mm/damon: use damon_sz_region() in appropriate place
[platform/kernel/linux-starfive.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operations
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/swab.h>
19 #include <linux/bitops.h>
20 #include <linux/slab.h>
21 #include "slab.h"
22 #include <linux/proc_fs.h>
23 #include <linux/seq_file.h>
24 #include <linux/kasan.h>
25 #include <linux/kmsan.h>
26 #include <linux/cpu.h>
27 #include <linux/cpuset.h>
28 #include <linux/mempolicy.h>
29 #include <linux/ctype.h>
30 #include <linux/stackdepot.h>
31 #include <linux/debugobjects.h>
32 #include <linux/kallsyms.h>
33 #include <linux/kfence.h>
34 #include <linux/memory.h>
35 #include <linux/math64.h>
36 #include <linux/fault-inject.h>
37 #include <linux/stacktrace.h>
38 #include <linux/prefetch.h>
39 #include <linux/memcontrol.h>
40 #include <linux/random.h>
41 #include <kunit/test.h>
42 #include <linux/sort.h>
43
44 #include <linux/debugfs.h>
45 #include <trace/events/kmem.h>
46
47 #include "internal.h"
48
49 /*
50  * Lock order:
51  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
52  *   2. node->list_lock (Spinlock)
53  *   3. kmem_cache->cpu_slab->lock (Local lock)
54  *   4. slab_lock(slab) (Only on some arches or for debugging)
55  *   5. object_map_lock (Only for debugging)
56  *
57  *   slab_mutex
58  *
59  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
60  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
61  *   Also synchronizes memory hotplug callbacks.
62  *
63  *   slab_lock
64  *
65  *   The slab_lock is a wrapper around the page lock, thus it is a bit
66  *   spinlock.
67  *
68  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
69  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects:
70  *      A. slab->freelist       -> List of free objects in a slab
71  *      B. slab->inuse          -> Number of objects in use
72  *      C. slab->objects        -> Number of objects in slab
73  *      D. slab->frozen         -> frozen state
74  *
75  *   Frozen slabs
76  *
77  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
78  *   on any list except per cpu partial list. The processor that froze the
79  *   slab is the one who can perform list operations on the slab. Other
80  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
81  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
82  *   slab's freelist.
83  *
84  *   list_lock
85  *
86  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
87  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
88  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
89  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
90  *   modified without taking the list lock).
91  *
92  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
93  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
94  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
95  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
96  *   the list lock.
97  *
98  *   cpu_slab->lock local lock
99  *
100  *   This locks protect slowpath manipulation of all kmem_cache_cpu fields
101  *   except the stat counters. This is a percpu structure manipulated only by
102  *   the local cpu, so the lock protects against being preempted or interrupted
103  *   by an irq. Fast path operations rely on lockless operations instead.
104  *   On PREEMPT_RT, the local lock does not actually disable irqs (and thus
105  *   prevent the lockless operations), so fastpath operations also need to take
106  *   the lock and are no longer lockless.
107  *
108  *   lockless fastpaths
109  *
110  *   The fast path allocation (slab_alloc_node()) and freeing (do_slab_free())
111  *   are fully lockless when satisfied from the percpu slab (and when
112  *   cmpxchg_double is possible to use, otherwise slab_lock is taken).
113  *   They also don't disable preemption or migration or irqs. They rely on
114  *   the transaction id (tid) field to detect being preempted or moved to
115  *   another cpu.
116  *
117  *   irq, preemption, migration considerations
118  *
119  *   Interrupts are disabled as part of list_lock or local_lock operations, or
120  *   around the slab_lock operation, in order to make the slab allocator safe
121  *   to use in the context of an irq.
122  *
123  *   In addition, preemption (or migration on PREEMPT_RT) is disabled in the
124  *   allocation slowpath, bulk allocation, and put_cpu_partial(), so that the
125  *   local cpu doesn't change in the process and e.g. the kmem_cache_cpu pointer
126  *   doesn't have to be revalidated in each section protected by the local lock.
127  *
128  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
129  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
130  *
131  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
132  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
133  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
134  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
135  * cannot scan all objects.
136  *
137  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
138  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
139  * fast frees and allocs.
140  *
141  * slab->frozen         The slab is frozen and exempt from list processing.
142  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
143  *                      such as satisfying allocations for a specific
144  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
145  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
146  *                      list operations. It is up to the processor holding
147  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
148  *                      when the slab is no longer needed.
149  *
150  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
151  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
152  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
153  *                      freelist that allows lockless access to
154  *                      free objects in addition to the regular freelist
155  *                      that requires the slab lock.
156  *
157  * SLAB_DEBUG_FLAGS     Slab requires special handling due to debug
158  *                      options set. This moves slab handling out of
159  *                      the fast path and disables lockless freelists.
160  */
161
162 /*
163  * We could simply use migrate_disable()/enable() but as long as it's a
164  * function call even on !PREEMPT_RT, use inline preempt_disable() there.
165  */
166 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
167 #define slub_get_cpu_ptr(var)   get_cpu_ptr(var)
168 #define slub_put_cpu_ptr(var)   put_cpu_ptr(var)
169 #else
170 #define slub_get_cpu_ptr(var)           \
171 ({                                      \
172         migrate_disable();              \
173         this_cpu_ptr(var);              \
174 })
175 #define slub_put_cpu_ptr(var)           \
176 do {                                    \
177         (void)(var);                    \
178         migrate_enable();               \
179 } while (0)
180 #endif
181
182 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
183 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
184 DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(slub_debug_enabled);
185 #else
186 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(slub_debug_enabled);
187 #endif
188 #endif          /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
189
190 static inline bool kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
191 {
192         return kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_DEBUG_FLAGS);
193 }
194
195 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
196 {
197         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE))
198                 p += s->red_left_pad;
199
200         return p;
201 }
202
203 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
204 {
205 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
206         return !kmem_cache_debug(s);
207 #else
208         return false;
209 #endif
210 }
211
212 /*
213  * Issues still to be resolved:
214  *
215  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
216  *
217  * - Variable sizing of the per node arrays
218  */
219
220 /* Enable to log cmpxchg failures */
221 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
222
223 /*
224  * Minimum number of partial slabs. These will be left on the partial
225  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
226  */
227 #define MIN_PARTIAL 5
228
229 /*
230  * Maximum number of desirable partial slabs.
231  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
232  * sort the partial list by the number of objects in use.
233  */
234 #define MAX_PARTIAL 10
235
236 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
237                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
238
239 /*
240  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
241  * issues when checking or reading debug information
242  */
243 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
244                                 SLAB_TRACE)
245
246
247 /*
248  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
249  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
250  * metadata.
251  */
252 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
253
254 #define OO_SHIFT        16
255 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
256 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since slab.objects is u15 */
257
258 /* Internal SLUB flags */
259 /* Poison object */
260 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
261 /* Use cmpxchg_double */
262 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
263
264 /*
265  * Tracking user of a slab.
266  */
267 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
268 struct track {
269         unsigned long addr;     /* Called from address */
270 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
271         depot_stack_handle_t handle;
272 #endif
273         int cpu;                /* Was running on cpu */
274         int pid;                /* Pid context */
275         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
276 };
277
278 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
279
280 #ifdef CONFIG_SYSFS
281 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
282 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
283 #else
284 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
285 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
286                                                         { return 0; }
287 #endif
288
289 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
290 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *);
291 #else
292 static inline void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { }
293 #endif
294
295 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
296 {
297 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
298         /*
299          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
300          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
301          */
302         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
303 #endif
304 }
305
306 /*
307  * Tracks for which NUMA nodes we have kmem_cache_nodes allocated.
308  * Corresponds to node_state[N_NORMAL_MEMORY], but can temporarily
309  * differ during memory hotplug/hotremove operations.
310  * Protected by slab_mutex.
311  */
312 static nodemask_t slab_nodes;
313
314 /********************************************************************
315  *                      Core slab cache functions
316  *******************************************************************/
317
318 /*
319  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
320  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
321  * random number.
322  */
323 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
324                                  unsigned long ptr_addr)
325 {
326 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
327         /*
328          * When CONFIG_KASAN_SW/HW_TAGS is enabled, ptr_addr might be tagged.
329          * Normally, this doesn't cause any issues, as both set_freepointer()
330          * and get_freepointer() are called with a pointer with the same tag.
331          * However, there are some issues with CONFIG_SLUB_DEBUG code. For
332          * example, when __free_slub() iterates over objects in a cache, it
333          * passes untagged pointers to check_object(). check_object() in turns
334          * calls get_freepointer() with an untagged pointer, which causes the
335          * freepointer to be restored incorrectly.
336          */
337         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^
338                         swab((unsigned long)kasan_reset_tag((void *)ptr_addr)));
339 #else
340         return ptr;
341 #endif
342 }
343
344 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
345 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
346                                          void *ptr_addr)
347 {
348         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
349                             (unsigned long)ptr_addr);
350 }
351
352 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
353 {
354         object = kasan_reset_tag(object);
355         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
356 }
357
358 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
359 {
360         prefetchw(object + s->offset);
361 }
362
363 /*
364  * When running under KMSAN, get_freepointer_safe() may return an uninitialized
365  * pointer value in the case the current thread loses the race for the next
366  * memory chunk in the freelist. In that case this_cpu_cmpxchg_double() in
367  * slab_alloc_node() will fail, so the uninitialized value won't be used, but
368  * KMSAN will still check all arguments of cmpxchg because of imperfect
369  * handling of inline assembly.
370  * To work around this problem, we apply __no_kmsan_checks to ensure that
371  * get_freepointer_safe() returns initialized memory.
372  */
373 __no_kmsan_checks
374 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
375 {
376         unsigned long freepointer_addr;
377         void *p;
378
379         if (!debug_pagealloc_enabled_static())
380                 return get_freepointer(s, object);
381
382         object = kasan_reset_tag(object);
383         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
384         copy_from_kernel_nofault(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
385         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
386 }
387
388 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
389 {
390         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
391
392 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
393         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
394 #endif
395
396         freeptr_addr = (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)freeptr_addr);
397         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
398 }
399
400 /* Loop over all objects in a slab */
401 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
402         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
403                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
404                 __p += (__s)->size)
405
406 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
407 {
408         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
409 }
410
411 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
412                 unsigned int size)
413 {
414         struct kmem_cache_order_objects x = {
415                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
416         };
417
418         return x;
419 }
420
421 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
422 {
423         return x.x >> OO_SHIFT;
424 }
425
426 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
427 {
428         return x.x & OO_MASK;
429 }
430
431 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
432 static void slub_set_cpu_partial(struct kmem_cache *s, unsigned int nr_objects)
433 {
434         unsigned int nr_slabs;
435
436         s->cpu_partial = nr_objects;
437
438         /*
439          * We take the number of objects but actually limit the number of
440          * slabs on the per cpu partial list, in order to limit excessive
441          * growth of the list. For simplicity we assume that the slabs will
442          * be half-full.
443          */
444         nr_slabs = DIV_ROUND_UP(nr_objects * 2, oo_objects(s->oo));
445         s->cpu_partial_slabs = nr_slabs;
446 }
447 #else
448 static inline void
449 slub_set_cpu_partial(struct kmem_cache *s, unsigned int nr_objects)
450 {
451 }
452 #endif /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
453
454 /*
455  * Per slab locking using the pagelock
456  */
457 static __always_inline void __slab_lock(struct slab *slab)
458 {
459         struct page *page = slab_page(slab);
460
461         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
462         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
463 }
464
465 static __always_inline void __slab_unlock(struct slab *slab)
466 {
467         struct page *page = slab_page(slab);
468
469         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
470         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
471 }
472
473 static __always_inline void slab_lock(struct slab *slab, unsigned long *flags)
474 {
475         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
476                 local_irq_save(*flags);
477         __slab_lock(slab);
478 }
479
480 static __always_inline void slab_unlock(struct slab *slab, unsigned long *flags)
481 {
482         __slab_unlock(slab);
483         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
484                 local_irq_restore(*flags);
485 }
486
487 /*
488  * Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right), typically
489  * by an _irqsave() lock variant. Except on PREEMPT_RT where locks are different
490  * so we disable interrupts as part of slab_[un]lock().
491  */
492 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
493                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
494                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
495                 const char *n)
496 {
497         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
498                 lockdep_assert_irqs_disabled();
499 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
500     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
501         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
502                 if (cmpxchg_double(&slab->freelist, &slab->counters,
503                                    freelist_old, counters_old,
504                                    freelist_new, counters_new))
505                         return true;
506         } else
507 #endif
508         {
509                 /* init to 0 to prevent spurious warnings */
510                 unsigned long flags = 0;
511
512                 slab_lock(slab, &flags);
513                 if (slab->freelist == freelist_old &&
514                                         slab->counters == counters_old) {
515                         slab->freelist = freelist_new;
516                         slab->counters = counters_new;
517                         slab_unlock(slab, &flags);
518                         return true;
519                 }
520                 slab_unlock(slab, &flags);
521         }
522
523         cpu_relax();
524         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
525
526 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
527         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
528 #endif
529
530         return false;
531 }
532
533 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
534                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
535                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
536                 const char *n)
537 {
538 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
539     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
540         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
541                 if (cmpxchg_double(&slab->freelist, &slab->counters,
542                                    freelist_old, counters_old,
543                                    freelist_new, counters_new))
544                         return true;
545         } else
546 #endif
547         {
548                 unsigned long flags;
549
550                 local_irq_save(flags);
551                 __slab_lock(slab);
552                 if (slab->freelist == freelist_old &&
553                                         slab->counters == counters_old) {
554                         slab->freelist = freelist_new;
555                         slab->counters = counters_new;
556                         __slab_unlock(slab);
557                         local_irq_restore(flags);
558                         return true;
559                 }
560                 __slab_unlock(slab);
561                 local_irq_restore(flags);
562         }
563
564         cpu_relax();
565         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
566
567 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
568         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
569 #endif
570
571         return false;
572 }
573
574 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
575 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
576 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(object_map_lock);
577
578 static void __fill_map(unsigned long *obj_map, struct kmem_cache *s,
579                        struct slab *slab)
580 {
581         void *addr = slab_address(slab);
582         void *p;
583
584         bitmap_zero(obj_map, slab->objects);
585
586         for (p = slab->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
587                 set_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map);
588 }
589
590 #if IS_ENABLED(CONFIG_KUNIT)
591 static bool slab_add_kunit_errors(void)
592 {
593         struct kunit_resource *resource;
594
595         if (likely(!current->kunit_test))
596                 return false;
597
598         resource = kunit_find_named_resource(current->kunit_test, "slab_errors");
599         if (!resource)
600                 return false;
601
602         (*(int *)resource->data)++;
603         kunit_put_resource(resource);
604         return true;
605 }
606 #else
607 static inline bool slab_add_kunit_errors(void) { return false; }
608 #endif
609
610 /*
611  * Determine a map of objects in use in a slab.
612  *
613  * Node listlock must be held to guarantee that the slab does
614  * not vanish from under us.
615  */
616 static unsigned long *get_map(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
617         __acquires(&object_map_lock)
618 {
619         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
620
621         raw_spin_lock(&object_map_lock);
622
623         __fill_map(object_map, s, slab);
624
625         return object_map;
626 }
627
628 static void put_map(unsigned long *map) __releases(&object_map_lock)
629 {
630         VM_BUG_ON(map != object_map);
631         raw_spin_unlock(&object_map_lock);
632 }
633
634 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
635 {
636         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
637                 return s->size - s->red_left_pad;
638
639         return s->size;
640 }
641
642 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
643 {
644         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
645                 p -= s->red_left_pad;
646
647         return p;
648 }
649
650 /*
651  * Debug settings:
652  */
653 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
654 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
655 #else
656 static slab_flags_t slub_debug;
657 #endif
658
659 static char *slub_debug_string;
660 static int disable_higher_order_debug;
661
662 /*
663  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
664  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
665  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
666  * to tell kasan that these accesses are OK.
667  */
668 static inline void metadata_access_enable(void)
669 {
670         kasan_disable_current();
671 }
672
673 static inline void metadata_access_disable(void)
674 {
675         kasan_enable_current();
676 }
677
678 /*
679  * Object debugging
680  */
681
682 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
683 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
684                                 struct slab *slab, void *object)
685 {
686         void *base;
687
688         if (!object)
689                 return 1;
690
691         base = slab_address(slab);
692         object = kasan_reset_tag(object);
693         object = restore_red_left(s, object);
694         if (object < base || object >= base + slab->objects * s->size ||
695                 (object - base) % s->size) {
696                 return 0;
697         }
698
699         return 1;
700 }
701
702 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
703                           unsigned int length)
704 {
705         metadata_access_enable();
706         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS,
707                         16, 1, kasan_reset_tag((void *)addr), length, 1);
708         metadata_access_disable();
709 }
710
711 /*
712  * See comment in calculate_sizes().
713  */
714 static inline bool freeptr_outside_object(struct kmem_cache *s)
715 {
716         return s->offset >= s->inuse;
717 }
718
719 /*
720  * Return offset of the end of info block which is inuse + free pointer if
721  * not overlapping with object.
722  */
723 static inline unsigned int get_info_end(struct kmem_cache *s)
724 {
725         if (freeptr_outside_object(s))
726                 return s->inuse + sizeof(void *);
727         else
728                 return s->inuse;
729 }
730
731 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
732         enum track_item alloc)
733 {
734         struct track *p;
735
736         p = object + get_info_end(s);
737
738         return kasan_reset_tag(p + alloc);
739 }
740
741 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
742 static noinline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void)
743 {
744         depot_stack_handle_t handle;
745         unsigned long entries[TRACK_ADDRS_COUNT];
746         unsigned int nr_entries;
747
748         nr_entries = stack_trace_save(entries, ARRAY_SIZE(entries), 3);
749         handle = stack_depot_save(entries, nr_entries, GFP_NOWAIT);
750
751         return handle;
752 }
753 #else
754 static inline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void)
755 {
756         return 0;
757 }
758 #endif
759
760 static void set_track_update(struct kmem_cache *s, void *object,
761                              enum track_item alloc, unsigned long addr,
762                              depot_stack_handle_t handle)
763 {
764         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
765
766 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
767         p->handle = handle;
768 #endif
769         p->addr = addr;
770         p->cpu = smp_processor_id();
771         p->pid = current->pid;
772         p->when = jiffies;
773 }
774
775 static __always_inline void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
776                                       enum track_item alloc, unsigned long addr)
777 {
778         depot_stack_handle_t handle = set_track_prepare();
779
780         set_track_update(s, object, alloc, addr, handle);
781 }
782
783 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
784 {
785         struct track *p;
786
787         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
788                 return;
789
790         p = get_track(s, object, TRACK_ALLOC);
791         memset(p, 0, 2*sizeof(struct track));
792 }
793
794 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
795 {
796         depot_stack_handle_t handle __maybe_unused;
797
798         if (!t->addr)
799                 return;
800
801         pr_err("%s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
802                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
803 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
804         handle = READ_ONCE(t->handle);
805         if (handle)
806                 stack_depot_print(handle);
807         else
808                 pr_err("object allocation/free stack trace missing\n");
809 #endif
810 }
811
812 void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
813 {
814         unsigned long pr_time = jiffies;
815         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
816                 return;
817
818         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
819         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
820 }
821
822 static void print_slab_info(const struct slab *slab)
823 {
824         struct folio *folio = (struct folio *)slab_folio(slab);
825
826         pr_err("Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=%pGp\n",
827                slab, slab->objects, slab->inuse, slab->freelist,
828                folio_flags(folio, 0));
829 }
830
831 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
832 {
833         struct va_format vaf;
834         va_list args;
835
836         va_start(args, fmt);
837         vaf.fmt = fmt;
838         vaf.va = &args;
839         pr_err("=============================================================================\n");
840         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
841         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
842         va_end(args);
843 }
844
845 __printf(2, 3)
846 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
847 {
848         struct va_format vaf;
849         va_list args;
850
851         if (slab_add_kunit_errors())
852                 return;
853
854         va_start(args, fmt);
855         vaf.fmt = fmt;
856         vaf.va = &args;
857         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
858         va_end(args);
859 }
860
861 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, u8 *p)
862 {
863         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
864         u8 *addr = slab_address(slab);
865
866         print_tracking(s, p);
867
868         print_slab_info(slab);
869
870         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
871                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
872
873         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
874                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p - s->red_left_pad,
875                               s->red_left_pad);
876         else if (p > addr + 16)
877                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
878
879         print_section(KERN_ERR,         "Object   ", p,
880                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
881         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
882                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p + s->object_size,
883                         s->inuse - s->object_size);
884
885         off = get_info_end(s);
886
887         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
888                 off += 2 * sizeof(struct track);
889
890         off += kasan_metadata_size(s);
891
892         if (off != size_from_object(s))
893                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
894                 print_section(KERN_ERR, "Padding  ", p + off,
895                               size_from_object(s) - off);
896
897         dump_stack();
898 }
899
900 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
901                         u8 *object, char *reason)
902 {
903         if (slab_add_kunit_errors())
904                 return;
905
906         slab_bug(s, "%s", reason);
907         print_trailer(s, slab, object);
908         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
909 }
910
911 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
912                                void **freelist, void *nextfree)
913 {
914         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
915             !check_valid_pointer(s, slab, nextfree) && freelist) {
916                 object_err(s, slab, *freelist, "Freechain corrupt");
917                 *freelist = NULL;
918                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
919                 return true;
920         }
921
922         return false;
923 }
924
925 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
926                         const char *fmt, ...)
927 {
928         va_list args;
929         char buf[100];
930
931         if (slab_add_kunit_errors())
932                 return;
933
934         va_start(args, fmt);
935         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
936         va_end(args);
937         slab_bug(s, "%s", buf);
938         print_slab_info(slab);
939         dump_stack();
940         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
941 }
942
943 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
944 {
945         u8 *p = kasan_reset_tag(object);
946
947         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
948                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
949
950         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
951                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
952                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
953         }
954
955         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
956                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
957 }
958
959 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
960                                                 void *from, void *to)
961 {
962         slab_fix(s, "Restoring %s 0x%p-0x%p=0x%x", message, from, to - 1, data);
963         memset(from, data, to - from);
964 }
965
966 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
967                         u8 *object, char *what,
968                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
969 {
970         u8 *fault;
971         u8 *end;
972         u8 *addr = slab_address(slab);
973
974         metadata_access_enable();
975         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(start), value, bytes);
976         metadata_access_disable();
977         if (!fault)
978                 return 1;
979
980         end = start + bytes;
981         while (end > fault && end[-1] == value)
982                 end--;
983
984         if (slab_add_kunit_errors())
985                 goto skip_bug_print;
986
987         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
988         pr_err("0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
989                                         fault, end - 1, fault - addr,
990                                         fault[0], value);
991         print_trailer(s, slab, object);
992         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
993
994 skip_bug_print:
995         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
996         return 0;
997 }
998
999 /*
1000  * Object layout:
1001  *
1002  * object address
1003  *      Bytes of the object to be managed.
1004  *      If the freepointer may overlay the object then the free
1005  *      pointer is at the middle of the object.
1006  *
1007  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
1008  *      0xa5 (POISON_END)
1009  *
1010  * object + s->object_size
1011  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
1012  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
1013  *      object_size == inuse.
1014  *
1015  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
1016  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
1017  *
1018  * object + s->inuse
1019  *      Meta data starts here.
1020  *
1021  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
1022  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
1023  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at minimum
1024  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
1025  *              before the word boundary.
1026  *
1027  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
1028  *
1029  * object + s->size
1030  *      Nothing is used beyond s->size.
1031  *
1032  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
1033  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
1034  * may be used with merged slabcaches.
1035  */
1036
1037 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, u8 *p)
1038 {
1039         unsigned long off = get_info_end(s);    /* The end of info */
1040
1041         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1042                 /* We also have user information there */
1043                 off += 2 * sizeof(struct track);
1044
1045         off += kasan_metadata_size(s);
1046
1047         if (size_from_object(s) == off)
1048                 return 1;
1049
1050         return check_bytes_and_report(s, slab, p, "Object padding",
1051                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
1052 }
1053
1054 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
1055 static void slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1056 {
1057         u8 *start;
1058         u8 *fault;
1059         u8 *end;
1060         u8 *pad;
1061         int length;
1062         int remainder;
1063
1064         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
1065                 return;
1066
1067         start = slab_address(slab);
1068         length = slab_size(slab);
1069         end = start + length;
1070         remainder = length % s->size;
1071         if (!remainder)
1072                 return;
1073
1074         pad = end - remainder;
1075         metadata_access_enable();
1076         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(pad), POISON_INUSE, remainder);
1077         metadata_access_disable();
1078         if (!fault)
1079                 return;
1080         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
1081                 end--;
1082
1083         slab_err(s, slab, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
1084                         fault, end - 1, fault - start);
1085         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
1086
1087         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
1088 }
1089
1090 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1091                                         void *object, u8 val)
1092 {
1093         u8 *p = object;
1094         u8 *endobject = object + s->object_size;
1095
1096         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1097                 if (!check_bytes_and_report(s, slab, object, "Left Redzone",
1098                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
1099                         return 0;
1100
1101                 if (!check_bytes_and_report(s, slab, object, "Right Redzone",
1102                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
1103                         return 0;
1104         } else {
1105                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
1106                         check_bytes_and_report(s, slab, p, "Alignment padding",
1107                                 endobject, POISON_INUSE,
1108                                 s->inuse - s->object_size);
1109                 }
1110         }
1111
1112         if (s->flags & SLAB_POISON) {
1113                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
1114                         (!check_bytes_and_report(s, slab, p, "Poison", p,
1115                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
1116                          !check_bytes_and_report(s, slab, p, "End Poison",
1117                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
1118                         return 0;
1119                 /*
1120                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
1121                  */
1122                 check_pad_bytes(s, slab, p);
1123         }
1124
1125         if (!freeptr_outside_object(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE)
1126                 /*
1127                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
1128                  * freepointer while object is allocated.
1129                  */
1130                 return 1;
1131
1132         /* Check free pointer validity */
1133         if (!check_valid_pointer(s, slab, get_freepointer(s, p))) {
1134                 object_err(s, slab, p, "Freepointer corrupt");
1135                 /*
1136                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
1137                  * of the free objects in this slab. May cause
1138                  * another error because the object count is now wrong.
1139                  */
1140                 set_freepointer(s, p, NULL);
1141                 return 0;
1142         }
1143         return 1;
1144 }
1145
1146 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1147 {
1148         int maxobj;
1149
1150         if (!folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1151                 slab_err(s, slab, "Not a valid slab page");
1152                 return 0;
1153         }
1154
1155         maxobj = order_objects(slab_order(slab), s->size);
1156         if (slab->objects > maxobj) {
1157                 slab_err(s, slab, "objects %u > max %u",
1158                         slab->objects, maxobj);
1159                 return 0;
1160         }
1161         if (slab->inuse > slab->objects) {
1162                 slab_err(s, slab, "inuse %u > max %u",
1163                         slab->inuse, slab->objects);
1164                 return 0;
1165         }
1166         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
1167         slab_pad_check(s, slab);
1168         return 1;
1169 }
1170
1171 /*
1172  * Determine if a certain object in a slab is on the freelist. Must hold the
1173  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
1174  */
1175 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *search)
1176 {
1177         int nr = 0;
1178         void *fp;
1179         void *object = NULL;
1180         int max_objects;
1181
1182         fp = slab->freelist;
1183         while (fp && nr <= slab->objects) {
1184                 if (fp == search)
1185                         return 1;
1186                 if (!check_valid_pointer(s, slab, fp)) {
1187                         if (object) {
1188                                 object_err(s, slab, object,
1189                                         "Freechain corrupt");
1190                                 set_freepointer(s, object, NULL);
1191                         } else {
1192                                 slab_err(s, slab, "Freepointer corrupt");
1193                                 slab->freelist = NULL;
1194                                 slab->inuse = slab->objects;
1195                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
1196                                 return 0;
1197                         }
1198                         break;
1199                 }
1200                 object = fp;
1201                 fp = get_freepointer(s, object);
1202                 nr++;
1203         }
1204
1205         max_objects = order_objects(slab_order(slab), s->size);
1206         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1207                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1208
1209         if (slab->objects != max_objects) {
1210                 slab_err(s, slab, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1211                          slab->objects, max_objects);
1212                 slab->objects = max_objects;
1213                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted");
1214         }
1215         if (slab->inuse != slab->objects - nr) {
1216                 slab_err(s, slab, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1217                          slab->inuse, slab->objects - nr);
1218                 slab->inuse = slab->objects - nr;
1219                 slab_fix(s, "Object count adjusted");
1220         }
1221         return search == NULL;
1222 }
1223
1224 static void trace(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *object,
1225                                                                 int alloc)
1226 {
1227         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1228                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1229                         s->name,
1230                         alloc ? "alloc" : "free",
1231                         object, slab->inuse,
1232                         slab->freelist);
1233
1234                 if (!alloc)
1235                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1236                                         s->object_size);
1237
1238                 dump_stack();
1239         }
1240 }
1241
1242 /*
1243  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1244  */
1245 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1246         struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab)
1247 {
1248         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1249                 return;
1250
1251         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1252         list_add(&slab->slab_list, &n->full);
1253 }
1254
1255 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab)
1256 {
1257         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1258                 return;
1259
1260         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1261         list_del(&slab->slab_list);
1262 }
1263
1264 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1265 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1266 {
1267         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1268
1269         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1270 }
1271
1272 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1273 {
1274         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1275 }
1276
1277 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1278 {
1279         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1280
1281         /*
1282          * May be called early in order to allocate a slab for the
1283          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1284          * dilemma by deferring the increment of the count during
1285          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1286          */
1287         if (likely(n)) {
1288                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1289                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1290         }
1291 }
1292 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1293 {
1294         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1295
1296         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1297         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1298 }
1299
1300 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1301 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, void *object)
1302 {
1303         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON))
1304                 return;
1305
1306         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1307         init_tracking(s, object);
1308 }
1309
1310 static
1311 void setup_slab_debug(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *addr)
1312 {
1313         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_POISON))
1314                 return;
1315
1316         metadata_access_enable();
1317         memset(kasan_reset_tag(addr), POISON_INUSE, slab_size(slab));
1318         metadata_access_disable();
1319 }
1320
1321 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1322                                         struct slab *slab, void *object)
1323 {
1324         if (!check_slab(s, slab))
1325                 return 0;
1326
1327         if (!check_valid_pointer(s, slab, object)) {
1328                 object_err(s, slab, object, "Freelist Pointer check fails");
1329                 return 0;
1330         }
1331
1332         if (!check_object(s, slab, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1333                 return 0;
1334
1335         return 1;
1336 }
1337
1338 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1339                                         struct slab *slab,
1340                                         void *object, unsigned long addr)
1341 {
1342         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1343                 if (!alloc_consistency_checks(s, slab, object))
1344                         goto bad;
1345         }
1346
1347         /* Success perform special debug activities for allocs */
1348         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1349                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1350         trace(s, slab, object, 1);
1351         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1352         return 1;
1353
1354 bad:
1355         if (folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1356                 /*
1357                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1358                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1359                  * as used avoids touching the remaining objects.
1360                  */
1361                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1362                 slab->inuse = slab->objects;
1363                 slab->freelist = NULL;
1364         }
1365         return 0;
1366 }
1367
1368 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1369                 struct slab *slab, void *object, unsigned long addr)
1370 {
1371         if (!check_valid_pointer(s, slab, object)) {
1372                 slab_err(s, slab, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1373                 return 0;
1374         }
1375
1376         if (on_freelist(s, slab, object)) {
1377                 object_err(s, slab, object, "Object already free");
1378                 return 0;
1379         }
1380
1381         if (!check_object(s, slab, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1382                 return 0;
1383
1384         if (unlikely(s != slab->slab_cache)) {
1385                 if (!folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1386                         slab_err(s, slab, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1387                                  object);
1388                 } else if (!slab->slab_cache) {
1389                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1390                                object);
1391                         dump_stack();
1392                 } else
1393                         object_err(s, slab, object,
1394                                         "page slab pointer corrupt.");
1395                 return 0;
1396         }
1397         return 1;
1398 }
1399
1400 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1401 static noinline int free_debug_processing(
1402         struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1403         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1404         unsigned long addr)
1405 {
1406         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, slab_nid(slab));
1407         void *object = head;
1408         int cnt = 0;
1409         unsigned long flags, flags2;
1410         int ret = 0;
1411         depot_stack_handle_t handle = 0;
1412
1413         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1414                 handle = set_track_prepare();
1415
1416         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1417         slab_lock(slab, &flags2);
1418
1419         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1420                 if (!check_slab(s, slab))
1421                         goto out;
1422         }
1423
1424 next_object:
1425         cnt++;
1426
1427         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1428                 if (!free_consistency_checks(s, slab, object, addr))
1429                         goto out;
1430         }
1431
1432         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1433                 set_track_update(s, object, TRACK_FREE, addr, handle);
1434         trace(s, slab, object, 0);
1435         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1436         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1437
1438         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1439         if (object != tail) {
1440                 object = get_freepointer(s, object);
1441                 goto next_object;
1442         }
1443         ret = 1;
1444
1445 out:
1446         if (cnt != bulk_cnt)
1447                 slab_err(s, slab, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1448                          bulk_cnt, cnt);
1449
1450         slab_unlock(slab, &flags2);
1451         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1452         if (!ret)
1453                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1454         return ret;
1455 }
1456
1457 /*
1458  * Parse a block of slub_debug options. Blocks are delimited by ';'
1459  *
1460  * @str:    start of block
1461  * @flags:  returns parsed flags, or DEBUG_DEFAULT_FLAGS if none specified
1462  * @slabs:  return start of list of slabs, or NULL when there's no list
1463  * @init:   assume this is initial parsing and not per-kmem-create parsing
1464  *
1465  * returns the start of next block if there's any, or NULL
1466  */
1467 static char *
1468 parse_slub_debug_flags(char *str, slab_flags_t *flags, char **slabs, bool init)
1469 {
1470         bool higher_order_disable = false;
1471
1472         /* Skip any completely empty blocks */
1473         while (*str && *str == ';')
1474                 str++;
1475
1476         if (*str == ',') {
1477                 /*
1478                  * No options but restriction on slabs. This means full
1479                  * debugging for slabs matching a pattern.
1480                  */
1481                 *flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1482                 goto check_slabs;
1483         }
1484         *flags = 0;
1485
1486         /* Determine which debug features should be switched on */
1487         for (; *str && *str != ',' && *str != ';'; str++) {
1488                 switch (tolower(*str)) {
1489                 case '-':
1490                         *flags = 0;
1491                         break;
1492                 case 'f':
1493                         *flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1494                         break;
1495                 case 'z':
1496                         *flags |= SLAB_RED_ZONE;
1497                         break;
1498                 case 'p':
1499                         *flags |= SLAB_POISON;
1500                         break;
1501                 case 'u':
1502                         *flags |= SLAB_STORE_USER;
1503                         break;
1504                 case 't':
1505                         *flags |= SLAB_TRACE;
1506                         break;
1507                 case 'a':
1508                         *flags |= SLAB_FAILSLAB;
1509                         break;
1510                 case 'o':
1511                         /*
1512                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1513                          * order would increase as a result.
1514                          */
1515                         higher_order_disable = true;
1516                         break;
1517                 default:
1518                         if (init)
1519                                 pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n", *str);
1520                 }
1521         }
1522 check_slabs:
1523         if (*str == ',')
1524                 *slabs = ++str;
1525         else
1526                 *slabs = NULL;
1527
1528         /* Skip over the slab list */
1529         while (*str && *str != ';')
1530                 str++;
1531
1532         /* Skip any completely empty blocks */
1533         while (*str && *str == ';')
1534                 str++;
1535
1536         if (init && higher_order_disable)
1537                 disable_higher_order_debug = 1;
1538
1539         if (*str)
1540                 return str;
1541         else
1542                 return NULL;
1543 }
1544
1545 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1546 {
1547         slab_flags_t flags;
1548         slab_flags_t global_flags;
1549         char *saved_str;
1550         char *slab_list;
1551         bool global_slub_debug_changed = false;
1552         bool slab_list_specified = false;
1553
1554         global_flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1555         if (*str++ != '=' || !*str)
1556                 /*
1557                  * No options specified. Switch on full debugging.
1558                  */
1559                 goto out;
1560
1561         saved_str = str;
1562         while (str) {
1563                 str = parse_slub_debug_flags(str, &flags, &slab_list, true);
1564
1565                 if (!slab_list) {
1566                         global_flags = flags;
1567                         global_slub_debug_changed = true;
1568                 } else {
1569                         slab_list_specified = true;
1570                         if (flags & SLAB_STORE_USER)
1571                                 stack_depot_want_early_init();
1572                 }
1573         }
1574
1575         /*
1576          * For backwards compatibility, a single list of flags with list of
1577          * slabs means debugging is only changed for those slabs, so the global
1578          * slub_debug should be unchanged (0 or DEBUG_DEFAULT_FLAGS, depending
1579          * on CONFIG_SLUB_DEBUG_ON). We can extended that to multiple lists as
1580          * long as there is no option specifying flags without a slab list.
1581          */
1582         if (slab_list_specified) {
1583                 if (!global_slub_debug_changed)
1584                         global_flags = slub_debug;
1585                 slub_debug_string = saved_str;
1586         }
1587 out:
1588         slub_debug = global_flags;
1589         if (slub_debug & SLAB_STORE_USER)
1590                 stack_depot_want_early_init();
1591         if (slub_debug != 0 || slub_debug_string)
1592                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
1593         else
1594                 static_branch_disable(&slub_debug_enabled);
1595         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1596              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1597             (slub_debug & SLAB_POISON))
1598                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1599         return 1;
1600 }
1601
1602 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1603
1604 /*
1605  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1606  * @object_size:        the size of an object without meta data
1607  * @flags:              flags to set
1608  * @name:               name of the cache
1609  *
1610  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1611  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1612  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1613  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1614  */
1615 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1616         slab_flags_t flags, const char *name)
1617 {
1618         char *iter;
1619         size_t len;
1620         char *next_block;
1621         slab_flags_t block_flags;
1622         slab_flags_t slub_debug_local = slub_debug;
1623
1624         if (flags & SLAB_NO_USER_FLAGS)
1625                 return flags;
1626
1627         /*
1628          * If the slab cache is for debugging (e.g. kmemleak) then
1629          * don't store user (stack trace) information by default,
1630          * but let the user enable it via the command line below.
1631          */
1632         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1633                 slub_debug_local &= ~SLAB_STORE_USER;
1634
1635         len = strlen(name);
1636         next_block = slub_debug_string;
1637         /* Go through all blocks of debug options, see if any matches our slab's name */
1638         while (next_block) {
1639                 next_block = parse_slub_debug_flags(next_block, &block_flags, &iter, false);
1640                 if (!iter)
1641                         continue;
1642                 /* Found a block that has a slab list, search it */
1643                 while (*iter) {
1644                         char *end, *glob;
1645                         size_t cmplen;
1646
1647                         end = strchrnul(iter, ',');
1648                         if (next_block && next_block < end)
1649                                 end = next_block - 1;
1650
1651                         glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1652                         if (glob)
1653                                 cmplen = glob - iter;
1654                         else
1655                                 cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1656
1657                         if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1658                                 flags |= block_flags;
1659                                 return flags;
1660                         }
1661
1662                         if (!*end || *end == ';')
1663                                 break;
1664                         iter = end + 1;
1665                 }
1666         }
1667
1668         return flags | slub_debug_local;
1669 }
1670 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1671 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, void *object) {}
1672 static inline
1673 void setup_slab_debug(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *addr) {}
1674
1675 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1676         struct slab *slab, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1677
1678 static inline int free_debug_processing(
1679         struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1680         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1681         unsigned long addr) { return 0; }
1682
1683 static inline void slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct slab *slab) {}
1684 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1685                         void *object, u8 val) { return 1; }
1686 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1687                                         struct slab *slab) {}
1688 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1689                                         struct slab *slab) {}
1690 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1691         slab_flags_t flags, const char *name)
1692 {
1693         return flags;
1694 }
1695 #define slub_debug 0
1696
1697 #define disable_higher_order_debug 0
1698
1699 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1700                                                         { return 0; }
1701 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1702                                                         { return 0; }
1703 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1704                                                         int objects) {}
1705 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1706                                                         int objects) {}
1707
1708 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1709                                void **freelist, void *nextfree)
1710 {
1711         return false;
1712 }
1713 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1714
1715 /*
1716  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1717  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1718  */
1719 static inline void *kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1720 {
1721         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1722         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1723         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1724         kmsan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1725         return ptr;
1726 }
1727
1728 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1729 {
1730         kmemleak_free(x);
1731         kasan_kfree_large(x);
1732         kmsan_kfree_large(x);
1733 }
1734
1735 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s,
1736                                                 void *x, bool init)
1737 {
1738         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1739         kmsan_slab_free(s, x);
1740
1741         debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1742
1743         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1744                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1745
1746         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
1747         if (!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1748                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
1749                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
1750
1751         /*
1752          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
1753          * kasan_slab_free and initialization memset's must be
1754          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
1755          *
1756          * The initialization memset's clear the object and the metadata,
1757          * but don't touch the SLAB redzone.
1758          */
1759         if (init) {
1760                 int rsize;
1761
1762                 if (!kasan_has_integrated_init())
1763                         memset(kasan_reset_tag(x), 0, s->object_size);
1764                 rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad : 0;
1765                 memset((char *)kasan_reset_tag(x) + s->inuse, 0,
1766                        s->size - s->inuse - rsize);
1767         }
1768         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse. */
1769         return kasan_slab_free(s, x, init);
1770 }
1771
1772 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1773                                            void **head, void **tail,
1774                                            int *cnt)
1775 {
1776
1777         void *object;
1778         void *next = *head;
1779         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1780
1781         if (is_kfence_address(next)) {
1782                 slab_free_hook(s, next, false);
1783                 return true;
1784         }
1785
1786         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1787         *head = NULL;
1788         *tail = NULL;
1789
1790         do {
1791                 object = next;
1792                 next = get_freepointer(s, object);
1793
1794                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1795                 if (!slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s))) {
1796                         /* Move object to the new freelist */
1797                         set_freepointer(s, object, *head);
1798                         *head = object;
1799                         if (!*tail)
1800                                 *tail = object;
1801                 } else {
1802                         /*
1803                          * Adjust the reconstructed freelist depth
1804                          * accordingly if object's reuse is delayed.
1805                          */
1806                         --(*cnt);
1807                 }
1808         } while (object != old_tail);
1809
1810         if (*head == *tail)
1811                 *tail = NULL;
1812
1813         return *head != NULL;
1814 }
1815
1816 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, void *object)
1817 {
1818         setup_object_debug(s, object);
1819         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
1820         if (unlikely(s->ctor)) {
1821                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1822                 s->ctor(object);
1823                 kasan_poison_object_data(s, object);
1824         }
1825         return object;
1826 }
1827
1828 /*
1829  * Slab allocation and freeing
1830  */
1831 static inline struct slab *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1832                 struct kmem_cache_order_objects oo)
1833 {
1834         struct folio *folio;
1835         struct slab *slab;
1836         unsigned int order = oo_order(oo);
1837
1838         if (node == NUMA_NO_NODE)
1839                 folio = (struct folio *)alloc_pages(flags, order);
1840         else
1841                 folio = (struct folio *)__alloc_pages_node(node, flags, order);
1842
1843         if (!folio)
1844                 return NULL;
1845
1846         slab = folio_slab(folio);
1847         __folio_set_slab(folio);
1848         if (page_is_pfmemalloc(folio_page(folio, 0)))
1849                 slab_set_pfmemalloc(slab);
1850
1851         return slab;
1852 }
1853
1854 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1855 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1856 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1857 {
1858         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1859         int err;
1860
1861         /* Bailout if already initialised */
1862         if (s->random_seq)
1863                 return 0;
1864
1865         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1866         if (err) {
1867                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1868                         s->name);
1869                 return err;
1870         }
1871
1872         /* Transform to an offset on the set of pages */
1873         if (s->random_seq) {
1874                 unsigned int i;
1875
1876                 for (i = 0; i < count; i++)
1877                         s->random_seq[i] *= s->size;
1878         }
1879         return 0;
1880 }
1881
1882 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1883 static void __init init_freelist_randomization(void)
1884 {
1885         struct kmem_cache *s;
1886
1887         mutex_lock(&slab_mutex);
1888
1889         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1890                 init_cache_random_seq(s);
1891
1892         mutex_unlock(&slab_mutex);
1893 }
1894
1895 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1896 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1897                                 unsigned long *pos, void *start,
1898                                 unsigned long page_limit,
1899                                 unsigned long freelist_count)
1900 {
1901         unsigned int idx;
1902
1903         /*
1904          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1905          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1906          */
1907         do {
1908                 idx = s->random_seq[*pos];
1909                 *pos += 1;
1910                 if (*pos >= freelist_count)
1911                         *pos = 0;
1912         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1913
1914         return (char *)start + idx;
1915 }
1916
1917 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1918 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1919 {
1920         void *start;
1921         void *cur;
1922         void *next;
1923         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1924
1925         if (slab->objects < 2 || !s->random_seq)
1926                 return false;
1927
1928         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1929         pos = get_random_int() % freelist_count;
1930
1931         page_limit = slab->objects * s->size;
1932         start = fixup_red_left(s, slab_address(slab));
1933
1934         /* First entry is used as the base of the freelist */
1935         cur = next_freelist_entry(s, slab, &pos, start, page_limit,
1936                                 freelist_count);
1937         cur = setup_object(s, cur);
1938         slab->freelist = cur;
1939
1940         for (idx = 1; idx < slab->objects; idx++) {
1941                 next = next_freelist_entry(s, slab, &pos, start, page_limit,
1942                         freelist_count);
1943                 next = setup_object(s, next);
1944                 set_freepointer(s, cur, next);
1945                 cur = next;
1946         }
1947         set_freepointer(s, cur, NULL);
1948
1949         return true;
1950 }
1951 #else
1952 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1953 {
1954         return 0;
1955 }
1956 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1957 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1958 {
1959         return false;
1960 }
1961 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1962
1963 static struct slab *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1964 {
1965         struct slab *slab;
1966         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1967         gfp_t alloc_gfp;
1968         void *start, *p, *next;
1969         int idx;
1970         bool shuffle;
1971
1972         flags &= gfp_allowed_mask;
1973
1974         flags |= s->allocflags;
1975
1976         /*
1977          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1978          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1979          */
1980         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1981         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1982                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~__GFP_RECLAIM;
1983
1984         slab = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1985         if (unlikely(!slab)) {
1986                 oo = s->min;
1987                 alloc_gfp = flags;
1988                 /*
1989                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1990                  * Try a lower order alloc if possible
1991                  */
1992                 slab = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1993                 if (unlikely(!slab))
1994                         goto out;
1995                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1996         }
1997
1998         slab->objects = oo_objects(oo);
1999
2000         account_slab(slab, oo_order(oo), s, flags);
2001
2002         slab->slab_cache = s;
2003
2004         kasan_poison_slab(slab);
2005
2006         start = slab_address(slab);
2007
2008         setup_slab_debug(s, slab, start);
2009
2010         shuffle = shuffle_freelist(s, slab);
2011
2012         if (!shuffle) {
2013                 start = fixup_red_left(s, start);
2014                 start = setup_object(s, start);
2015                 slab->freelist = start;
2016                 for (idx = 0, p = start; idx < slab->objects - 1; idx++) {
2017                         next = p + s->size;
2018                         next = setup_object(s, next);
2019                         set_freepointer(s, p, next);
2020                         p = next;
2021                 }
2022                 set_freepointer(s, p, NULL);
2023         }
2024
2025         slab->inuse = slab->objects;
2026         slab->frozen = 1;
2027
2028 out:
2029         if (!slab)
2030                 return NULL;
2031
2032         inc_slabs_node(s, slab_nid(slab), slab->objects);
2033
2034         return slab;
2035 }
2036
2037 static struct slab *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
2038 {
2039         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
2040                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
2041
2042         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2043
2044         return allocate_slab(s,
2045                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
2046 }
2047
2048 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2049 {
2050         struct folio *folio = slab_folio(slab);
2051         int order = folio_order(folio);
2052         int pages = 1 << order;
2053
2054         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
2055                 void *p;
2056
2057                 slab_pad_check(s, slab);
2058                 for_each_object(p, s, slab_address(slab), slab->objects)
2059                         check_object(s, slab, p, SLUB_RED_INACTIVE);
2060         }
2061
2062         __slab_clear_pfmemalloc(slab);
2063         __folio_clear_slab(folio);
2064         folio->mapping = NULL;
2065         if (current->reclaim_state)
2066                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
2067         unaccount_slab(slab, order, s);
2068         __free_pages(folio_page(folio, 0), order);
2069 }
2070
2071 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
2072 {
2073         struct slab *slab = container_of(h, struct slab, rcu_head);
2074
2075         __free_slab(slab->slab_cache, slab);
2076 }
2077
2078 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2079 {
2080         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
2081                 call_rcu(&slab->rcu_head, rcu_free_slab);
2082         } else
2083                 __free_slab(s, slab);
2084 }
2085
2086 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2087 {
2088         dec_slabs_node(s, slab_nid(slab), slab->objects);
2089         free_slab(s, slab);
2090 }
2091
2092 /*
2093  * Management of partially allocated slabs.
2094  */
2095 static inline void
2096 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab, int tail)
2097 {
2098         n->nr_partial++;
2099         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
2100                 list_add_tail(&slab->slab_list, &n->partial);
2101         else
2102                 list_add(&slab->slab_list, &n->partial);
2103 }
2104
2105 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
2106                                 struct slab *slab, int tail)
2107 {
2108         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2109         __add_partial(n, slab, tail);
2110 }
2111
2112 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
2113                                         struct slab *slab)
2114 {
2115         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2116         list_del(&slab->slab_list);
2117         n->nr_partial--;
2118 }
2119
2120 /*
2121  * Remove slab from the partial list, freeze it and
2122  * return the pointer to the freelist.
2123  *
2124  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
2125  */
2126 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
2127                 struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab,
2128                 int mode)
2129 {
2130         void *freelist;
2131         unsigned long counters;
2132         struct slab new;
2133
2134         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2135
2136         /*
2137          * Zap the freelist and set the frozen bit.
2138          * The old freelist is the list of objects for the
2139          * per cpu allocation list.
2140          */
2141         freelist = slab->freelist;
2142         counters = slab->counters;
2143         new.counters = counters;
2144         if (mode) {
2145                 new.inuse = slab->objects;
2146                 new.freelist = NULL;
2147         } else {
2148                 new.freelist = freelist;
2149         }
2150
2151         VM_BUG_ON(new.frozen);
2152         new.frozen = 1;
2153
2154         if (!__cmpxchg_double_slab(s, slab,
2155                         freelist, counters,
2156                         new.freelist, new.counters,
2157                         "acquire_slab"))
2158                 return NULL;
2159
2160         remove_partial(n, slab);
2161         WARN_ON(!freelist);
2162         return freelist;
2163 }
2164
2165 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2166 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, int drain);
2167 #else
2168 static inline void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2169                                    int drain) { }
2170 #endif
2171 static inline bool pfmemalloc_match(struct slab *slab, gfp_t gfpflags);
2172
2173 /*
2174  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
2175  */
2176 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
2177                               struct slab **ret_slab, gfp_t gfpflags)
2178 {
2179         struct slab *slab, *slab2;
2180         void *object = NULL;
2181         unsigned long flags;
2182         unsigned int partial_slabs = 0;
2183
2184         /*
2185          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
2186          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
2187          * partial slab and there is none available then get_partial()
2188          * will return NULL.
2189          */
2190         if (!n || !n->nr_partial)
2191                 return NULL;
2192
2193         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2194         list_for_each_entry_safe(slab, slab2, &n->partial, slab_list) {
2195                 void *t;
2196
2197                 if (!pfmemalloc_match(slab, gfpflags))
2198                         continue;
2199
2200                 t = acquire_slab(s, n, slab, object == NULL);
2201                 if (!t)
2202                         break;
2203
2204                 if (!object) {
2205                         *ret_slab = slab;
2206                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
2207                         object = t;
2208                 } else {
2209                         put_cpu_partial(s, slab, 0);
2210                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
2211                         partial_slabs++;
2212                 }
2213 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2214                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
2215                         || partial_slabs > s->cpu_partial_slabs / 2)
2216                         break;
2217 #else
2218                 break;
2219 #endif
2220
2221         }
2222         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2223         return object;
2224 }
2225
2226 /*
2227  * Get a slab from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2228  */
2229 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2230                              struct slab **ret_slab)
2231 {
2232 #ifdef CONFIG_NUMA
2233         struct zonelist *zonelist;
2234         struct zoneref *z;
2235         struct zone *zone;
2236         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(flags);
2237         void *object;
2238         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2239
2240         /*
2241          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2242          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2243          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2244          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2245          *
2246          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2247          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2248          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2249          * from other nodes and filled up.
2250          *
2251          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2252          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2253          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2254          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2255          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2256          * with available objects.
2257          */
2258         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2259                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2260                 return NULL;
2261
2262         do {
2263                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2264                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
2265                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2266                         struct kmem_cache_node *n;
2267
2268                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2269
2270                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
2271                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2272                                 object = get_partial_node(s, n, ret_slab, flags);
2273                                 if (object) {
2274                                         /*
2275                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2276                                          * here - if mems_allowed was updated in
2277                                          * parallel, that was a harmless race
2278                                          * between allocation and the cpuset
2279                                          * update
2280                                          */
2281                                         return object;
2282                                 }
2283                         }
2284                 }
2285         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2286 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2287         return NULL;
2288 }
2289
2290 /*
2291  * Get a partial slab, lock it and return it.
2292  */
2293 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
2294                          struct slab **ret_slab)
2295 {
2296         void *object;
2297         int searchnode = node;
2298
2299         if (node == NUMA_NO_NODE)
2300                 searchnode = numa_mem_id();
2301
2302         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), ret_slab, flags);
2303         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
2304                 return object;
2305
2306         return get_any_partial(s, flags, ret_slab);
2307 }
2308
2309 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2310 /*
2311  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2312  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2313  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2314  */
2315 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2316 #else
2317 /*
2318  * No preemption supported therefore also no need to check for
2319  * different cpus.
2320  */
2321 #define TID_STEP 1
2322 #endif
2323
2324 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2325 {
2326         return tid + TID_STEP;
2327 }
2328
2329 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2330 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2331 {
2332         return tid % TID_STEP;
2333 }
2334
2335 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2336 {
2337         return tid / TID_STEP;
2338 }
2339 #endif
2340
2341 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2342 {
2343         return cpu;
2344 }
2345
2346 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2347                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2348 {
2349 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2350         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2351
2352         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2353
2354 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2355         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2356                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2357                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2358         else
2359 #endif
2360         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2361                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2362                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2363         else
2364                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2365                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2366 #endif
2367         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2368 }
2369
2370 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2371 {
2372         int cpu;
2373         struct kmem_cache_cpu *c;
2374
2375         for_each_possible_cpu(cpu) {
2376                 c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2377                 local_lock_init(&c->lock);
2378                 c->tid = init_tid(cpu);
2379         }
2380 }
2381
2382 /*
2383  * Finishes removing the cpu slab. Merges cpu's freelist with slab's freelist,
2384  * unfreezes the slabs and puts it on the proper list.
2385  * Assumes the slab has been already safely taken away from kmem_cache_cpu
2386  * by the caller.
2387  */
2388 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2389                             void *freelist)
2390 {
2391         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE, M_FULL_NOLIST };
2392         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, slab_nid(slab));
2393         int free_delta = 0;
2394         enum slab_modes mode = M_NONE;
2395         void *nextfree, *freelist_iter, *freelist_tail;
2396         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2397         unsigned long flags = 0;
2398         struct slab new;
2399         struct slab old;
2400
2401         if (slab->freelist) {
2402                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2403                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2404         }
2405
2406         /*
2407          * Stage one: Count the objects on cpu's freelist as free_delta and
2408          * remember the last object in freelist_tail for later splicing.
2409          */
2410         freelist_tail = NULL;
2411         freelist_iter = freelist;
2412         while (freelist_iter) {
2413                 nextfree = get_freepointer(s, freelist_iter);
2414
2415                 /*
2416                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2417                  * 'freelist_iter' is already corrupted.  So isolate all objects
2418                  * starting at 'freelist_iter' by skipping them.
2419                  */
2420                 if (freelist_corrupted(s, slab, &freelist_iter, nextfree))
2421                         break;
2422
2423                 freelist_tail = freelist_iter;
2424                 free_delta++;
2425
2426                 freelist_iter = nextfree;
2427         }
2428
2429         /*
2430          * Stage two: Unfreeze the slab while splicing the per-cpu
2431          * freelist to the head of slab's freelist.
2432          *
2433          * Ensure that the slab is unfrozen while the list presence
2434          * reflects the actual number of objects during unfreeze.
2435          *
2436          * We first perform cmpxchg holding lock and insert to list
2437          * when it succeed. If there is mismatch then the slab is not
2438          * unfrozen and number of objects in the slab may have changed.
2439          * Then release lock and retry cmpxchg again.
2440          */
2441 redo:
2442
2443         old.freelist = READ_ONCE(slab->freelist);
2444         old.counters = READ_ONCE(slab->counters);
2445         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2446
2447         /* Determine target state of the slab */
2448         new.counters = old.counters;
2449         if (freelist_tail) {
2450                 new.inuse -= free_delta;
2451                 set_freepointer(s, freelist_tail, old.freelist);
2452                 new.freelist = freelist;
2453         } else
2454                 new.freelist = old.freelist;
2455
2456         new.frozen = 0;
2457
2458         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial) {
2459                 mode = M_FREE;
2460         } else if (new.freelist) {
2461                 mode = M_PARTIAL;
2462                 /*
2463                  * Taking the spinlock removes the possibility that
2464                  * acquire_slab() will see a slab that is frozen
2465                  */
2466                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2467         } else if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER)) {
2468                 mode = M_FULL;
2469                 /*
2470                  * This also ensures that the scanning of full
2471                  * slabs from diagnostic functions will not see
2472                  * any frozen slabs.
2473                  */
2474                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2475         } else {
2476                 mode = M_FULL_NOLIST;
2477         }
2478
2479
2480         if (!cmpxchg_double_slab(s, slab,
2481                                 old.freelist, old.counters,
2482                                 new.freelist, new.counters,
2483                                 "unfreezing slab")) {
2484                 if (mode == M_PARTIAL || mode == M_FULL)
2485                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2486                 goto redo;
2487         }
2488
2489
2490         if (mode == M_PARTIAL) {
2491                 add_partial(n, slab, tail);
2492                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2493                 stat(s, tail);
2494         } else if (mode == M_FREE) {
2495                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2496                 discard_slab(s, slab);
2497                 stat(s, FREE_SLAB);
2498         } else if (mode == M_FULL) {
2499                 add_full(s, n, slab);
2500                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2501                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2502         } else if (mode == M_FULL_NOLIST) {
2503                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2504         }
2505 }
2506
2507 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2508 static void __unfreeze_partials(struct kmem_cache *s, struct slab *partial_slab)
2509 {
2510         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2511         struct slab *slab, *slab_to_discard = NULL;
2512         unsigned long flags = 0;
2513
2514         while (partial_slab) {
2515                 struct slab new;
2516                 struct slab old;
2517
2518                 slab = partial_slab;
2519                 partial_slab = slab->next;
2520
2521                 n2 = get_node(s, slab_nid(slab));
2522                 if (n != n2) {
2523                         if (n)
2524                                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2525
2526                         n = n2;
2527                         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2528                 }
2529
2530                 do {
2531
2532                         old.freelist = slab->freelist;
2533                         old.counters = slab->counters;
2534                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2535
2536                         new.counters = old.counters;
2537                         new.freelist = old.freelist;
2538
2539                         new.frozen = 0;
2540
2541                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, slab,
2542                                 old.freelist, old.counters,
2543                                 new.freelist, new.counters,
2544                                 "unfreezing slab"));
2545
2546                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2547                         slab->next = slab_to_discard;
2548                         slab_to_discard = slab;
2549                 } else {
2550                         add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2551                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2552                 }
2553         }
2554
2555         if (n)
2556                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2557
2558         while (slab_to_discard) {
2559                 slab = slab_to_discard;
2560                 slab_to_discard = slab_to_discard->next;
2561
2562                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2563                 discard_slab(s, slab);
2564                 stat(s, FREE_SLAB);
2565         }
2566 }
2567
2568 /*
2569  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2570  */
2571 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s)
2572 {
2573         struct slab *partial_slab;
2574         unsigned long flags;
2575
2576         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
2577         partial_slab = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2578         this_cpu_write(s->cpu_slab->partial, NULL);
2579         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2580
2581         if (partial_slab)
2582                 __unfreeze_partials(s, partial_slab);
2583 }
2584
2585 static void unfreeze_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
2586                                   struct kmem_cache_cpu *c)
2587 {
2588         struct slab *partial_slab;
2589
2590         partial_slab = slub_percpu_partial(c);
2591         c->partial = NULL;
2592
2593         if (partial_slab)
2594                 __unfreeze_partials(s, partial_slab);
2595 }
2596
2597 /*
2598  * Put a slab that was just frozen (in __slab_free|get_partial_node) into a
2599  * partial slab slot if available.
2600  *
2601  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2602  * per node partial list.
2603  */
2604 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, int drain)
2605 {
2606         struct slab *oldslab;
2607         struct slab *slab_to_unfreeze = NULL;
2608         unsigned long flags;
2609         int slabs = 0;
2610
2611         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
2612
2613         oldslab = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2614
2615         if (oldslab) {
2616                 if (drain && oldslab->slabs >= s->cpu_partial_slabs) {
2617                         /*
2618                          * Partial array is full. Move the existing set to the
2619                          * per node partial list. Postpone the actual unfreezing
2620                          * outside of the critical section.
2621                          */
2622                         slab_to_unfreeze = oldslab;
2623                         oldslab = NULL;
2624                 } else {
2625                         slabs = oldslab->slabs;
2626                 }
2627         }
2628
2629         slabs++;
2630
2631         slab->slabs = slabs;
2632         slab->next = oldslab;
2633
2634         this_cpu_write(s->cpu_slab->partial, slab);
2635
2636         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2637
2638         if (slab_to_unfreeze) {
2639                 __unfreeze_partials(s, slab_to_unfreeze);
2640                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2641         }
2642 }
2643
2644 #else   /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2645
2646 static inline void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s) { }
2647 static inline void unfreeze_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
2648                                   struct kmem_cache_cpu *c) { }
2649
2650 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2651
2652 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2653 {
2654         unsigned long flags;
2655         struct slab *slab;
2656         void *freelist;
2657
2658         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
2659
2660         slab = c->slab;
2661         freelist = c->freelist;
2662
2663         c->slab = NULL;
2664         c->freelist = NULL;
2665         c->tid = next_tid(c->tid);
2666
2667         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2668
2669         if (slab) {
2670                 deactivate_slab(s, slab, freelist);
2671                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2672         }
2673 }
2674
2675 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2676 {
2677         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2678         void *freelist = c->freelist;
2679         struct slab *slab = c->slab;
2680
2681         c->slab = NULL;
2682         c->freelist = NULL;
2683         c->tid = next_tid(c->tid);
2684
2685         if (slab) {
2686                 deactivate_slab(s, slab, freelist);
2687                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2688         }
2689
2690         unfreeze_partials_cpu(s, c);
2691 }
2692
2693 struct slub_flush_work {
2694         struct work_struct work;
2695         struct kmem_cache *s;
2696         bool skip;
2697 };
2698
2699 /*
2700  * Flush cpu slab.
2701  *
2702  * Called from CPU work handler with migration disabled.
2703  */
2704 static void flush_cpu_slab(struct work_struct *w)
2705 {
2706         struct kmem_cache *s;
2707         struct kmem_cache_cpu *c;
2708         struct slub_flush_work *sfw;
2709
2710         sfw = container_of(w, struct slub_flush_work, work);
2711
2712         s = sfw->s;
2713         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2714
2715         if (c->slab)
2716                 flush_slab(s, c);
2717
2718         unfreeze_partials(s);
2719 }
2720
2721 static bool has_cpu_slab(int cpu, struct kmem_cache *s)
2722 {
2723         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2724
2725         return c->slab || slub_percpu_partial(c);
2726 }
2727
2728 static DEFINE_MUTEX(flush_lock);
2729 static DEFINE_PER_CPU(struct slub_flush_work, slub_flush);
2730
2731 static void flush_all_cpus_locked(struct kmem_cache *s)
2732 {
2733         struct slub_flush_work *sfw;
2734         unsigned int cpu;
2735
2736         lockdep_assert_cpus_held();
2737         mutex_lock(&flush_lock);
2738
2739         for_each_online_cpu(cpu) {
2740                 sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
2741                 if (!has_cpu_slab(cpu, s)) {
2742                         sfw->skip = true;
2743                         continue;
2744                 }
2745                 INIT_WORK(&sfw->work, flush_cpu_slab);
2746                 sfw->skip = false;
2747                 sfw->s = s;
2748                 schedule_work_on(cpu, &sfw->work);
2749         }
2750
2751         for_each_online_cpu(cpu) {
2752                 sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
2753                 if (sfw->skip)
2754                         continue;
2755                 flush_work(&sfw->work);
2756         }
2757
2758         mutex_unlock(&flush_lock);
2759 }
2760
2761 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2762 {
2763         cpus_read_lock();
2764         flush_all_cpus_locked(s);
2765         cpus_read_unlock();
2766 }
2767
2768 /*
2769  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2770  * necessary.
2771  */
2772 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2773 {
2774         struct kmem_cache *s;
2775
2776         mutex_lock(&slab_mutex);
2777         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2778                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2779         mutex_unlock(&slab_mutex);
2780         return 0;
2781 }
2782
2783 /*
2784  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2785  * locality expectations.
2786  */
2787 static inline int node_match(struct slab *slab, int node)
2788 {
2789 #ifdef CONFIG_NUMA
2790         if (node != NUMA_NO_NODE && slab_nid(slab) != node)
2791                 return 0;
2792 #endif
2793         return 1;
2794 }
2795
2796 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2797 static int count_free(struct slab *slab)
2798 {
2799         return slab->objects - slab->inuse;
2800 }
2801
2802 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2803 {
2804         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2805 }
2806 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2807
2808 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2809 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2810                                         int (*get_count)(struct slab *))
2811 {
2812         unsigned long flags;
2813         unsigned long x = 0;
2814         struct slab *slab;
2815
2816         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2817         list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
2818                 x += get_count(slab);
2819         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2820         return x;
2821 }
2822 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2823
2824 static noinline void
2825 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2826 {
2827 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2828         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2829                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2830         int node;
2831         struct kmem_cache_node *n;
2832
2833         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2834                 return;
2835
2836         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2837                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2838         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2839                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2840                 oo_order(s->min));
2841
2842         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2843                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2844                         s->name);
2845
2846         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2847                 unsigned long nr_slabs;
2848                 unsigned long nr_objs;
2849                 unsigned long nr_free;
2850
2851                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2852                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2853                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2854
2855                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2856                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2857         }
2858 #endif
2859 }
2860
2861 static inline bool pfmemalloc_match(struct slab *slab, gfp_t gfpflags)
2862 {
2863         if (unlikely(slab_test_pfmemalloc(slab)))
2864                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2865
2866         return true;
2867 }
2868
2869 /*
2870  * Check the slab->freelist and either transfer the freelist to the
2871  * per cpu freelist or deactivate the slab.
2872  *
2873  * The slab is still frozen if the return value is not NULL.
2874  *
2875  * If this function returns NULL then the slab has been unfrozen.
2876  */
2877 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2878 {
2879         struct slab new;
2880         unsigned long counters;
2881         void *freelist;
2882
2883         lockdep_assert_held(this_cpu_ptr(&s->cpu_slab->lock));
2884
2885         do {
2886                 freelist = slab->freelist;
2887                 counters = slab->counters;
2888
2889                 new.counters = counters;
2890                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2891
2892                 new.inuse = slab->objects;
2893                 new.frozen = freelist != NULL;
2894
2895         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, slab,
2896                 freelist, counters,
2897                 NULL, new.counters,
2898                 "get_freelist"));
2899
2900         return freelist;
2901 }
2902
2903 /*
2904  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2905  * debugging duties.
2906  *
2907  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2908  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2909  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2910  *
2911  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2912  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2913  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2914  *
2915  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2916  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2917  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2918  *
2919  * Version of __slab_alloc to use when we know that preemption is
2920  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2921  */
2922 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2923                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2924 {
2925         void *freelist;
2926         struct slab *slab;
2927         unsigned long flags;
2928
2929         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2930
2931 reread_slab:
2932
2933         slab = READ_ONCE(c->slab);
2934         if (!slab) {
2935                 /*
2936                  * if the node is not online or has no normal memory, just
2937                  * ignore the node constraint
2938                  */
2939                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
2940                              !node_isset(node, slab_nodes)))
2941                         node = NUMA_NO_NODE;
2942                 goto new_slab;
2943         }
2944 redo:
2945
2946         if (unlikely(!node_match(slab, node))) {
2947                 /*
2948                  * same as above but node_match() being false already
2949                  * implies node != NUMA_NO_NODE
2950                  */
2951                 if (!node_isset(node, slab_nodes)) {
2952                         node = NUMA_NO_NODE;
2953                 } else {
2954                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2955                         goto deactivate_slab;
2956                 }
2957         }
2958
2959         /*
2960          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2961          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2962          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2963          */
2964         if (unlikely(!pfmemalloc_match(slab, gfpflags)))
2965                 goto deactivate_slab;
2966
2967         /* must check again c->slab in case we got preempted and it changed */
2968         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
2969         if (unlikely(slab != c->slab)) {
2970                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2971                 goto reread_slab;
2972         }
2973         freelist = c->freelist;
2974         if (freelist)
2975                 goto load_freelist;
2976
2977         freelist = get_freelist(s, slab);
2978
2979         if (!freelist) {
2980                 c->slab = NULL;
2981                 c->tid = next_tid(c->tid);
2982                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2983                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2984                 goto new_slab;
2985         }
2986
2987         stat(s, ALLOC_REFILL);
2988
2989 load_freelist:
2990
2991         lockdep_assert_held(this_cpu_ptr(&s->cpu_slab->lock));
2992
2993         /*
2994          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2995          * slab is pointing to the slab from which the objects are obtained.
2996          * That slab must be frozen for per cpu allocations to work.
2997          */
2998         VM_BUG_ON(!c->slab->frozen);
2999         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
3000         c->tid = next_tid(c->tid);
3001         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3002         return freelist;
3003
3004 deactivate_slab:
3005
3006         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3007         if (slab != c->slab) {
3008                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3009                 goto reread_slab;
3010         }
3011         freelist = c->freelist;
3012         c->slab = NULL;
3013         c->freelist = NULL;
3014         c->tid = next_tid(c->tid);
3015         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3016         deactivate_slab(s, slab, freelist);
3017
3018 new_slab:
3019
3020         if (slub_percpu_partial(c)) {
3021                 local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3022                 if (unlikely(c->slab)) {
3023                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3024                         goto reread_slab;
3025                 }
3026                 if (unlikely(!slub_percpu_partial(c))) {
3027                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3028                         /* we were preempted and partial list got empty */
3029                         goto new_objects;
3030                 }
3031
3032                 slab = c->slab = slub_percpu_partial(c);
3033                 slub_set_percpu_partial(c, slab);
3034                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3035                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
3036                 goto redo;
3037         }
3038
3039 new_objects:
3040
3041         freelist = get_partial(s, gfpflags, node, &slab);
3042         if (freelist)
3043                 goto check_new_slab;
3044
3045         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3046         slab = new_slab(s, gfpflags, node);
3047         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3048
3049         if (unlikely(!slab)) {
3050                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
3051                 return NULL;
3052         }
3053
3054         /*
3055          * No other reference to the slab yet so we can
3056          * muck around with it freely without cmpxchg
3057          */
3058         freelist = slab->freelist;
3059         slab->freelist = NULL;
3060
3061         stat(s, ALLOC_SLAB);
3062
3063 check_new_slab:
3064
3065         if (kmem_cache_debug(s)) {
3066                 if (!alloc_debug_processing(s, slab, freelist, addr)) {
3067                         /* Slab failed checks. Next slab needed */
3068                         goto new_slab;
3069                 } else {
3070                         /*
3071                          * For debug case, we don't load freelist so that all
3072                          * allocations go through alloc_debug_processing()
3073                          */
3074                         goto return_single;
3075                 }
3076         }
3077
3078         if (unlikely(!pfmemalloc_match(slab, gfpflags)))
3079                 /*
3080                  * For !pfmemalloc_match() case we don't load freelist so that
3081                  * we don't make further mismatched allocations easier.
3082                  */
3083                 goto return_single;
3084
3085 retry_load_slab:
3086
3087         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3088         if (unlikely(c->slab)) {
3089                 void *flush_freelist = c->freelist;
3090                 struct slab *flush_slab = c->slab;
3091
3092                 c->slab = NULL;
3093                 c->freelist = NULL;
3094                 c->tid = next_tid(c->tid);
3095
3096                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3097
3098                 deactivate_slab(s, flush_slab, flush_freelist);
3099
3100                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3101
3102                 goto retry_load_slab;
3103         }
3104         c->slab = slab;
3105
3106         goto load_freelist;
3107
3108 return_single:
3109
3110         deactivate_slab(s, slab, get_freepointer(s, freelist));
3111         return freelist;
3112 }
3113
3114 /*
3115  * A wrapper for ___slab_alloc() for contexts where preemption is not yet
3116  * disabled. Compensates for possible cpu changes by refetching the per cpu area
3117  * pointer.
3118  */
3119 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
3120                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
3121 {
3122         void *p;
3123
3124 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3125         /*
3126          * We may have been preempted and rescheduled on a different
3127          * cpu before disabling preemption. Need to reload cpu area
3128          * pointer.
3129          */
3130         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3131 #endif
3132
3133         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
3134 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3135         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3136 #endif
3137         return p;
3138 }
3139
3140 /*
3141  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
3142  * zeroing out freelist pointer.
3143  */
3144 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
3145                                                    void *obj)
3146 {
3147         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj)
3148                 memset((void *)((char *)kasan_reset_tag(obj) + s->offset),
3149                         0, sizeof(void *));
3150 }
3151
3152 /*
3153  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
3154  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
3155  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
3156  *
3157  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
3158  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
3159  *
3160  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
3161  */
3162 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3163                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3164 {
3165         void *object;
3166         struct kmem_cache_cpu *c;
3167         struct slab *slab;
3168         unsigned long tid;
3169         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3170         bool init = false;
3171
3172         s = slab_pre_alloc_hook(s, lru, &objcg, 1, gfpflags);
3173         if (!s)
3174                 return NULL;
3175
3176         object = kfence_alloc(s, orig_size, gfpflags);
3177         if (unlikely(object))
3178                 goto out;
3179
3180 redo:
3181         /*
3182          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
3183          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
3184          * reading from one cpu area. That does not matter as long
3185          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
3186          *
3187          * We must guarantee that tid and kmem_cache_cpu are retrieved on the
3188          * same cpu. We read first the kmem_cache_cpu pointer and use it to read
3189          * the tid. If we are preempted and switched to another cpu between the
3190          * two reads, it's OK as the two are still associated with the same cpu
3191          * and cmpxchg later will validate the cpu.
3192          */
3193         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3194         tid = READ_ONCE(c->tid);
3195
3196         /*
3197          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
3198          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
3199          * on c to guarantee that object and slab associated with previous tid
3200          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
3201          * slab could be one associated with next tid and our alloc/free
3202          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
3203          */
3204         barrier();
3205
3206         /*
3207          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
3208          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
3209          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
3210          * linked list in between.
3211          */
3212
3213         object = c->freelist;
3214         slab = c->slab;
3215         /*
3216          * We cannot use the lockless fastpath on PREEMPT_RT because if a
3217          * slowpath has taken the local_lock_irqsave(), it is not protected
3218          * against a fast path operation in an irq handler. So we need to take
3219          * the slow path which uses local_lock. It is still relatively fast if
3220          * there is a suitable cpu freelist.
3221          */
3222         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT) ||
3223             unlikely(!object || !slab || !node_match(slab, node))) {
3224                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
3225         } else {
3226                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
3227
3228                 /*
3229                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
3230                  * operation and if we are on the right processor.
3231                  *
3232                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
3233                  * semantics!)
3234                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
3235                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
3236                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
3237                  *
3238                  * Since this is without lock semantics the protection is only
3239                  * against code executing on this cpu *not* from access by
3240                  * other cpus.
3241                  */
3242                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
3243                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
3244                                 object, tid,
3245                                 next_object, next_tid(tid)))) {
3246
3247                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
3248                         goto redo;
3249                 }
3250                 prefetch_freepointer(s, next_object);
3251                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
3252         }
3253
3254         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
3255         init = slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s);
3256
3257 out:
3258         slab_post_alloc_hook(s, objcg, gfpflags, 1, &object, init);
3259
3260         return object;
3261 }
3262
3263 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3264                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr, size_t orig_size)
3265 {
3266         return slab_alloc_node(s, lru, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr, orig_size);
3267 }
3268
3269 static __always_inline
3270 void *__kmem_cache_alloc_lru(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3271                              gfp_t gfpflags)
3272 {
3273         void *ret = slab_alloc(s, lru, gfpflags, _RET_IP_, s->object_size);
3274
3275         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, s->object_size,
3276                                 s->size, gfpflags);
3277
3278         return ret;
3279 }
3280
3281 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
3282 {
3283         return __kmem_cache_alloc_lru(s, NULL, gfpflags);
3284 }
3285 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3286
3287 void *kmem_cache_alloc_lru(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3288                            gfp_t gfpflags)
3289 {
3290         return __kmem_cache_alloc_lru(s, lru, gfpflags);
3291 }
3292 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_lru);
3293
3294 #ifdef CONFIG_TRACING
3295 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
3296 {
3297         void *ret = slab_alloc(s, NULL, gfpflags, _RET_IP_, size);
3298         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, s, size, s->size, gfpflags);
3299         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
3300         return ret;
3301 }
3302 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3303 #endif
3304
3305 #ifdef CONFIG_NUMA
3306 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
3307 {
3308         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, _RET_IP_, s->object_size);
3309
3310         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret, s,
3311                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
3312
3313         return ret;
3314 }
3315 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3316
3317 #ifdef CONFIG_TRACING
3318 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
3319                                     gfp_t gfpflags,
3320                                     int node, size_t size)
3321 {
3322         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, _RET_IP_, size);
3323
3324         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, s,
3325                            size, s->size, gfpflags, node);
3326
3327         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
3328         return ret;
3329 }
3330 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3331 #endif
3332 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3333
3334 /*
3335  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
3336  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
3337  *
3338  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
3339  * lock and free the item. If there is no additional partial slab
3340  * handling required then we can return immediately.
3341  */
3342 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
3343                         void *head, void *tail, int cnt,
3344                         unsigned long addr)
3345
3346 {
3347         void *prior;
3348         int was_frozen;
3349         struct slab new;
3350         unsigned long counters;
3351         struct kmem_cache_node *n = NULL;
3352         unsigned long flags;
3353
3354         stat(s, FREE_SLOWPATH);
3355
3356         if (kfence_free(head))
3357                 return;
3358
3359         if (kmem_cache_debug(s) &&
3360             !free_debug_processing(s, slab, head, tail, cnt, addr))
3361                 return;
3362
3363         do {
3364                 if (unlikely(n)) {
3365                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3366                         n = NULL;
3367                 }
3368                 prior = slab->freelist;
3369                 counters = slab->counters;
3370                 set_freepointer(s, tail, prior);
3371                 new.counters = counters;
3372                 was_frozen = new.frozen;
3373                 new.inuse -= cnt;
3374                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
3375
3376                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
3377
3378                                 /*
3379                                  * Slab was on no list before and will be
3380                                  * partially empty
3381                                  * We can defer the list move and instead
3382                                  * freeze it.
3383                                  */
3384                                 new.frozen = 1;
3385
3386                         } else { /* Needs to be taken off a list */
3387
3388                                 n = get_node(s, slab_nid(slab));
3389                                 /*
3390                                  * Speculatively acquire the list_lock.
3391                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
3392                                  * drop the list_lock without any processing.
3393                                  *
3394                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
3395                                  * other processors updating the list of slabs.
3396                                  */
3397                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3398
3399                         }
3400                 }
3401
3402         } while (!cmpxchg_double_slab(s, slab,
3403                 prior, counters,
3404                 head, new.counters,
3405                 "__slab_free"));
3406
3407         if (likely(!n)) {
3408
3409                 if (likely(was_frozen)) {
3410                         /*
3411                          * The list lock was not taken therefore no list
3412                          * activity can be necessary.
3413                          */
3414                         stat(s, FREE_FROZEN);
3415                 } else if (new.frozen) {
3416                         /*
3417                          * If we just froze the slab then put it onto the
3418                          * per cpu partial list.
3419                          */
3420                         put_cpu_partial(s, slab, 1);
3421                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
3422                 }
3423
3424                 return;
3425         }
3426
3427         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
3428                 goto slab_empty;
3429
3430         /*
3431          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
3432          * then add it.
3433          */
3434         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
3435                 remove_full(s, n, slab);
3436                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
3437                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
3438         }
3439         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3440         return;
3441
3442 slab_empty:
3443         if (prior) {
3444                 /*
3445                  * Slab on the partial list.
3446                  */
3447                 remove_partial(n, slab);
3448                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
3449         } else {
3450                 /* Slab must be on the full list */
3451                 remove_full(s, n, slab);
3452         }
3453
3454         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3455         stat(s, FREE_SLAB);
3456         discard_slab(s, slab);
3457 }
3458
3459 /*
3460  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
3461  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
3462  *
3463  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
3464  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
3465  * the item before.
3466  *
3467  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
3468  * with all sorts of special processing.
3469  *
3470  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
3471  * same slab) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
3472  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
3473  */
3474 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
3475                                 struct slab *slab, void *head, void *tail,
3476                                 int cnt, unsigned long addr)
3477 {
3478         void *tail_obj = tail ? : head;
3479         struct kmem_cache_cpu *c;
3480         unsigned long tid;
3481
3482 redo:
3483         /*
3484          * Determine the currently cpus per cpu slab.
3485          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
3486          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
3487          * during the cmpxchg then the free will succeed.
3488          */
3489         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3490         tid = READ_ONCE(c->tid);
3491
3492         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
3493         barrier();
3494
3495         if (likely(slab == c->slab)) {
3496 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
3497                 void **freelist = READ_ONCE(c->freelist);
3498
3499                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
3500
3501                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
3502                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
3503                                 freelist, tid,
3504                                 head, next_tid(tid)))) {
3505
3506                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
3507                         goto redo;
3508                 }
3509 #else /* CONFIG_PREEMPT_RT */
3510                 /*
3511                  * We cannot use the lockless fastpath on PREEMPT_RT because if
3512                  * a slowpath has taken the local_lock_irqsave(), it is not
3513                  * protected against a fast path operation in an irq handler. So
3514                  * we need to take the local_lock. We shouldn't simply defer to
3515                  * __slab_free() as that wouldn't use the cpu freelist at all.
3516                  */
3517                 void **freelist;
3518
3519                 local_lock(&s->cpu_slab->lock);
3520                 c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3521                 if (unlikely(slab != c->slab)) {
3522                         local_unlock(&s->cpu_slab->lock);
3523                         goto redo;
3524                 }
3525                 tid = c->tid;
3526                 freelist = c->freelist;
3527
3528                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
3529                 c->freelist = head;
3530                 c->tid = next_tid(tid);
3531
3532                 local_unlock(&s->cpu_slab->lock);
3533 #endif
3534                 stat(s, FREE_FASTPATH);
3535         } else
3536                 __slab_free(s, slab, head, tail_obj, cnt, addr);
3537
3538 }
3539
3540 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
3541                                       void *head, void *tail, void **p, int cnt,
3542                                       unsigned long addr)
3543 {
3544         memcg_slab_free_hook(s, slab, p, cnt);
3545         /*
3546          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
3547          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
3548          */
3549         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail, &cnt))
3550                 do_slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
3551 }
3552
3553 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
3554 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3555 {
3556         do_slab_free(cache, virt_to_slab(x), x, NULL, 1, addr);
3557 }
3558 #endif
3559
3560 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3561 {
3562         s = cache_from_obj(s, x);
3563         if (!s)
3564                 return;
3565         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x, s->name);
3566         slab_free(s, virt_to_slab(x), x, NULL, &x, 1, _RET_IP_);
3567 }
3568 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3569
3570 struct detached_freelist {
3571         struct slab *slab;
3572         void *tail;
3573         void *freelist;
3574         int cnt;
3575         struct kmem_cache *s;
3576 };
3577
3578 static inline void free_large_kmalloc(struct folio *folio, void *object)
3579 {
3580         unsigned int order = folio_order(folio);
3581
3582         if (WARN_ON_ONCE(order == 0))
3583                 pr_warn_once("object pointer: 0x%p\n", object);
3584
3585         kfree_hook(object);
3586         mod_lruvec_page_state(folio_page(folio, 0), NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3587                               -(PAGE_SIZE << order));
3588         __free_pages(folio_page(folio, 0), order);
3589 }
3590
3591 /*
3592  * This function progressively scans the array with free objects (with
3593  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3594  * slab.  It builds a detached freelist directly within the given
3595  * slab/objects.  This can happen without any need for
3596  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3597  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3598  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3599  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3600  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3601  * to performance reasons.
3602  */
3603 static inline
3604 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3605                             void **p, struct detached_freelist *df)
3606 {
3607         int lookahead = 3;
3608         void *object;
3609         struct folio *folio;
3610         size_t same;
3611
3612         object = p[--size];
3613         folio = virt_to_folio(object);
3614         if (!s) {
3615                 /* Handle kalloc'ed objects */
3616                 if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
3617                         free_large_kmalloc(folio, object);
3618                         df->slab = NULL;
3619                         return size;
3620                 }
3621                 /* Derive kmem_cache from object */
3622                 df->slab = folio_slab(folio);
3623                 df->s = df->slab->slab_cache;
3624         } else {
3625                 df->slab = folio_slab(folio);
3626                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3627         }
3628
3629         /* Start new detached freelist */
3630         df->tail = object;
3631         df->freelist = object;
3632         df->cnt = 1;
3633
3634         if (is_kfence_address(object))
3635                 return size;
3636
3637         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3638
3639         same = size;
3640         while (size) {
3641                 object = p[--size];
3642                 /* df->slab is always set at this point */
3643                 if (df->slab == virt_to_slab(object)) {
3644                         /* Opportunity build freelist */
3645                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3646                         df->freelist = object;
3647                         df->cnt++;
3648                         same--;
3649                         if (size != same)
3650                                 swap(p[size], p[same]);
3651                         continue;
3652                 }
3653
3654                 /* Limit look ahead search */
3655                 if (!--lookahead)
3656                         break;
3657         }
3658
3659         return same;
3660 }
3661
3662 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3663 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3664 {
3665         if (!size)
3666                 return;
3667
3668         do {
3669                 struct detached_freelist df;
3670
3671                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3672                 if (!df.slab)
3673                         continue;
3674
3675                 slab_free(df.s, df.slab, df.freelist, df.tail, &p[size], df.cnt,
3676                           _RET_IP_);
3677         } while (likely(size));
3678 }
3679 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3680
3681 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3682 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3683                           void **p)
3684 {
3685         struct kmem_cache_cpu *c;
3686         int i;
3687         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3688
3689         /* memcg and kmem_cache debug support */
3690         s = slab_pre_alloc_hook(s, NULL, &objcg, size, flags);
3691         if (unlikely(!s))
3692                 return false;
3693         /*
3694          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3695          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3696          * handlers invoking normal fastpath.
3697          */
3698         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3699         local_lock_irq(&s->cpu_slab->lock);
3700
3701         for (i = 0; i < size; i++) {
3702                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
3703
3704                 if (unlikely(object)) {
3705                         p[i] = object;
3706                         continue;
3707                 }
3708
3709                 object = c->freelist;
3710                 if (unlikely(!object)) {
3711                         /*
3712                          * We may have removed an object from c->freelist using
3713                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
3714                          * c->tid has not been bumped yet.
3715                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
3716                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
3717                          */
3718                         c->tid = next_tid(c->tid);
3719
3720                         local_unlock_irq(&s->cpu_slab->lock);
3721
3722                         /*
3723                          * Invoking slow path likely have side-effect
3724                          * of re-populating per CPU c->freelist
3725                          */
3726                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3727                                             _RET_IP_, c);
3728                         if (unlikely(!p[i]))
3729                                 goto error;
3730
3731                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3732                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3733
3734                         local_lock_irq(&s->cpu_slab->lock);
3735
3736                         continue; /* goto for-loop */
3737                 }
3738                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3739                 p[i] = object;
3740                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3741         }
3742         c->tid = next_tid(c->tid);
3743         local_unlock_irq(&s->cpu_slab->lock);
3744         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3745
3746         /*
3747          * memcg and kmem_cache debug support and memory initialization.
3748          * Done outside of the IRQ disabled fastpath loop.
3749          */
3750         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p,
3751                                 slab_want_init_on_alloc(flags, s));
3752         return i;
3753 error:
3754         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3755         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, i, p, false);
3756         kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3757         return 0;
3758 }
3759 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3760
3761
3762 /*
3763  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3764  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3765  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3766  * another.
3767  *
3768  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3769  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3770  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3771  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3772  * locking overhead.
3773  */
3774
3775 /*
3776  * Minimum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3777  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3778  * and increases the number of allocations possible without having to
3779  * take the list_lock.
3780  */
3781 static unsigned int slub_min_order;
3782 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3783 static unsigned int slub_min_objects;
3784
3785 /*
3786  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3787  *
3788  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3789  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3790  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3791  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3792  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3793  * would be wasted.
3794  *
3795  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3796  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3797  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3798  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3799  *
3800  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3801  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3802  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3803  * of space in favor of a small page order.
3804  *
3805  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3806  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3807  * requested a higher minimum order then we start with that one instead of
3808  * the smallest order which will fit the object.
3809  */
3810 static inline unsigned int calc_slab_order(unsigned int size,
3811                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3812                 unsigned int fract_leftover)
3813 {
3814         unsigned int min_order = slub_min_order;
3815         unsigned int order;
3816
3817         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3818                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3819
3820         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3821                         order <= max_order; order++) {
3822
3823                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3824                 unsigned int rem;
3825
3826                 rem = slab_size % size;
3827
3828                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3829                         break;
3830         }
3831
3832         return order;
3833 }
3834
3835 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3836 {
3837         unsigned int order;
3838         unsigned int min_objects;
3839         unsigned int max_objects;
3840         unsigned int nr_cpus;
3841
3842         /*
3843          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3844          * works by first attempting to generate a layout with
3845          * the best configuration and backing off gradually.
3846          *
3847          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3848          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3849          */
3850         min_objects = slub_min_objects;
3851         if (!min_objects) {
3852                 /*
3853                  * Some architectures will only update present cpus when
3854                  * onlining them, so don't trust the number if it's just 1. But
3855                  * we also don't want to use nr_cpu_ids always, as on some other
3856                  * architectures, there can be many possible cpus, but never
3857                  * onlined. Here we compromise between trying to avoid too high
3858                  * order on systems that appear larger than they are, and too
3859                  * low order on systems that appear smaller than they are.
3860                  */
3861                 nr_cpus = num_present_cpus();
3862                 if (nr_cpus <= 1)
3863                         nr_cpus = nr_cpu_ids;
3864                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpus) + 1);
3865         }
3866         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3867         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3868
3869         while (min_objects > 1) {
3870                 unsigned int fraction;
3871
3872                 fraction = 16;
3873                 while (fraction >= 4) {
3874                         order = calc_slab_order(size, min_objects,
3875                                         slub_max_order, fraction);
3876                         if (order <= slub_max_order)
3877                                 return order;
3878                         fraction /= 2;
3879                 }
3880                 min_objects--;
3881         }
3882
3883         /*
3884          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3885          * lets see if we can place a single object there.
3886          */
3887         order = calc_slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3888         if (order <= slub_max_order)
3889                 return order;
3890
3891         /*
3892          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3893          */
3894         order = calc_slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3895         if (order < MAX_ORDER)
3896                 return order;
3897         return -ENOSYS;
3898 }
3899
3900 static void
3901 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3902 {
3903         n->nr_partial = 0;
3904         spin_lock_init(&n->list_lock);
3905         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3906 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3907         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3908         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3909         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3910 #endif
3911 }
3912
3913 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3914 {
3915         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3916                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3917
3918         /*
3919          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3920          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3921          */
3922         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3923                                      2 * sizeof(void *));
3924
3925         if (!s->cpu_slab)
3926                 return 0;
3927
3928         init_kmem_cache_cpus(s);
3929
3930         return 1;
3931 }
3932
3933 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3934
3935 /*
3936  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3937  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3938  * possible.
3939  *
3940  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3941  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3942  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3943  */
3944 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3945 {
3946         struct slab *slab;
3947         struct kmem_cache_node *n;
3948
3949         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3950
3951         slab = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3952
3953         BUG_ON(!slab);
3954         if (slab_nid(slab) != node) {
3955                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3956                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3957         }
3958
3959         n = slab->freelist;
3960         BUG_ON(!n);
3961 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3962         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3963         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3964 #endif
3965         n = kasan_slab_alloc(kmem_cache_node, n, GFP_KERNEL, false);
3966         slab->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3967         slab->inuse = 1;
3968         slab->frozen = 0;
3969         kmem_cache_node->node[node] = n;
3970         init_kmem_cache_node(n);
3971         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, slab->objects);
3972
3973         /*
3974          * No locks need to be taken here as it has just been
3975          * initialized and there is no concurrent access.
3976          */
3977         __add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3978 }
3979
3980 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3981 {
3982         int node;
3983         struct kmem_cache_node *n;
3984
3985         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3986                 s->node[node] = NULL;
3987                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3988         }
3989 }
3990
3991 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3992 {
3993         cache_random_seq_destroy(s);
3994         free_percpu(s->cpu_slab);
3995         free_kmem_cache_nodes(s);
3996 }
3997
3998 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3999 {
4000         int node;
4001
4002         for_each_node_mask(node, slab_nodes) {
4003                 struct kmem_cache_node *n;
4004
4005                 if (slab_state == DOWN) {
4006                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
4007                         continue;
4008                 }
4009                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
4010                                                 GFP_KERNEL, node);
4011
4012                 if (!n) {
4013                         free_kmem_cache_nodes(s);
4014                         return 0;
4015                 }
4016
4017                 init_kmem_cache_node(n);
4018                 s->node[node] = n;
4019         }
4020         return 1;
4021 }
4022
4023 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
4024 {
4025 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
4026         unsigned int nr_objects;
4027
4028         /*
4029          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
4030          * per cpu partial lists of a processor.
4031          *
4032          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
4033          * object freed. If they are used for allocation then they can be
4034          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
4035          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
4036          *
4037          * For backwards compatibility reasons, this is determined as number
4038          * of objects, even though we now limit maximum number of pages, see
4039          * slub_set_cpu_partial()
4040          */
4041         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4042                 nr_objects = 0;
4043         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
4044                 nr_objects = 6;
4045         else if (s->size >= 1024)
4046                 nr_objects = 24;
4047         else if (s->size >= 256)
4048                 nr_objects = 52;
4049         else
4050                 nr_objects = 120;
4051
4052         slub_set_cpu_partial(s, nr_objects);
4053 #endif
4054 }
4055
4056 /*
4057  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
4058  * a slab object.
4059  */
4060 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
4061 {
4062         slab_flags_t flags = s->flags;
4063         unsigned int size = s->object_size;
4064         unsigned int order;
4065
4066         /*
4067          * Round up object size to the next word boundary. We can only
4068          * place the free pointer at word boundaries and this determines
4069          * the possible location of the free pointer.
4070          */
4071         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
4072
4073 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4074         /*
4075          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
4076          * the slab may touch the object after free or before allocation
4077          * then we should never poison the object itself.
4078          */
4079         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
4080                         !s->ctor)
4081                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
4082         else
4083                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
4084
4085
4086         /*
4087          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
4088          * end of the object and the free pointer. If not then add an
4089          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
4090          */
4091         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
4092                 size += sizeof(void *);
4093 #endif
4094
4095         /*
4096          * With that we have determined the number of bytes in actual use
4097          * by the object and redzoning.
4098          */
4099         s->inuse = size;
4100
4101         if ((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
4102             ((flags & SLAB_RED_ZONE) && s->object_size < sizeof(void *)) ||
4103             s->ctor) {
4104                 /*
4105                  * Relocate free pointer after the object if it is not
4106                  * permitted to overwrite the first word of the object on
4107                  * kmem_cache_free.
4108                  *
4109                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
4110                  * destructor, are poisoning the objects, or are
4111                  * redzoning an object smaller than sizeof(void *).
4112                  *
4113                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
4114                  * pointer is outside of the object is used in the
4115                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
4116                  * longer true, the function needs to be modified.
4117                  */
4118                 s->offset = size;
4119                 size += sizeof(void *);
4120         } else {
4121                 /*
4122                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
4123                  * it away from the edges of the object to avoid small
4124                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
4125                  */
4126                 s->offset = ALIGN_DOWN(s->object_size / 2, sizeof(void *));
4127         }
4128
4129 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4130         if (flags & SLAB_STORE_USER)
4131                 /*
4132                  * Need to store information about allocs and frees after
4133                  * the object.
4134                  */
4135                 size += 2 * sizeof(struct track);
4136 #endif
4137
4138         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
4139 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4140         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
4141                 /*
4142                  * Add some empty padding so that we can catch
4143                  * overwrites from earlier objects rather than let
4144                  * tracking information or the free pointer be
4145                  * corrupted if a user writes before the start
4146                  * of the object.
4147                  */
4148                 size += sizeof(void *);
4149
4150                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
4151                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
4152                 size += s->red_left_pad;
4153         }
4154 #endif
4155
4156         /*
4157          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
4158          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
4159          * each object to conform to the alignment.
4160          */
4161         size = ALIGN(size, s->align);
4162         s->size = size;
4163         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
4164         order = calculate_order(size);
4165
4166         if ((int)order < 0)
4167                 return 0;
4168
4169         s->allocflags = 0;
4170         if (order)
4171                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
4172
4173         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4174                 s->allocflags |= GFP_DMA;
4175
4176         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
4177                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
4178
4179         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4180                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
4181
4182         /*
4183          * Determine the number of objects per slab
4184          */
4185         s->oo = oo_make(order, size);
4186         s->min = oo_make(get_order(size), size);
4187
4188         return !!oo_objects(s->oo);
4189 }
4190
4191 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4192 {
4193         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name);
4194 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
4195         s->random = get_random_long();
4196 #endif
4197
4198         if (!calculate_sizes(s))
4199                 goto error;
4200         if (disable_higher_order_debug) {
4201                 /*
4202                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
4203                  * order increased.
4204                  */
4205                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
4206                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
4207                         s->offset = 0;
4208                         if (!calculate_sizes(s))
4209                                 goto error;
4210                 }
4211         }
4212
4213 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
4214     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
4215         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
4216                 /* Enable fast mode */
4217                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
4218 #endif
4219
4220         /*
4221          * The larger the object size is, the more slabs we want on the partial
4222          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
4223          */
4224         s->min_partial = min_t(unsigned long, MAX_PARTIAL, ilog2(s->size) / 2);
4225         s->min_partial = max_t(unsigned long, MIN_PARTIAL, s->min_partial);
4226
4227         set_cpu_partial(s);
4228
4229 #ifdef CONFIG_NUMA
4230         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
4231 #endif
4232
4233         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
4234         if (slab_state >= UP) {
4235                 if (init_cache_random_seq(s))
4236                         goto error;
4237         }
4238
4239         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
4240                 goto error;
4241
4242         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
4243                 return 0;
4244
4245 error:
4246         __kmem_cache_release(s);
4247         return -EINVAL;
4248 }
4249
4250 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
4251                               const char *text)
4252 {
4253 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4254         void *addr = slab_address(slab);
4255         unsigned long flags;
4256         unsigned long *map;
4257         void *p;
4258
4259         slab_err(s, slab, text, s->name);
4260         slab_lock(slab, &flags);
4261
4262         map = get_map(s, slab);
4263         for_each_object(p, s, addr, slab->objects) {
4264
4265                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map)) {
4266                         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
4267                         print_tracking(s, p);
4268                 }
4269         }
4270         put_map(map);
4271         slab_unlock(slab, &flags);
4272 #endif
4273 }
4274
4275 /*
4276  * Attempt to free all partial slabs on a node.
4277  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
4278  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
4279  */
4280 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
4281 {
4282         LIST_HEAD(discard);
4283         struct slab *slab, *h;
4284
4285         BUG_ON(irqs_disabled());
4286         spin_lock_irq(&n->list_lock);
4287         list_for_each_entry_safe(slab, h, &n->partial, slab_list) {
4288                 if (!slab->inuse) {
4289                         remove_partial(n, slab);
4290                         list_add(&slab->slab_list, &discard);
4291                 } else {
4292                         list_slab_objects(s, slab,
4293                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
4294                 }
4295         }
4296         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4297
4298         list_for_each_entry_safe(slab, h, &discard, slab_list)
4299                 discard_slab(s, slab);
4300 }
4301
4302 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
4303 {
4304         int node;
4305         struct kmem_cache_node *n;
4306
4307         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4308                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
4309                         return false;
4310         return true;
4311 }
4312
4313 /*
4314  * Release all resources used by a slab cache.
4315  */
4316 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
4317 {
4318         int node;
4319         struct kmem_cache_node *n;
4320
4321         flush_all_cpus_locked(s);
4322         /* Attempt to free all objects */
4323         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4324                 free_partial(s, n);
4325                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
4326                         return 1;
4327         }
4328         return 0;
4329 }
4330
4331 #ifdef CONFIG_PRINTK
4332 void __kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct slab *slab)
4333 {
4334         void *base;
4335         int __maybe_unused i;
4336         unsigned int objnr;
4337         void *objp;
4338         void *objp0;
4339         struct kmem_cache *s = slab->slab_cache;
4340         struct track __maybe_unused *trackp;
4341
4342         kpp->kp_ptr = object;
4343         kpp->kp_slab = slab;
4344         kpp->kp_slab_cache = s;
4345         base = slab_address(slab);
4346         objp0 = kasan_reset_tag(object);
4347 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4348         objp = restore_red_left(s, objp0);
4349 #else
4350         objp = objp0;
4351 #endif
4352         objnr = obj_to_index(s, slab, objp);
4353         kpp->kp_data_offset = (unsigned long)((char *)objp0 - (char *)objp);
4354         objp = base + s->size * objnr;
4355         kpp->kp_objp = objp;
4356         if (WARN_ON_ONCE(objp < base || objp >= base + slab->objects * s->size
4357                          || (objp - base) % s->size) ||
4358             !(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4359                 return;
4360 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4361         objp = fixup_red_left(s, objp);
4362         trackp = get_track(s, objp, TRACK_ALLOC);
4363         kpp->kp_ret = (void *)trackp->addr;
4364 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
4365         {
4366                 depot_stack_handle_t handle;
4367                 unsigned long *entries;
4368                 unsigned int nr_entries;
4369
4370                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
4371                 if (handle) {
4372                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
4373                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
4374                                 kpp->kp_stack[i] = (void *)entries[i];
4375                 }
4376
4377                 trackp = get_track(s, objp, TRACK_FREE);
4378                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
4379                 if (handle) {
4380                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
4381                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
4382                                 kpp->kp_free_stack[i] = (void *)entries[i];
4383                 }
4384         }
4385 #endif
4386 #endif
4387 }
4388 #endif
4389
4390 /********************************************************************
4391  *              Kmalloc subsystem
4392  *******************************************************************/
4393
4394 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
4395 {
4396         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
4397
4398         return 1;
4399 }
4400
4401 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
4402
4403 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
4404 {
4405         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
4406         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
4407
4408         return 1;
4409 }
4410
4411 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
4412
4413 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
4414 {
4415         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
4416
4417         return 1;
4418 }
4419
4420 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
4421
4422 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
4423 {
4424         struct kmem_cache *s;
4425         void *ret;
4426
4427         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4428                 return kmalloc_large(size, flags);
4429
4430         s = kmalloc_slab(size, flags);
4431
4432         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4433                 return s;
4434
4435         ret = slab_alloc(s, NULL, flags, _RET_IP_, size);
4436
4437         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, s, size, s->size, flags);
4438
4439         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4440
4441         return ret;
4442 }
4443 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
4444
4445 #ifdef CONFIG_NUMA
4446 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4447 {
4448         struct page *page;
4449         void *ptr = NULL;
4450         unsigned int order = get_order(size);
4451
4452         flags |= __GFP_COMP;
4453         page = alloc_pages_node(node, flags, order);
4454         if (page) {
4455                 ptr = page_address(page);
4456                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4457                                       PAGE_SIZE << order);
4458         }
4459
4460         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
4461 }
4462
4463 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4464 {
4465         struct kmem_cache *s;
4466         void *ret;
4467
4468         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4469                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
4470
4471                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, NULL,
4472                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4473                                    flags, node);
4474
4475                 return ret;
4476         }
4477
4478         s = kmalloc_slab(size, flags);
4479
4480         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4481                 return s;
4482
4483         ret = slab_alloc_node(s, NULL, flags, node, _RET_IP_, size);
4484
4485         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, s, size, s->size, flags, node);
4486
4487         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4488
4489         return ret;
4490 }
4491 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
4492 #endif  /* CONFIG_NUMA */
4493
4494 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
4495 /*
4496  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
4497  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
4498  * cache's usercopy region.
4499  *
4500  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4501  * to indicate an error.
4502  */
4503 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n,
4504                          const struct slab *slab, bool to_user)
4505 {
4506         struct kmem_cache *s;
4507         unsigned int offset;
4508         bool is_kfence = is_kfence_address(ptr);
4509
4510         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
4511
4512         /* Find object and usable object size. */
4513         s = slab->slab_cache;
4514
4515         /* Reject impossible pointers. */
4516         if (ptr < slab_address(slab))
4517                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
4518                                to_user, 0, n);
4519
4520         /* Find offset within object. */
4521         if (is_kfence)
4522                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
4523         else
4524                 offset = (ptr - slab_address(slab)) % s->size;
4525
4526         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
4527         if (!is_kfence && kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
4528                 if (offset < s->red_left_pad)
4529                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
4530                                        s->name, to_user, offset, n);
4531                 offset -= s->red_left_pad;
4532         }
4533
4534         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
4535         if (offset >= s->useroffset &&
4536             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
4537             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
4538                 return;
4539
4540         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4541 }
4542 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4543
4544 size_t __ksize(const void *object)
4545 {
4546         struct folio *folio;
4547
4548         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
4549                 return 0;
4550
4551         folio = virt_to_folio(object);
4552
4553         if (unlikely(!folio_test_slab(folio)))
4554                 return folio_size(folio);
4555
4556         return slab_ksize(folio_slab(folio)->slab_cache);
4557 }
4558 EXPORT_SYMBOL(__ksize);
4559
4560 void kfree(const void *x)
4561 {
4562         struct folio *folio;
4563         struct slab *slab;
4564         void *object = (void *)x;
4565
4566         trace_kfree(_RET_IP_, x);
4567
4568         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
4569                 return;
4570
4571         folio = virt_to_folio(x);
4572         if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
4573                 free_large_kmalloc(folio, object);
4574                 return;
4575         }
4576         slab = folio_slab(folio);
4577         slab_free(slab->slab_cache, slab, object, NULL, &object, 1, _RET_IP_);
4578 }
4579 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4580
4581 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
4582
4583 /*
4584  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
4585  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
4586  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
4587  *
4588  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
4589  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
4590  * are freed in them.
4591  */
4592 static int __kmem_cache_do_shrink(struct kmem_cache *s)
4593 {
4594         int node;
4595         int i;
4596         struct kmem_cache_node *n;
4597         struct slab *slab;
4598         struct slab *t;
4599         struct list_head discard;
4600         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
4601         unsigned long flags;
4602         int ret = 0;
4603
4604         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4605                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
4606                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
4607                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
4608
4609                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4610
4611                 /*
4612                  * Build lists of slabs to discard or promote.
4613                  *
4614                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
4615                  * list_lock. slab->inuse here is the upper limit.
4616                  */
4617                 list_for_each_entry_safe(slab, t, &n->partial, slab_list) {
4618                         int free = slab->objects - slab->inuse;
4619
4620                         /* Do not reread slab->inuse */
4621                         barrier();
4622
4623                         /* We do not keep full slabs on the list */
4624                         BUG_ON(free <= 0);
4625
4626                         if (free == slab->objects) {
4627                                 list_move(&slab->slab_list, &discard);
4628                                 n->nr_partial--;
4629                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4630                                 list_move(&slab->slab_list, promote + free - 1);
4631                 }
4632
4633                 /*
4634                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4635                  * partial list.
4636                  */
4637                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4638                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4639
4640                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4641
4642                 /* Release empty slabs */
4643                 list_for_each_entry_safe(slab, t, &discard, slab_list)
4644                         discard_slab(s, slab);
4645
4646                 if (slabs_node(s, node))
4647                         ret = 1;
4648         }
4649
4650         return ret;
4651 }
4652
4653 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
4654 {
4655         flush_all(s);
4656         return __kmem_cache_do_shrink(s);
4657 }
4658
4659 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4660 {
4661         struct kmem_cache *s;
4662
4663         mutex_lock(&slab_mutex);
4664         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4665                 flush_all_cpus_locked(s);
4666                 __kmem_cache_do_shrink(s);
4667         }
4668         mutex_unlock(&slab_mutex);
4669
4670         return 0;
4671 }
4672
4673 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4674 {
4675         struct memory_notify *marg = arg;
4676         int offline_node;
4677
4678         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4679
4680         /*
4681          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4682          * for it yet.
4683          */
4684         if (offline_node < 0)
4685                 return;
4686
4687         mutex_lock(&slab_mutex);
4688         node_clear(offline_node, slab_nodes);
4689         /*
4690          * We no longer free kmem_cache_node structures here, as it would be
4691          * racy with all get_node() users, and infeasible to protect them with
4692          * slab_mutex.
4693          */
4694         mutex_unlock(&slab_mutex);
4695 }
4696
4697 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4698 {
4699         struct kmem_cache_node *n;
4700         struct kmem_cache *s;
4701         struct memory_notify *marg = arg;
4702         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4703         int ret = 0;
4704
4705         /*
4706          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4707          * already created. Nothing to do.
4708          */
4709         if (nid < 0)
4710                 return 0;
4711
4712         /*
4713          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4714          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4715          * online.
4716          */
4717         mutex_lock(&slab_mutex);
4718         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4719                 /*
4720                  * The structure may already exist if the node was previously
4721                  * onlined and offlined.
4722                  */
4723                 if (get_node(s, nid))
4724                         continue;
4725                 /*
4726                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4727                  *      since memory is not yet available from the node that
4728                  *      is brought up.
4729                  */
4730                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4731                 if (!n) {
4732                         ret = -ENOMEM;
4733                         goto out;
4734                 }
4735                 init_kmem_cache_node(n);
4736                 s->node[nid] = n;
4737         }
4738         /*
4739          * Any cache created after this point will also have kmem_cache_node
4740          * initialized for the new node.
4741          */
4742         node_set(nid, slab_nodes);
4743 out:
4744         mutex_unlock(&slab_mutex);
4745         return ret;
4746 }
4747
4748 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4749                                 unsigned long action, void *arg)
4750 {
4751         int ret = 0;
4752
4753         switch (action) {
4754         case MEM_GOING_ONLINE:
4755                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4756                 break;
4757         case MEM_GOING_OFFLINE:
4758                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4759                 break;
4760         case MEM_OFFLINE:
4761         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4762                 slab_mem_offline_callback(arg);
4763                 break;
4764         case MEM_ONLINE:
4765         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4766                 break;
4767         }
4768         if (ret)
4769                 ret = notifier_from_errno(ret);
4770         else
4771                 ret = NOTIFY_OK;
4772         return ret;
4773 }
4774
4775 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4776         .notifier_call = slab_memory_callback,
4777         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4778 };
4779
4780 /********************************************************************
4781  *                      Basic setup of slabs
4782  *******************************************************************/
4783
4784 /*
4785  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4786  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4787  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4788  */
4789
4790 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4791 {
4792         int node;
4793         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4794         struct kmem_cache_node *n;
4795
4796         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4797
4798         /*
4799          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4800          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4801          * IPIs around.
4802          */
4803         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4804         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4805                 struct slab *p;
4806
4807                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
4808                         p->slab_cache = s;
4809
4810 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4811                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
4812                         p->slab_cache = s;
4813 #endif
4814         }
4815         list_add(&s->list, &slab_caches);
4816         return s;
4817 }
4818
4819 void __init kmem_cache_init(void)
4820 {
4821         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4822                 boot_kmem_cache_node;
4823         int node;
4824
4825         if (debug_guardpage_minorder())
4826                 slub_max_order = 0;
4827
4828         /* Print slub debugging pointers without hashing */
4829         if (__slub_debug_enabled())
4830                 no_hash_pointers_enable(NULL);
4831
4832         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4833         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4834
4835         /*
4836          * Initialize the nodemask for which we will allocate per node
4837          * structures. Here we don't need taking slab_mutex yet.
4838          */
4839         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4840                 node_set(node, slab_nodes);
4841
4842         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4843                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4844
4845         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4846
4847         /* Able to allocate the per node structures */
4848         slab_state = PARTIAL;
4849
4850         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4851                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4852                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4853                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4854
4855         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4856         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4857
4858         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4859         setup_kmalloc_cache_index_table();
4860         create_kmalloc_caches(0);
4861
4862         /* Setup random freelists for each cache */
4863         init_freelist_randomization();
4864
4865         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4866                                   slub_cpu_dead);
4867
4868         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
4869                 cache_line_size(),
4870                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4871                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4872 }
4873
4874 void __init kmem_cache_init_late(void)
4875 {
4876 }
4877
4878 struct kmem_cache *
4879 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4880                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4881 {
4882         struct kmem_cache *s;
4883
4884         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4885         if (s) {
4886                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
4887                         return NULL;
4888
4889                 s->refcount++;
4890
4891                 /*
4892                  * Adjust the object sizes so that we clear
4893                  * the complete object on kzalloc.
4894                  */
4895                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4896                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4897         }
4898
4899         return s;
4900 }
4901
4902 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4903 {
4904         int err;
4905
4906         err = kmem_cache_open(s, flags);
4907         if (err)
4908                 return err;
4909
4910         /* Mutex is not taken during early boot */
4911         if (slab_state <= UP)
4912                 return 0;
4913
4914         err = sysfs_slab_add(s);
4915         if (err) {
4916                 __kmem_cache_release(s);
4917                 return err;
4918         }
4919
4920         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
4921                 debugfs_slab_add(s);
4922
4923         return 0;
4924 }
4925
4926 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4927 {
4928         struct kmem_cache *s;
4929         void *ret;
4930
4931         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4932                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4933
4934         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4935
4936         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4937                 return s;
4938
4939         ret = slab_alloc(s, NULL, gfpflags, caller, size);
4940
4941         /* Honor the call site pointer we received. */
4942         trace_kmalloc(caller, ret, s, size, s->size, gfpflags);
4943
4944         return ret;
4945 }
4946 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
4947
4948 #ifdef CONFIG_NUMA
4949 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4950                                         int node, unsigned long caller)
4951 {
4952         struct kmem_cache *s;
4953         void *ret;
4954
4955         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4956                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4957
4958                 trace_kmalloc_node(caller, ret, NULL,
4959                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4960                                    gfpflags, node);
4961
4962                 return ret;
4963         }
4964
4965         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4966
4967         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4968                 return s;
4969
4970         ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, caller, size);
4971
4972         /* Honor the call site pointer we received. */
4973         trace_kmalloc_node(caller, ret, s, size, s->size, gfpflags, node);
4974
4975         return ret;
4976 }
4977 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
4978 #endif
4979
4980 #ifdef CONFIG_SYSFS
4981 static int count_inuse(struct slab *slab)
4982 {
4983         return slab->inuse;
4984 }
4985
4986 static int count_total(struct slab *slab)
4987 {
4988         return slab->objects;
4989 }
4990 #endif
4991
4992 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4993 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
4994                           unsigned long *obj_map)
4995 {
4996         void *p;
4997         void *addr = slab_address(slab);
4998         unsigned long flags;
4999
5000         slab_lock(slab, &flags);
5001
5002         if (!check_slab(s, slab) || !on_freelist(s, slab, NULL))
5003                 goto unlock;
5004
5005         /* Now we know that a valid freelist exists */
5006         __fill_map(obj_map, s, slab);
5007         for_each_object(p, s, addr, slab->objects) {
5008                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map) ?
5009                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
5010
5011                 if (!check_object(s, slab, p, val))
5012                         break;
5013         }
5014 unlock:
5015         slab_unlock(slab, &flags);
5016 }
5017
5018 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
5019                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *obj_map)
5020 {
5021         unsigned long count = 0;
5022         struct slab *slab;
5023         unsigned long flags;
5024
5025         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5026
5027         list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list) {
5028                 validate_slab(s, slab, obj_map);
5029                 count++;
5030         }
5031         if (count != n->nr_partial) {
5032                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
5033                        s->name, count, n->nr_partial);
5034                 slab_add_kunit_errors();
5035         }
5036
5037         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5038                 goto out;
5039
5040         list_for_each_entry(slab, &n->full, slab_list) {
5041                 validate_slab(s, slab, obj_map);
5042                 count++;
5043         }
5044         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs)) {
5045                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
5046                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
5047                 slab_add_kunit_errors();
5048         }
5049
5050 out:
5051         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5052         return count;
5053 }
5054
5055 long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
5056 {
5057         int node;
5058         unsigned long count = 0;
5059         struct kmem_cache_node *n;
5060         unsigned long *obj_map;
5061
5062         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
5063         if (!obj_map)
5064                 return -ENOMEM;
5065
5066         flush_all(s);
5067         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
5068                 count += validate_slab_node(s, n, obj_map);
5069
5070         bitmap_free(obj_map);
5071
5072         return count;
5073 }
5074 EXPORT_SYMBOL(validate_slab_cache);
5075
5076 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
5077 /*
5078  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
5079  * and freed.
5080  */
5081
5082 struct location {
5083         depot_stack_handle_t handle;
5084         unsigned long count;
5085         unsigned long addr;
5086         long long sum_time;
5087         long min_time;
5088         long max_time;
5089         long min_pid;
5090         long max_pid;
5091         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
5092         nodemask_t nodes;
5093 };
5094
5095 struct loc_track {
5096         unsigned long max;
5097         unsigned long count;
5098         struct location *loc;
5099         loff_t idx;
5100 };
5101
5102 static struct dentry *slab_debugfs_root;
5103
5104 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
5105 {
5106         if (t->max)
5107                 free_pages((unsigned long)t->loc,
5108                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
5109 }
5110
5111 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
5112 {
5113         struct location *l;
5114         int order;
5115
5116         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
5117
5118         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
5119         if (!l)
5120                 return 0;
5121
5122         if (t->count) {
5123                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
5124                 free_loc_track(t);
5125         }
5126         t->max = max;
5127         t->loc = l;
5128         return 1;
5129 }
5130
5131 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
5132                                 const struct track *track)
5133 {
5134         long start, end, pos;
5135         struct location *l;
5136         unsigned long caddr, chandle;
5137         unsigned long age = jiffies - track->when;
5138         depot_stack_handle_t handle = 0;
5139
5140 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
5141         handle = READ_ONCE(track->handle);
5142 #endif
5143         start = -1;
5144         end = t->count;
5145
5146         for ( ; ; ) {
5147                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
5148
5149                 /*
5150                  * There is nothing at "end". If we end up there
5151                  * we need to add something to before end.
5152                  */
5153                 if (pos == end)
5154                         break;
5155
5156                 caddr = t->loc[pos].addr;
5157                 chandle = t->loc[pos].handle;
5158                 if ((track->addr == caddr) && (handle == chandle)) {
5159
5160                         l = &t->loc[pos];
5161                         l->count++;
5162                         if (track->when) {
5163                                 l->sum_time += age;
5164                                 if (age < l->min_time)
5165                                         l->min_time = age;
5166                                 if (age > l->max_time)
5167                                         l->max_time = age;
5168
5169                                 if (track->pid < l->min_pid)
5170                                         l->min_pid = track->pid;
5171                                 if (track->pid > l->max_pid)
5172                                         l->max_pid = track->pid;
5173
5174                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
5175                                                 to_cpumask(l->cpus));
5176                         }
5177                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
5178                         return 1;
5179                 }
5180
5181                 if (track->addr < caddr)
5182                         end = pos;
5183                 else if (track->addr == caddr && handle < chandle)
5184                         end = pos;
5185                 else
5186                         start = pos;
5187         }
5188
5189         /*
5190          * Not found. Insert new tracking element.
5191          */
5192         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
5193                 return 0;
5194
5195         l = t->loc + pos;
5196         if (pos < t->count)
5197                 memmove(l + 1, l,
5198                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
5199         t->count++;
5200         l->count = 1;
5201         l->addr = track->addr;
5202         l->sum_time = age;
5203         l->min_time = age;
5204         l->max_time = age;
5205         l->min_pid = track->pid;
5206         l->max_pid = track->pid;
5207         l->handle = handle;
5208         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
5209         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
5210         nodes_clear(l->nodes);
5211         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
5212         return 1;
5213 }
5214
5215 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
5216                 struct slab *slab, enum track_item alloc,
5217                 unsigned long *obj_map)
5218 {
5219         void *addr = slab_address(slab);
5220         void *p;
5221
5222         __fill_map(obj_map, s, slab);
5223
5224         for_each_object(p, s, addr, slab->objects)
5225                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map))
5226                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
5227 }
5228 #endif  /* CONFIG_DEBUG_FS   */
5229 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5230
5231 #ifdef CONFIG_SYSFS
5232 enum slab_stat_type {
5233         SL_ALL,                 /* All slabs */
5234         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
5235         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
5236         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
5237         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
5238 };
5239
5240 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
5241 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
5242 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
5243 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
5244 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
5245
5246 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
5247                                  char *buf, unsigned long flags)
5248 {
5249         unsigned long total = 0;
5250         int node;
5251         int x;
5252         unsigned long *nodes;
5253         int len = 0;
5254
5255         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
5256         if (!nodes)
5257                 return -ENOMEM;
5258
5259         if (flags & SO_CPU) {
5260                 int cpu;
5261
5262                 for_each_possible_cpu(cpu) {
5263                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
5264                                                                cpu);
5265                         int node;
5266                         struct slab *slab;
5267
5268                         slab = READ_ONCE(c->slab);
5269                         if (!slab)
5270                                 continue;
5271
5272                         node = slab_nid(slab);
5273                         if (flags & SO_TOTAL)
5274                                 x = slab->objects;
5275                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5276                                 x = slab->inuse;
5277                         else
5278                                 x = 1;
5279
5280                         total += x;
5281                         nodes[node] += x;
5282
5283 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
5284                         slab = slub_percpu_partial_read_once(c);
5285                         if (slab) {
5286                                 node = slab_nid(slab);
5287                                 if (flags & SO_TOTAL)
5288                                         WARN_ON_ONCE(1);
5289                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
5290                                         WARN_ON_ONCE(1);
5291                                 else
5292                                         x = slab->slabs;
5293                                 total += x;
5294                                 nodes[node] += x;
5295                         }
5296 #endif
5297                 }
5298         }
5299
5300         /*
5301          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
5302          * already held which will conflict with an existing lock order:
5303          *
5304          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
5305          *
5306          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
5307          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
5308          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
5309          */
5310
5311 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5312         if (flags & SO_ALL) {
5313                 struct kmem_cache_node *n;
5314
5315                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5316
5317                         if (flags & SO_TOTAL)
5318                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
5319                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5320                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
5321                                         count_partial(n, count_free);
5322                         else
5323                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5324                         total += x;
5325                         nodes[node] += x;
5326                 }
5327
5328         } else
5329 #endif
5330         if (flags & SO_PARTIAL) {
5331                 struct kmem_cache_node *n;
5332
5333                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5334                         if (flags & SO_TOTAL)
5335                                 x = count_partial(n, count_total);
5336                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5337                                 x = count_partial(n, count_inuse);
5338                         else
5339                                 x = n->nr_partial;
5340                         total += x;
5341                         nodes[node] += x;
5342                 }
5343         }
5344
5345         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", total);
5346 #ifdef CONFIG_NUMA
5347         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
5348                 if (nodes[node])
5349                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " N%d=%lu",
5350                                              node, nodes[node]);
5351         }
5352 #endif
5353         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5354         kfree(nodes);
5355
5356         return len;
5357 }
5358
5359 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
5360 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
5361
5362 struct slab_attribute {
5363         struct attribute attr;
5364         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
5365         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
5366 };
5367
5368 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
5369         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO_MODE(_name, 0400)
5370
5371 #define SLAB_ATTR(_name) \
5372         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RW_MODE(_name, 0600)
5373
5374 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5375 {
5376         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->size);
5377 }
5378 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
5379
5380 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5381 {
5382         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->align);
5383 }
5384 SLAB_ATTR_RO(align);
5385
5386 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5387 {
5388         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->object_size);
5389 }
5390 SLAB_ATTR_RO(object_size);
5391
5392 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5393 {
5394         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
5395 }
5396 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
5397
5398 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5399 {
5400         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
5401 }
5402 SLAB_ATTR_RO(order);
5403
5404 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5405 {
5406         return sysfs_emit(buf, "%lu\n", s->min_partial);
5407 }
5408
5409 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5410                                  size_t length)
5411 {
5412         unsigned long min;
5413         int err;
5414
5415         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
5416         if (err)
5417                 return err;
5418
5419         s->min_partial = min;
5420         return length;
5421 }
5422 SLAB_ATTR(min_partial);
5423
5424 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5425 {
5426         unsigned int nr_partial = 0;
5427 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
5428         nr_partial = s->cpu_partial;
5429 #endif
5430
5431         return sysfs_emit(buf, "%u\n", nr_partial);
5432 }
5433
5434 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5435                                  size_t length)
5436 {
5437         unsigned int objects;
5438         int err;
5439
5440         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5441         if (err)
5442                 return err;
5443         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5444                 return -EINVAL;
5445
5446         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5447         flush_all(s);
5448         return length;
5449 }
5450 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5451
5452 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5453 {
5454         if (!s->ctor)
5455                 return 0;
5456         return sysfs_emit(buf, "%pS\n", s->ctor);
5457 }
5458 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5459
5460 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5461 {
5462         return sysfs_emit(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5463 }
5464 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5465
5466 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5467 {
5468         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5469 }
5470 SLAB_ATTR_RO(partial);
5471
5472 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5473 {
5474         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5475 }
5476 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5477
5478 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5479 {
5480         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5481 }
5482 SLAB_ATTR_RO(objects);
5483
5484 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5485 {
5486         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5487 }
5488 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5489
5490 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5491 {
5492         int objects = 0;
5493         int slabs = 0;
5494         int cpu __maybe_unused;
5495         int len = 0;
5496
5497 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
5498         for_each_online_cpu(cpu) {
5499                 struct slab *slab;
5500
5501                 slab = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5502
5503                 if (slab)
5504                         slabs += slab->slabs;
5505         }
5506 #endif
5507
5508         /* Approximate half-full slabs, see slub_set_cpu_partial() */
5509         objects = (slabs * oo_objects(s->oo)) / 2;
5510         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%d(%d)", objects, slabs);
5511
5512 #if defined(CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL) && defined(CONFIG_SMP)
5513         for_each_online_cpu(cpu) {
5514                 struct slab *slab;
5515
5516                 slab = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5517                 if (slab) {
5518                         slabs = READ_ONCE(slab->slabs);
5519                         objects = (slabs * oo_objects(s->oo)) / 2;
5520                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%d(%d)",
5521                                              cpu, objects, slabs);
5522                 }
5523         }
5524 #endif
5525         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5526
5527         return len;
5528 }
5529 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5530
5531 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5532 {
5533         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5534 }
5535 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
5536
5537 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5538 {
5539         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5540 }
5541 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5542
5543 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5544 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5545 {
5546         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5547 }
5548 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5549 #endif
5550
5551 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5552 {
5553         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->usersize);
5554 }
5555 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5556
5557 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5558 {
5559         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5560 }
5561 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5562
5563 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5564 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5565 {
5566         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5567 }
5568 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5569
5570 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5571 {
5572         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5573 }
5574 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5575
5576 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5577 {
5578         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5579 }
5580 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
5581
5582 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5583 {
5584         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5585 }
5586 SLAB_ATTR_RO(trace);
5587
5588 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5589 {
5590         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5591 }
5592
5593 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
5594
5595 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5596 {
5597         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5598 }
5599
5600 SLAB_ATTR_RO(poison);
5601
5602 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5603 {
5604         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5605 }
5606
5607 SLAB_ATTR_RO(store_user);
5608
5609 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5610 {
5611         return 0;
5612 }
5613
5614 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5615                         const char *buf, size_t length)
5616 {
5617         int ret = -EINVAL;
5618
5619         if (buf[0] == '1') {
5620                 ret = validate_slab_cache(s);
5621                 if (ret >= 0)
5622                         ret = length;
5623         }
5624         return ret;
5625 }
5626 SLAB_ATTR(validate);
5627
5628 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5629
5630 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5631 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5632 {
5633         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5634 }
5635 SLAB_ATTR_RO(failslab);
5636 #endif
5637
5638 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5639 {
5640         return 0;
5641 }
5642
5643 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5644                         const char *buf, size_t length)
5645 {
5646         if (buf[0] == '1')
5647                 kmem_cache_shrink(s);
5648         else
5649                 return -EINVAL;
5650         return length;
5651 }
5652 SLAB_ATTR(shrink);
5653
5654 #ifdef CONFIG_NUMA
5655 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5656 {
5657         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5658 }
5659
5660 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5661                                 const char *buf, size_t length)
5662 {
5663         unsigned int ratio;
5664         int err;
5665
5666         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5667         if (err)
5668                 return err;
5669         if (ratio > 100)
5670                 return -ERANGE;
5671
5672         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5673
5674         return length;
5675 }
5676 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5677 #endif
5678
5679 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5680 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5681 {
5682         unsigned long sum  = 0;
5683         int cpu;
5684         int len = 0;
5685         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5686
5687         if (!data)
5688                 return -ENOMEM;
5689
5690         for_each_online_cpu(cpu) {
5691                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5692
5693                 data[cpu] = x;
5694                 sum += x;
5695         }
5696
5697         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", sum);
5698
5699 #ifdef CONFIG_SMP
5700         for_each_online_cpu(cpu) {
5701                 if (data[cpu])
5702                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%u",
5703                                              cpu, data[cpu]);
5704         }
5705 #endif
5706         kfree(data);
5707         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5708
5709         return len;
5710 }
5711
5712 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5713 {
5714         int cpu;
5715
5716         for_each_online_cpu(cpu)
5717                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5718 }
5719
5720 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5721 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5722 {                                                               \
5723         return show_stat(s, buf, si);                           \
5724 }                                                               \
5725 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5726                                 const char *buf, size_t length) \
5727 {                                                               \
5728         if (buf[0] != '0')                                      \
5729                 return -EINVAL;                                 \
5730         clear_stat(s, si);                                      \
5731         return length;                                          \
5732 }                                                               \
5733 SLAB_ATTR(text);                                                \
5734
5735 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5736 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5737 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5738 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5739 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5740 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5741 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5742 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5743 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5744 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5745 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5746 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5747 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5748 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5749 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5750 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5751 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5752 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5753 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5754 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5755 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5756 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5757 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5758 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5759 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5760 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5761 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
5762
5763 #ifdef CONFIG_KFENCE
5764 static ssize_t skip_kfence_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5765 {
5766         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_SKIP_KFENCE));
5767 }
5768
5769 static ssize_t skip_kfence_store(struct kmem_cache *s,
5770                         const char *buf, size_t length)
5771 {
5772         int ret = length;
5773
5774         if (buf[0] == '0')
5775                 s->flags &= ~SLAB_SKIP_KFENCE;
5776         else if (buf[0] == '1')
5777                 s->flags |= SLAB_SKIP_KFENCE;
5778         else
5779                 ret = -EINVAL;
5780
5781         return ret;
5782 }
5783 SLAB_ATTR(skip_kfence);
5784 #endif
5785
5786 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5787         &slab_size_attr.attr,
5788         &object_size_attr.attr,
5789         &objs_per_slab_attr.attr,
5790         &order_attr.attr,
5791         &min_partial_attr.attr,
5792         &cpu_partial_attr.attr,
5793         &objects_attr.attr,
5794         &objects_partial_attr.attr,
5795         &partial_attr.attr,
5796         &cpu_slabs_attr.attr,
5797         &ctor_attr.attr,
5798         &aliases_attr.attr,
5799         &align_attr.attr,
5800         &hwcache_align_attr.attr,
5801         &reclaim_account_attr.attr,
5802         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5803         &shrink_attr.attr,
5804         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5805 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5806         &total_objects_attr.attr,
5807         &slabs_attr.attr,
5808         &sanity_checks_attr.attr,
5809         &trace_attr.attr,
5810         &red_zone_attr.attr,
5811         &poison_attr.attr,
5812         &store_user_attr.attr,
5813         &validate_attr.attr,
5814 #endif
5815 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5816         &cache_dma_attr.attr,
5817 #endif
5818 #ifdef CONFIG_NUMA
5819         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5820 #endif
5821 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5822         &alloc_fastpath_attr.attr,
5823         &alloc_slowpath_attr.attr,
5824         &free_fastpath_attr.attr,
5825         &free_slowpath_attr.attr,
5826         &free_frozen_attr.attr,
5827         &free_add_partial_attr.attr,
5828         &free_remove_partial_attr.attr,
5829         &alloc_from_partial_attr.attr,
5830         &alloc_slab_attr.attr,
5831         &alloc_refill_attr.attr,
5832         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5833         &free_slab_attr.attr,
5834         &cpuslab_flush_attr.attr,
5835         &deactivate_full_attr.attr,
5836         &deactivate_empty_attr.attr,
5837         &deactivate_to_head_attr.attr,
5838         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5839         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5840         &deactivate_bypass_attr.attr,
5841         &order_fallback_attr.attr,
5842         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5843         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5844         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5845         &cpu_partial_free_attr.attr,
5846         &cpu_partial_node_attr.attr,
5847         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5848 #endif
5849 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5850         &failslab_attr.attr,
5851 #endif
5852         &usersize_attr.attr,
5853 #ifdef CONFIG_KFENCE
5854         &skip_kfence_attr.attr,
5855 #endif
5856
5857         NULL
5858 };
5859
5860 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5861         .attrs = slab_attrs,
5862 };
5863
5864 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5865                                 struct attribute *attr,
5866                                 char *buf)
5867 {
5868         struct slab_attribute *attribute;
5869         struct kmem_cache *s;
5870         int err;
5871
5872         attribute = to_slab_attr(attr);
5873         s = to_slab(kobj);
5874
5875         if (!attribute->show)
5876                 return -EIO;
5877
5878         err = attribute->show(s, buf);
5879
5880         return err;
5881 }
5882
5883 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5884                                 struct attribute *attr,
5885                                 const char *buf, size_t len)
5886 {
5887         struct slab_attribute *attribute;
5888         struct kmem_cache *s;
5889         int err;
5890
5891         attribute = to_slab_attr(attr);
5892         s = to_slab(kobj);
5893
5894         if (!attribute->store)
5895                 return -EIO;
5896
5897         err = attribute->store(s, buf, len);
5898         return err;
5899 }
5900
5901 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5902 {
5903         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5904 }
5905
5906 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5907         .show = slab_attr_show,
5908         .store = slab_attr_store,
5909 };
5910
5911 static struct kobj_type slab_ktype = {
5912         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5913         .release = kmem_cache_release,
5914 };
5915
5916 static struct kset *slab_kset;
5917
5918 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5919 {
5920         return slab_kset;
5921 }
5922
5923 #define ID_STR_LENGTH 64
5924
5925 /* Create a unique string id for a slab cache:
5926  *
5927  * Format       :[flags-]size
5928  */
5929 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5930 {
5931         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5932         char *p = name;
5933
5934         BUG_ON(!name);
5935
5936         *p++ = ':';
5937         /*
5938          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5939          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5940          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5941          * are matched during merging to guarantee that the id is
5942          * unique.
5943          */
5944         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5945                 *p++ = 'd';
5946         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5947                 *p++ = 'D';
5948         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5949                 *p++ = 'a';
5950         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5951                 *p++ = 'F';
5952         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5953                 *p++ = 'A';
5954         if (p != name + 1)
5955                 *p++ = '-';
5956         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5957
5958         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5959         kmsan_unpoison_memory(name, p - name);
5960         return name;
5961 }
5962
5963 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5964 {
5965         int err;
5966         const char *name;
5967         struct kset *kset = cache_kset(s);
5968         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5969
5970         if (!kset) {
5971                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5972                 return 0;
5973         }
5974
5975         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5976                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5977                 unmergeable = 1;
5978
5979         if (unmergeable) {
5980                 /*
5981                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5982                  * This is typically the case for debug situations. In that
5983                  * case we can catch duplicate names easily.
5984                  */
5985                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5986                 name = s->name;
5987         } else {
5988                 /*
5989                  * Create a unique name for the slab as a target
5990                  * for the symlinks.
5991                  */
5992                 name = create_unique_id(s);
5993         }
5994
5995         s->kobj.kset = kset;
5996         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5997         if (err)
5998                 goto out;
5999
6000         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
6001         if (err)
6002                 goto out_del_kobj;
6003
6004         if (!unmergeable) {
6005                 /* Setup first alias */
6006                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
6007         }
6008 out:
6009         if (!unmergeable)
6010                 kfree(name);
6011         return err;
6012 out_del_kobj:
6013         kobject_del(&s->kobj);
6014         goto out;
6015 }
6016
6017 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
6018 {
6019         if (slab_state >= FULL)
6020                 kobject_del(&s->kobj);
6021 }
6022
6023 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
6024 {
6025         if (slab_state >= FULL)
6026                 kobject_put(&s->kobj);
6027 }
6028
6029 /*
6030  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
6031  * available lest we lose that information.
6032  */
6033 struct saved_alias {
6034         struct kmem_cache *s;
6035         const char *name;
6036         struct saved_alias *next;
6037 };
6038
6039 static struct saved_alias *alias_list;
6040
6041 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
6042 {
6043         struct saved_alias *al;
6044
6045         if (slab_state == FULL) {
6046                 /*
6047                  * If we have a leftover link then remove it.
6048                  */
6049                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
6050                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
6051         }
6052
6053         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
6054         if (!al)
6055                 return -ENOMEM;
6056
6057         al->s = s;
6058         al->name = name;
6059         al->next = alias_list;
6060         alias_list = al;
6061         kmsan_unpoison_memory(al, sizeof(*al));
6062         return 0;
6063 }
6064
6065 static int __init slab_sysfs_init(void)
6066 {
6067         struct kmem_cache *s;
6068         int err;
6069
6070         mutex_lock(&slab_mutex);
6071
6072         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
6073         if (!slab_kset) {
6074                 mutex_unlock(&slab_mutex);
6075                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
6076                 return -ENOSYS;
6077         }
6078
6079         slab_state = FULL;
6080
6081         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
6082                 err = sysfs_slab_add(s);
6083                 if (err)
6084                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
6085                                s->name);
6086         }
6087
6088         while (alias_list) {
6089                 struct saved_alias *al = alias_list;
6090
6091                 alias_list = alias_list->next;
6092                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
6093                 if (err)
6094                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
6095                                al->name);
6096                 kfree(al);
6097         }
6098
6099         mutex_unlock(&slab_mutex);
6100         return 0;
6101 }
6102
6103 __initcall(slab_sysfs_init);
6104 #endif /* CONFIG_SYSFS */
6105
6106 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) && defined(CONFIG_DEBUG_FS)
6107 static int slab_debugfs_show(struct seq_file *seq, void *v)
6108 {
6109         struct loc_track *t = seq->private;
6110         struct location *l;
6111         unsigned long idx;
6112
6113         idx = (unsigned long) t->idx;
6114         if (idx < t->count) {
6115                 l = &t->loc[idx];
6116
6117                 seq_printf(seq, "%7ld ", l->count);
6118
6119                 if (l->addr)
6120                         seq_printf(seq, "%pS", (void *)l->addr);
6121                 else
6122                         seq_puts(seq, "<not-available>");
6123
6124                 if (l->sum_time != l->min_time) {
6125                         seq_printf(seq, " age=%ld/%llu/%ld",
6126                                 l->min_time, div_u64(l->sum_time, l->count),
6127                                 l->max_time);
6128                 } else
6129                         seq_printf(seq, " age=%ld", l->min_time);
6130
6131                 if (l->min_pid != l->max_pid)
6132                         seq_printf(seq, " pid=%ld-%ld", l->min_pid, l->max_pid);
6133                 else
6134                         seq_printf(seq, " pid=%ld",
6135                                 l->min_pid);
6136
6137                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)))
6138                         seq_printf(seq, " cpus=%*pbl",
6139                                  cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
6140
6141                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes))
6142                         seq_printf(seq, " nodes=%*pbl",
6143                                  nodemask_pr_args(&l->nodes));
6144
6145 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
6146                 {
6147                         depot_stack_handle_t handle;
6148                         unsigned long *entries;
6149                         unsigned int nr_entries, j;
6150
6151                         handle = READ_ONCE(l->handle);
6152                         if (handle) {
6153                                 nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
6154                                 seq_puts(seq, "\n");
6155                                 for (j = 0; j < nr_entries; j++)
6156                                         seq_printf(seq, "        %pS\n", (void *)entries[j]);
6157                         }
6158                 }
6159 #endif
6160                 seq_puts(seq, "\n");
6161         }
6162
6163         if (!idx && !t->count)
6164                 seq_puts(seq, "No data\n");
6165
6166         return 0;
6167 }
6168
6169 static void slab_debugfs_stop(struct seq_file *seq, void *v)
6170 {
6171 }
6172
6173 static void *slab_debugfs_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *ppos)
6174 {
6175         struct loc_track *t = seq->private;
6176
6177         t->idx = ++(*ppos);
6178         if (*ppos <= t->count)
6179                 return ppos;
6180
6181         return NULL;
6182 }
6183
6184 static int cmp_loc_by_count(const void *a, const void *b, const void *data)
6185 {
6186         struct location *loc1 = (struct location *)a;
6187         struct location *loc2 = (struct location *)b;
6188
6189         if (loc1->count > loc2->count)
6190                 return -1;
6191         else
6192                 return 1;
6193 }
6194
6195 static void *slab_debugfs_start(struct seq_file *seq, loff_t *ppos)
6196 {
6197         struct loc_track *t = seq->private;
6198
6199         t->idx = *ppos;
6200         return ppos;
6201 }
6202
6203 static const struct seq_operations slab_debugfs_sops = {
6204         .start  = slab_debugfs_start,
6205         .next   = slab_debugfs_next,
6206         .stop   = slab_debugfs_stop,
6207         .show   = slab_debugfs_show,
6208 };
6209
6210 static int slab_debug_trace_open(struct inode *inode, struct file *filep)
6211 {
6212
6213         struct kmem_cache_node *n;
6214         enum track_item alloc;
6215         int node;
6216         struct loc_track *t = __seq_open_private(filep, &slab_debugfs_sops,
6217                                                 sizeof(struct loc_track));
6218         struct kmem_cache *s = file_inode(filep)->i_private;
6219         unsigned long *obj_map;
6220
6221         if (!t)
6222                 return -ENOMEM;
6223
6224         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
6225         if (!obj_map) {
6226                 seq_release_private(inode, filep);
6227                 return -ENOMEM;
6228         }
6229
6230         if (strcmp(filep->f_path.dentry->d_name.name, "alloc_traces") == 0)
6231                 alloc = TRACK_ALLOC;
6232         else
6233                 alloc = TRACK_FREE;
6234
6235         if (!alloc_loc_track(t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location), GFP_KERNEL)) {
6236                 bitmap_free(obj_map);
6237                 seq_release_private(inode, filep);
6238                 return -ENOMEM;
6239         }
6240
6241         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6242                 unsigned long flags;
6243                 struct slab *slab;
6244
6245                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
6246                         continue;
6247
6248                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
6249                 list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
6250                         process_slab(t, s, slab, alloc, obj_map);
6251                 list_for_each_entry(slab, &n->full, slab_list)
6252                         process_slab(t, s, slab, alloc, obj_map);
6253                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
6254         }
6255
6256         /* Sort locations by count */
6257         sort_r(t->loc, t->count, sizeof(struct location),
6258                 cmp_loc_by_count, NULL, NULL);
6259
6260         bitmap_free(obj_map);
6261         return 0;
6262 }
6263
6264 static int slab_debug_trace_release(struct inode *inode, struct file *file)
6265 {
6266         struct seq_file *seq = file->private_data;
6267         struct loc_track *t = seq->private;
6268
6269         free_loc_track(t);
6270         return seq_release_private(inode, file);
6271 }
6272
6273 static const struct file_operations slab_debugfs_fops = {
6274         .open    = slab_debug_trace_open,
6275         .read    = seq_read,
6276         .llseek  = seq_lseek,
6277         .release = slab_debug_trace_release,
6278 };
6279
6280 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
6281 {
6282         struct dentry *slab_cache_dir;
6283
6284         if (unlikely(!slab_debugfs_root))
6285                 return;
6286
6287         slab_cache_dir = debugfs_create_dir(s->name, slab_debugfs_root);
6288
6289         debugfs_create_file("alloc_traces", 0400,
6290                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
6291
6292         debugfs_create_file("free_traces", 0400,
6293                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
6294 }
6295
6296 void debugfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
6297 {
6298         debugfs_remove_recursive(debugfs_lookup(s->name, slab_debugfs_root));
6299 }
6300
6301 static int __init slab_debugfs_init(void)
6302 {
6303         struct kmem_cache *s;
6304
6305         slab_debugfs_root = debugfs_create_dir("slab", NULL);
6306
6307         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
6308                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
6309                         debugfs_slab_add(s);
6310
6311         return 0;
6312
6313 }
6314 __initcall(slab_debugfs_init);
6315 #endif
6316 /*
6317  * The /proc/slabinfo ABI
6318  */
6319 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6320 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
6321 {
6322         unsigned long nr_slabs = 0;
6323         unsigned long nr_objs = 0;
6324         unsigned long nr_free = 0;
6325         int node;
6326         struct kmem_cache_node *n;
6327
6328         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6329                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
6330                 nr_objs += node_nr_objs(n);
6331                 nr_free += count_partial(n, count_free);
6332         }
6333
6334         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
6335         sinfo->num_objs = nr_objs;
6336         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
6337         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
6338         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
6339         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
6340 }
6341
6342 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
6343 {
6344 }
6345
6346 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
6347                        size_t count, loff_t *ppos)
6348 {
6349         return -EIO;
6350 }
6351 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */