 x = page->objects;
4775                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4776                                 x = page->inuse;
4777                         else
4778                                 x = 1;
4779
4780                         total += x;
4781                         nodes[node] += x;
4782
4783                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4784                         if (page) {
4785                                 node = page_to_nid(page);
4786                                 if (flags & SO_TOTAL)
4787                                         WARN_ON_ONCE(1);
4788                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4789                                         WARN_ON_ONCE(1);
4790                                 else
4791                                         x = page->pages;
4792                                 total += x;
4793                                 nodes[node] += x;
4794                         }
4795                 }
4796         }
4797
4798         get_online_mems();
4799 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4800         if (flags & SO_ALL) {
4801                 struct kmem_cache_node *n;
4802
4803                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4804
4805                         if (flags & SO_TOTAL)
4806                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4807                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4808                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4809                                         count_partial(n, count_free);
4810                         else
4811                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4812                         total += x;
4813                         nodes[node] += x;
4814                 }
4815
4816         } else
4817 #endif
4818         if (flags & SO_PARTIAL) {
4819                 struct kmem_cache_node *n;
4820
4821                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4822                         if (flags & SO_TOTAL)
4823                                 x = count_partial(n, count_total);
4824                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4825                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4826                         else
4827                                 x = n->nr_partial;
4828                         total += x;
4829                         nodes[node] += x;
4830                 }
4831         }
4832         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4833 #ifdef CONFIG_NUMA
4834         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4835                 if (nodes[node])
4836                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4837                                         node, nodes[node]);
4838 #endif
4839         put_online_mems();
4840         kfree(nodes);
4841         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4842 }
4843
4844 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4845 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4846 {
4847         int node;
4848         struct kmem_cache_node *n;
4849
4850         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4851                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4852                         return 1;
4853
4854         return 0;
4855 }
4856 #endif
4857
4858 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4859 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4860
4861 struct slab_attribute {
4862         struct attribute attr;
4863         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4864         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4865 };
4866
4867 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4868         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4869         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4870
4871 #define SLAB_ATTR(_name) \
4872         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4873         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4874
4875 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4876 {
4877         return sprintf(buf, "%u\n", s->size);
4878 }
4879 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4880
4881 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4882 {
4883         return sprintf(buf, "%u\n", s->align);
4884 }
4885 SLAB_ATTR_RO(align);
4886
4887 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4888 {
4889         return sprintf(buf, "%u\n", s->object_size);
4890 }
4891 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4892
4893 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4894 {
4895         return sprintf(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
4896 }
4897 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4898
4899 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4900                                 const char *buf, size_t length)
4901 {
4902         unsigned int order;
4903         int err;
4904
4905         err = kstrtouint(buf, 10, &order);
4906         if (err)
4907                 return err;
4908
4909         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4910                 return -EINVAL;
4911
4912         calculate_sizes(s, order);
4913         return length;
4914 }
4915
4916 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4917 {
4918         return sprintf(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
4919 }
4920 SLAB_ATTR(order);
4921
4922 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4923 {
4924         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4925 }
4926
4927 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4928                                  size_t length)
4929 {
4930         unsigned long min;
4931         int err;
4932
4933         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4934         if (err)
4935                 return err;
4936
4937         set_min_partial(s, min);
4938         return length;
4939 }
4940 SLAB_ATTR(min_partial);
4941
4942 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4943 {
4944         return sprintf(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
4945 }
4946
4947 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4948                                  size_t length)
4949 {
4950         unsigned int objects;
4951         int err;
4952
4953         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
4954         if (err)
4955                 return err;
4956         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4957                 return -EINVAL;
4958
4959         slub_set_cpu_partial(s, objects);
4960         flush_all(s);
4961         return length;
4962 }
4963 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4964
4965 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4966 {
4967         if (!s->ctor)
4968                 return 0;
4969         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4970 }
4971 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4972
4973 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4974 {
4975         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
4976 }
4977 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4978
4979 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4980 {
4981         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4982 }
4983 SLAB_ATTR_RO(partial);
4984
4985 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4986 {
4987         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4988 }
4989 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4990
4991 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4992 {
4993         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4994 }
4995 SLAB_ATTR_RO(objects);
4996
4997 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4998 {
4999         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5000 }
5001 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5002
5003 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5004 {
5005         int objects = 0;
5006         int pages = 0;
5007         int cpu;
5008         int len;
5009
5010         for_each_online_cpu(cpu) {
5011                 struct page *page;
5012
5013                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5014
5015                 if (page) {
5016                         pages += page->pages;
5017                         objects += page->pobjects;
5018                 }
5019         }
5020
5021         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
5022
5023 #ifdef CONFIG_SMP
5024         for_each_online_cpu(cpu) {
5025                 struct page *page;
5026
5027                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5028
5029                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
5030                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
5031                                 page->pobjects, page->pages);
5032         }
5033 #endif
5034         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5035 }
5036 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5037
5038 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5039 {
5040         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5041 }
5042
5043 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
5044                                 const char *buf, size_t length)
5045 {
5046         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5047         if (buf[0] == '1')
5048                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5049         return length;
5050 }
5051 SLAB_ATTR(reclaim_account);
5052
5053 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5054 {
5055         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5056 }
5057 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5058
5059 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5060 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5061 {
5062         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5063 }
5064 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5065 #endif
5066
5067 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5068 {
5069         return sprintf(buf, "%u\n", s->usersize);
5070 }
5071 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5072
5073 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5074 {
5075         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5076 }
5077 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5078
5079 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5080 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5081 {
5082         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5083 }
5084 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5085
5086 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5087 {
5088         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5089 }
5090 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5091
5092 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5093 {
5094         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5095 }
5096
5097 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
5098                                 const char *buf, size_t length)
5099 {
5100         s->flags &= ~SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5101         if (buf[0] == '1') {
5102                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5103                 s->flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5104         }
5105         return length;
5106 }
5107 SLAB_ATTR(sanity_checks);
5108
5109 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5110 {
5111         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5112 }
5113
5114 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5115                                                         size_t length)
5116 {
5117         /*
5118          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
5119          * as well as cause other issues like converting a mergeable
5120          * cache into an umergeable one.
5121          */
5122         if (s->refcount > 1)
5123                 return -EINVAL;
5124
5125         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
5126         if (buf[0] == '1') {
5127                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5128                 s->flags |= SLAB_TRACE;
5129         }
5130         return length;
5131 }
5132 SLAB_ATTR(trace);
5133
5134 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5135 {
5136         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5137 }
5138
5139 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
5140                                 const char *buf, size_t length)
5141 {
5142         if (any_slab_objects(s))
5143                 return -EBUSY;
5144
5145         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
5146         if (buf[0] == '1') {
5147                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
5148         }
5149         calculate_sizes(s, -1);
5150         return length;
5151 }
5152 SLAB_ATTR(red_zone);
5153
5154 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5155 {
5156         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5157 }
5158
5159 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
5160                                 const char *buf, size_t length)
5161 {
5162         if (any_slab_objects(s))
5163                 return -EBUSY;
5164
5165         s->flags &= ~SLAB_POISON;
5166         if (buf[0] == '1') {
5167                 s->flags |= SLAB_POISON;
5168         }
5169         calculate_sizes(s, -1);
5170         return length;
5171 }
5172 SLAB_ATTR(poison);
5173
5174 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5175 {
5176         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5177 }
5178
5179 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
5180                                 const char *buf, size_t length)
5181 {
5182         if (any_slab_objects(s))
5183                 return -EBUSY;
5184
5185         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
5186         if (buf[0] == '1') {
5187                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5188                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
5189         }
5190         calculate_sizes(s, -1);
5191         return length;
5192 }
5193 SLAB_ATTR(store_user);
5194
5195 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5196 {
5197         return 0;
5198 }
5199
5200 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5201                         const char *buf, size_t length)
5202 {
5203         int ret = -EINVAL;
5204
5205         if (buf[0] == '1') {
5206                 ret = validate_slab_cache(s);
5207                 if (ret >= 0)
5208                         ret = length;
5209         }
5210         return ret;
5211 }
5212 SLAB_ATTR(validate);
5213
5214 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5215 {
5216         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5217                 return -ENOSYS;
5218         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5219 }
5220 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5221
5222 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5223 {
5224         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5225                 return -ENOSYS;
5226         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5227 }
5228 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5229 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5230
5231 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5232 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5233 {
5234         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5235 }
5236
5237 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5238                                                         size_t length)
5239 {
5240         if (s->refcount > 1)
5241                 return -EINVAL;
5242
5243         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
5244         if (buf[0] == '1')
5245                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
5246         return length;
5247 }
5248 SLAB_ATTR(failslab);
5249 #endif
5250
5251 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5252 {
5253         return 0;
5254 }
5255
5256 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5257                         const char *buf, size_t length)
5258 {
5259         if (buf[0] == '1')
5260                 kmem_cache_shrink(s);
5261         else
5262                 return -EINVAL;
5263         return length;
5264 }
5265 SLAB_ATTR(shrink);
5266
5267 #ifdef CONFIG_NUMA
5268 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5269 {
5270         return sprintf(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5271 }
5272
5273 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5274                                 const char *buf, size_t length)
5275 {
5276         unsigned int ratio;
5277         int err;
5278
5279         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5280         if (err)
5281                 return err;
5282         if (ratio > 100)
5283                 return -ERANGE;
5284
5285         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5286
5287         return length;
5288 }
5289 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5290 #endif
5291
5292 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5293 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5294 {
5295         unsigned long sum  = 0;
5296         int cpu;
5297         int len;
5298         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5299
5300         if (!data)
5301                 return -ENOMEM;
5302
5303         for_each_online_cpu(cpu) {
5304                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5305
5306                 data[cpu] = x;
5307                 sum += x;
5308         }
5309
5310         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5311
5312 #ifdef CONFIG_SMP
5313         for_each_online_cpu(cpu) {
5314                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5315                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5316         }
5317 #endif
5318         kfree(data);
5319         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5320 }
5321
5322 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5323 {
5324         int cpu;
5325
5326         for_each_online_cpu(cpu)
5327                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5328 }
5329
5330 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5331 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5332 {                                                               \
5333         return show_stat(s, buf, si);                           \
5334 }                                                               \
5335 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5336                                 const char *buf, size_t length) \
5337 {                                                               \
5338         if (buf[0] != '0')                                      \
5339                 return -EINVAL;                                 \
5340         clear_stat(s, si);                                      \
5341         return length;                                          \
5342 }                                                               \
5343 SLAB_ATTR(text);                                                \
5344
5345 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5346 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5347 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5348 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5349 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5350 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5351 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5352 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5353 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5354 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5355 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5356 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5357 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5358 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5359 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5360 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5361 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5362 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5363 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5364 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5365 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5366 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5367 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5368 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5369 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5370 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5371 #endif
5372
5373 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5374         &slab_size_attr.attr,
5375         &object_size_attr.attr,
5376         &objs_per_slab_attr.attr,
5377         &order_attr.attr,
5378         &min_partial_attr.attr,
5379         &cpu_partial_attr.attr,
5380         &objects_attr.attr,
5381         &objects_partial_attr.attr,
5382         &partial_attr.attr,
5383         &cpu_slabs_attr.attr,
5384         &ctor_attr.attr,
5385         &aliases_attr.attr,
5386         &align_attr.attr,
5387         &hwcache_align_attr.attr,
5388         &reclaim_account_attr.attr,
5389         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5390         &shrink_attr.attr,
5391         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5392 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5393         &total_objects_attr.attr,
5394         &slabs_attr.attr,
5395         &sanity_checks_attr.attr,
5396         &trace_attr.attr,
5397         &red_zone_attr.attr,
5398         &poison_attr.attr,
5399         &store_user_attr.attr,
5400         &validate_attr.attr,
5401         &alloc_calls_attr.attr,
5402         &free_calls_attr.attr,
5403 #endif
5404 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5405         &cache_dma_attr.attr,
5406 #endif
5407 #ifdef CONFIG_NUMA
5408         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5409 #endif
5410 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5411         &alloc_fastpath_attr.attr,
5412         &alloc_slowpath_attr.attr,
5413         &free_fastpath_attr.attr,
5414         &free_slowpath_attr.attr,
5415         &free_frozen_attr.attr,
5416         &free_add_partial_attr.attr,
5417         &free_remove_partial_attr.attr,
5418         &alloc_from_partial_attr.attr,
5419         &alloc_slab_attr.attr,
5420         &alloc_refill_attr.attr,
5421         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5422         &free_slab_attr.attr,
5423         &cpuslab_flush_attr.attr,
5424         &deactivate_full_attr.attr,
5425         &deactivate_empty_attr.attr,
5426         &deactivate_to_head_attr.attr,
5427         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5428         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5429         &deactivate_bypass_attr.attr,
5430         &order_fallback_attr.attr,
5431         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5432         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5433         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5434         &cpu_partial_free_attr.attr,
5435         &cpu_partial_node_attr.attr,
5436         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5437 #endif
5438 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5439         &failslab_attr.attr,
5440 #endif
5441         &usersize_attr.attr,
5442
5443         NULL
5444 };
5445
5446 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5447         .attrs = slab_attrs,
5448 };
5449
5450 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5451                                 struct attribute *attr,
5452                                 char *buf)
5453 {
5454         struct slab_attribute *attribute;
5455         struct kmem_cache *s;
5456         int err;
5457
5458         attribute = to_slab_attr(attr);
5459         s = to_slab(kobj);
5460
5461         if (!attribute->show)
5462                 return -EIO;
5463
5464         err = attribute->show(s, buf);
5465
5466         return err;
5467 }
5468
5469 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5470                                 struct attribute *attr,
5471                                 const char *buf, size_t len)
5472 {
5473         struct slab_attribute *attribute;
5474         struct kmem_cache *s;
5475         int err;
5476
5477         attribute = to_slab_attr(attr);
5478         s = to_slab(kobj);
5479
5480         if (!attribute->store)
5481                 return -EIO;
5482
5483         err = attribute->store(s, buf, len);
5484 #ifdef CONFIG_MEMCG
5485         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5486                 struct kmem_cache *c;
5487
5488                 mutex_lock(&slab_mutex);
5489                 if (s->max_attr_size < len)
5490                         s->max_attr_size = len;
5491
5492                 /*
5493                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5494                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5495                  * basically because not all attributes will have a well
5496                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5497                  * have permanent effects.
5498                  *
5499                  * Returning the error value of any of the children that fail
5500                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5501                  * error code won't be able to know anything about the state of
5502                  * the cache.
5503                  *
5504                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5505                  * has well defined semantics. The cache being written to
5506                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5507                  * through the descendants with best-effort propagation.
5508                  */
5509                 for_each_memcg_cache(c, s)
5510                         attribute->store(c, buf, len);
5511                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5512         }
5513 #endif
5514         return err;
5515 }
5516
5517 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5518 {
5519 #ifdef CONFIG_MEMCG
5520         int i;
5521         char *buffer = NULL;
5522         struct kmem_cache *root_cache;
5523
5524         if (is_root_cache(s))
5525                 return;
5526
5527         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5528
5529         /*
5530          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5531          * in copying default values around
5532          */
5533         if (!root_cache->max_attr_size)
5534                 return;
5535
5536         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5537                 char mbuf[64];
5538                 char *buf;
5539                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5540                 ssize_t len;
5541
5542                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5543                         continue;
5544
5545                 /*
5546                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5547                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5548                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5549                  *
5550                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5551                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5552                  * theoretically happen.
5553                  */
5554                 if (buffer)
5555                         buf = buffer;
5556                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5557                         buf = mbuf;
5558                 else {
5559                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5560                         if (WARN_ON(!buffer))
5561                                 continue;
5562                         buf = buffer;
5563                 }
5564
5565                 len = attr->show(root_cache, buf);
5566                 if (len > 0)
5567                         attr->store(s, buf, len);
5568         }
5569
5570         if (buffer)
5571                 free_page((unsigned long)buffer);
5572 #endif
5573 }
5574
5575 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5576 {
5577         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5578 }
5579
5580 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5581         .show = slab_attr_show,
5582         .store = slab_attr_store,
5583 };
5584
5585 static struct kobj_type slab_ktype = {
5586         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5587         .release = kmem_cache_release,
5588 };
5589
5590 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5591 {
5592         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5593
5594         if (ktype == &slab_ktype)
5595                 return 1;
5596         return 0;
5597 }
5598
5599 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5600         .filter = uevent_filter,
5601 };
5602
5603 static struct kset *slab_kset;
5604
5605 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5606 {
5607 #ifdef CONFIG_MEMCG
5608         if (!is_root_cache(s))
5609                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5610 #endif
5611         return slab_kset;
5612 }
5613
5614 #define ID_STR_LENGTH 64
5615
5616 /* Create a unique string id for a slab cache:
5617  *
5618  * Format       :[flags-]size
5619  */
5620 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5621 {
5622         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5623         char *p = name;
5624
5625         BUG_ON(!name);
5626
5627         *p++ = ':';
5628         /*
5629          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5630          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5631          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5632          * are matched during merging to guarantee that the id is
5633          * unique.
5634          */
5635         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5636                 *p++ = 'd';
5637         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5638                 *p++ = 'a';
5639         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5640                 *p++ = 'F';
5641         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5642                 *p++ = 'A';
5643         if (p != name + 1)
5644                 *p++ = '-';
5645         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5646
5647         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5648         return name;
5649 }
5650
5651 static void sysfs_slab_remove_workfn(struct work_struct *work)
5652 {
5653         struct kmem_cache *s =
5654                 container_of(work, struct kmem_cache, kobj_remove_work);
5655
5656         if (!s->kobj.state_in_sysfs)
5657                 /*
5658                  * For a memcg cache, this may be called during
5659                  * deactivation and again on shutdown.  Remove only once.
5660                  * A cache is never shut down before deactivation is
5661                  * complete, so no need to worry about synchronization.
5662                  */
5663                 goto out;
5664
5665 #ifdef CONFIG_MEMCG
5666         kset_unregister(s->memcg_kset);
5667 #endif
5668         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5669 out:
5670         kobject_put(&s->kobj);
5671 }
5672
5673 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5674 {
5675         int err;
5676         const char *name;
5677         struct kset *kset = cache_kset(s);
5678         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5679
5680         INIT_WORK(&s->kobj_remove_work, sysfs_slab_remove_workfn);
5681
5682         if (!kset) {
5683                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5684                 return 0;
5685         }
5686
5687         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5688                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5689                 unmergeable = 1;
5690
5691         if (unmergeable) {
5692                 /*
5693                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5694                  * This is typically the case for debug situations. In that
5695                  * case we can catch duplicate names easily.
5696                  */
5697                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5698                 name = s->name;
5699         } else {
5700                 /*
5701                  * Create a unique name for the slab as a target
5702                  * for the symlinks.
5703                  */
5704                 name = create_unique_id(s);
5705         }
5706
5707         s->kobj.kset = kset;
5708         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5709         if (err)
5710                 goto out;
5711
5712         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5713         if (err)
5714                 goto out_del_kobj;
5715
5716 #ifdef CONFIG_MEMCG
5717         if (is_root_cache(s) && memcg_sysfs_enabled) {
5718                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5719                 if (!s->memcg_kset) {
5720                         err = -ENOMEM;
5721                         goto out_del_kobj;
5722                 }
5723         }
5724 #endif
5725
5726         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5727         if (!unmergeable) {
5728                 /* Setup first alias */
5729                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5730         }
5731 out:
5732         if (!unmergeable)
5733                 kfree(name);
5734         return err;
5735 out_del_kobj:
5736         kobject_del(&s->kobj);
5737         goto out;
5738 }
5739
5740 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5741 {
5742         if (slab_state < FULL)
5743                 /*
5744                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5745                  * cache from sysfs.
5746                  */
5747                 return;
5748
5749         kobject_get(&s->kobj);
5750         schedule_work(&s->kobj_remove_work);
5751 }
5752
5753 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5754 {
5755         if (slab_state >= FULL)
5756                 kobject_del(&s->kobj);
5757 }
5758
5759 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5760 {
5761         if (slab_state >= FULL)
5762                 kobject_put(&s->kobj);
5763 }
5764
5765 /*
5766  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5767  * available lest we lose that information.
5768  */
5769 struct saved_alias {
5770         struct kmem_cache *s;
5771         const char *name;
5772         struct saved_alias *next;
5773 };
5774
5775 static struct saved_alias *alias_list;
5776
5777 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5778 {
5779         struct saved_alias *al;
5780
5781         if (slab_state == FULL) {
5782                 /*
5783                  * If we have a leftover link then remove it.
5784                  */
5785                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5786                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5787         }
5788
5789         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5790         if (!al)
5791                 return -ENOMEM;
5792
5793         al->s = s;
5794         al->name = name;
5795         al->next = alias_list;
5796         alias_list = al;
5797         return 0;
5798 }
5799
5800 static int __init slab_sysfs_init(void)
5801 {
5802         struct kmem_cache *s;
5803         int err;
5804
5805         mutex_lock(&slab_mutex);
5806
5807         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5808         if (!slab_kset) {
5809                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5810                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5811                 return -ENOSYS;
5812         }
5813
5814         slab_state = FULL;
5815
5816         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5817                 err = sysfs_slab_add(s);
5818                 if (err)
5819                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5820                                s->name);
5821         }
5822
5823         while (alias_list) {
5824                 struct saved_alias *al = alias_list;
5825
5826                 alias_list = alias_list->next;
5827                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5828                 if (err)
5829                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5830                                al->name);
5831                 kfree(al);
5832         }
5833
5834         mutex_unlock(&slab_mutex);
5835         resiliency_test();
5836         return 0;
5837 }
5838
5839 __initcall(slab_sysfs_init);
5840 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5841
5842 /*
5843  * The /proc/slabinfo ABI
5844  */
5845 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5846 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5847 {
5848         unsigned long nr_slabs = 0;
5849         unsigned long nr_objs = 0;
5850         unsigned long nr_free = 0;
5851         int node;
5852         struct kmem_cache_node *n;
5853
5854         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5855                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5856                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5857                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5858         }
5859
5860         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5861         sinfo->num_objs = nr_objs;
5862         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5863         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5864         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5865         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5866 }
5867
5868 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5869 {
5870 }
5871
5872 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5873                        size_t count, loff_t *ppos)
5874 {
5875         return -EIO;
5876 }
5877 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */