ACPI: resource: Honor MADT INT_SRC_OVR settings for IRQ1 on AMD Zen
[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> /* mm_account_reclaimed_pages() */
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 <kunit/test-bug.h>
43 #include <linux/sort.h>
44
45 #include <linux/debugfs.h>
46 #include <trace/events/kmem.h>
47
48 #include "internal.h"
49
50 /*
51  * Lock order:
52  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
53  *   2. node->list_lock (Spinlock)
54  *   3. kmem_cache->cpu_slab->lock (Local lock)
55  *   4. slab_lock(slab) (Only on some arches)
56  *   5. object_map_lock (Only for debugging)
57  *
58  *   slab_mutex
59  *
60  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
61  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
62  *   Also synchronizes memory hotplug callbacks.
63  *
64  *   slab_lock
65  *
66  *   The slab_lock is a wrapper around the page lock, thus it is a bit
67  *   spinlock.
68  *
69  *   The slab_lock is only used on arches that do not have the ability
70  *   to do a cmpxchg_double. It only protects:
71  *
72  *      A. slab->freelist       -> List of free objects in a slab
73  *      B. slab->inuse          -> Number of objects in use
74  *      C. slab->objects        -> Number of objects in slab
75  *      D. slab->frozen         -> frozen state
76  *
77  *   Frozen slabs
78  *
79  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
80  *   on any list except per cpu partial list. The processor that froze the
81  *   slab is the one who can perform list operations on the slab. Other
82  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
83  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
84  *   slab's freelist.
85  *
86  *   list_lock
87  *
88  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
89  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
90  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
91  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
92  *   modified without taking the list lock).
93  *
94  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
95  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
96  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
97  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
98  *   the list lock.
99  *
100  *   For debug caches, all allocations are forced to go through a list_lock
101  *   protected region to serialize against concurrent validation.
102  *
103  *   cpu_slab->lock local lock
104  *
105  *   This locks protect slowpath manipulation of all kmem_cache_cpu fields
106  *   except the stat counters. This is a percpu structure manipulated only by
107  *   the local cpu, so the lock protects against being preempted or interrupted
108  *   by an irq. Fast path operations rely on lockless operations instead.
109  *
110  *   On PREEMPT_RT, the local lock neither disables interrupts nor preemption
111  *   which means the lockless fastpath cannot be used as it might interfere with
112  *   an in-progress slow path operations. In this case the local lock is always
113  *   taken but it still utilizes the freelist for the common operations.
114  *
115  *   lockless fastpaths
116  *
117  *   The fast path allocation (slab_alloc_node()) and freeing (do_slab_free())
118  *   are fully lockless when satisfied from the percpu slab (and when
119  *   cmpxchg_double is possible to use, otherwise slab_lock is taken).
120  *   They also don't disable preemption or migration or irqs. They rely on
121  *   the transaction id (tid) field to detect being preempted or moved to
122  *   another cpu.
123  *
124  *   irq, preemption, migration considerations
125  *
126  *   Interrupts are disabled as part of list_lock or local_lock operations, or
127  *   around the slab_lock operation, in order to make the slab allocator safe
128  *   to use in the context of an irq.
129  *
130  *   In addition, preemption (or migration on PREEMPT_RT) is disabled in the
131  *   allocation slowpath, bulk allocation, and put_cpu_partial(), so that the
132  *   local cpu doesn't change in the process and e.g. the kmem_cache_cpu pointer
133  *   doesn't have to be revalidated in each section protected by the local lock.
134  *
135  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
136  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
137  *
138  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
139  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
140  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
141  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
142  * cannot scan all objects.
143  *
144  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
145  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
146  * fast frees and allocs.
147  *
148  * slab->frozen         The slab is frozen and exempt from list processing.
149  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
150  *                      such as satisfying allocations for a specific
151  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
152  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
153  *                      list operations. It is up to the processor holding
154  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
155  *                      when the slab is no longer needed.
156  *
157  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
158  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
159  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
160  *                      freelist that allows lockless access to
161  *                      free objects in addition to the regular freelist
162  *                      that requires the slab lock.
163  *
164  * SLAB_DEBUG_FLAGS     Slab requires special handling due to debug
165  *                      options set. This moves slab handling out of
166  *                      the fast path and disables lockless freelists.
167  */
168
169 /*
170  * We could simply use migrate_disable()/enable() but as long as it's a
171  * function call even on !PREEMPT_RT, use inline preempt_disable() there.
172  */
173 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
174 #define slub_get_cpu_ptr(var)           get_cpu_ptr(var)
175 #define slub_put_cpu_ptr(var)           put_cpu_ptr(var)
176 #define USE_LOCKLESS_FAST_PATH()        (true)
177 #else
178 #define slub_get_cpu_ptr(var)           \
179 ({                                      \
180         migrate_disable();              \
181         this_cpu_ptr(var);              \
182 })
183 #define slub_put_cpu_ptr(var)           \
184 do {                                    \
185         (void)(var);                    \
186         migrate_enable();               \
187 } while (0)
188 #define USE_LOCKLESS_FAST_PATH()        (false)
189 #endif
190
191 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
192 #define __fastpath_inline __always_inline
193 #else
194 #define __fastpath_inline
195 #endif
196
197 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
198 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
199 DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(slub_debug_enabled);
200 #else
201 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(slub_debug_enabled);
202 #endif
203 #endif          /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
204
205 /* Structure holding parameters for get_partial() call chain */
206 struct partial_context {
207         struct slab **slab;
208         gfp_t flags;
209         unsigned int orig_size;
210 };
211
212 static inline bool kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
213 {
214         return kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_DEBUG_FLAGS);
215 }
216
217 static inline bool slub_debug_orig_size(struct kmem_cache *s)
218 {
219         return (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER) &&
220                         (s->flags & SLAB_KMALLOC));
221 }
222
223 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
224 {
225         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE))
226                 p += s->red_left_pad;
227
228         return p;
229 }
230
231 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
232 {
233 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
234         return !kmem_cache_debug(s);
235 #else
236         return false;
237 #endif
238 }
239
240 /*
241  * Issues still to be resolved:
242  *
243  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
244  *
245  * - Variable sizing of the per node arrays
246  */
247
248 /* Enable to log cmpxchg failures */
249 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
250
251 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
252 /*
253  * Minimum number of partial slabs. These will be left on the partial
254  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
255  */
256 #define MIN_PARTIAL 5
257
258 /*
259  * Maximum number of desirable partial slabs.
260  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
261  * sort the partial list by the number of objects in use.
262  */
263 #define MAX_PARTIAL 10
264 #else
265 #define MIN_PARTIAL 0
266 #define MAX_PARTIAL 0
267 #endif
268
269 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
270                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
271
272 /*
273  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
274  * issues when checking or reading debug information
275  */
276 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
277                                 SLAB_TRACE)
278
279
280 /*
281  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
282  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
283  * metadata.
284  */
285 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
286
287 #define OO_SHIFT        16
288 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
289 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since slab.objects is u15 */
290
291 /* Internal SLUB flags */
292 /* Poison object */
293 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
294 /* Use cmpxchg_double */
295
296 #ifdef system_has_freelist_aba
297 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
298 #else
299 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0U)
300 #endif
301
302 /*
303  * Tracking user of a slab.
304  */
305 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
306 struct track {
307         unsigned long addr;     /* Called from address */
308 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
309         depot_stack_handle_t handle;
310 #endif
311         int cpu;                /* Was running on cpu */
312         int pid;                /* Pid context */
313         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
314 };
315
316 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
317
318 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
319 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
320 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
321 #else
322 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
323 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
324                                                         { return 0; }
325 #endif
326
327 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
328 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *);
329 #else
330 static inline void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { }
331 #endif
332
333 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
334 {
335 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
336         /*
337          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
338          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
339          */
340         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
341 #endif
342 }
343
344 /*
345  * Tracks for which NUMA nodes we have kmem_cache_nodes allocated.
346  * Corresponds to node_state[N_NORMAL_MEMORY], but can temporarily
347  * differ during memory hotplug/hotremove operations.
348  * Protected by slab_mutex.
349  */
350 static nodemask_t slab_nodes;
351
352 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
353 /*
354  * Workqueue used for flush_cpu_slab().
355  */
356 static struct workqueue_struct *flushwq;
357 #endif
358
359 /********************************************************************
360  *                      Core slab cache functions
361  *******************************************************************/
362
363 /*
364  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
365  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
366  * random number.
367  */
368 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
369                                  unsigned long ptr_addr)
370 {
371 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
372         /*
373          * When CONFIG_KASAN_SW/HW_TAGS is enabled, ptr_addr might be tagged.
374          * Normally, this doesn't cause any issues, as both set_freepointer()
375          * and get_freepointer() are called with a pointer with the same tag.
376          * However, there are some issues with CONFIG_SLUB_DEBUG code. For
377          * example, when __free_slub() iterates over objects in a cache, it
378          * passes untagged pointers to check_object(). check_object() in turns
379          * calls get_freepointer() with an untagged pointer, which causes the
380          * freepointer to be restored incorrectly.
381          */
382         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^
383                         swab((unsigned long)kasan_reset_tag((void *)ptr_addr)));
384 #else
385         return ptr;
386 #endif
387 }
388
389 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
390 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
391                                          void *ptr_addr)
392 {
393         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
394                             (unsigned long)ptr_addr);
395 }
396
397 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
398 {
399         object = kasan_reset_tag(object);
400         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
401 }
402
403 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
404 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
405 {
406         prefetchw(object + s->offset);
407 }
408 #endif
409
410 /*
411  * When running under KMSAN, get_freepointer_safe() may return an uninitialized
412  * pointer value in the case the current thread loses the race for the next
413  * memory chunk in the freelist. In that case this_cpu_cmpxchg_double() in
414  * slab_alloc_node() will fail, so the uninitialized value won't be used, but
415  * KMSAN will still check all arguments of cmpxchg because of imperfect
416  * handling of inline assembly.
417  * To work around this problem, we apply __no_kmsan_checks to ensure that
418  * get_freepointer_safe() returns initialized memory.
419  */
420 __no_kmsan_checks
421 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
422 {
423         unsigned long freepointer_addr;
424         void *p;
425
426         if (!debug_pagealloc_enabled_static())
427                 return get_freepointer(s, object);
428
429         object = kasan_reset_tag(object);
430         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
431         copy_from_kernel_nofault(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
432         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
433 }
434
435 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
436 {
437         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
438
439 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
440         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
441 #endif
442
443         freeptr_addr = (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)freeptr_addr);
444         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
445 }
446
447 /* Loop over all objects in a slab */
448 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
449         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
450                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
451                 __p += (__s)->size)
452
453 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
454 {
455         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
456 }
457
458 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
459                 unsigned int size)
460 {
461         struct kmem_cache_order_objects x = {
462                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
463         };
464
465         return x;
466 }
467
468 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
469 {
470         return x.x >> OO_SHIFT;
471 }
472
473 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
474 {
475         return x.x & OO_MASK;
476 }
477
478 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
479 static void slub_set_cpu_partial(struct kmem_cache *s, unsigned int nr_objects)
480 {
481         unsigned int nr_slabs;
482
483         s->cpu_partial = nr_objects;
484
485         /*
486          * We take the number of objects but actually limit the number of
487          * slabs on the per cpu partial list, in order to limit excessive
488          * growth of the list. For simplicity we assume that the slabs will
489          * be half-full.
490          */
491         nr_slabs = DIV_ROUND_UP(nr_objects * 2, oo_objects(s->oo));
492         s->cpu_partial_slabs = nr_slabs;
493 }
494 #else
495 static inline void
496 slub_set_cpu_partial(struct kmem_cache *s, unsigned int nr_objects)
497 {
498 }
499 #endif /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
500
501 /*
502  * Per slab locking using the pagelock
503  */
504 static __always_inline void slab_lock(struct slab *slab)
505 {
506         struct page *page = slab_page(slab);
507
508         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
509         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
510 }
511
512 static __always_inline void slab_unlock(struct slab *slab)
513 {
514         struct page *page = slab_page(slab);
515
516         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
517         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
518 }
519
520 static inline bool
521 __update_freelist_fast(struct slab *slab,
522                       void *freelist_old, unsigned long counters_old,
523                       void *freelist_new, unsigned long counters_new)
524 {
525 #ifdef system_has_freelist_aba
526         freelist_aba_t old = { .freelist = freelist_old, .counter = counters_old };
527         freelist_aba_t new = { .freelist = freelist_new, .counter = counters_new };
528
529         return try_cmpxchg_freelist(&slab->freelist_counter.full, &old.full, new.full);
530 #else
531         return false;
532 #endif
533 }
534
535 static inline bool
536 __update_freelist_slow(struct slab *slab,
537                       void *freelist_old, unsigned long counters_old,
538                       void *freelist_new, unsigned long counters_new)
539 {
540         bool ret = false;
541
542         slab_lock(slab);
543         if (slab->freelist == freelist_old &&
544             slab->counters == counters_old) {
545                 slab->freelist = freelist_new;
546                 slab->counters = counters_new;
547                 ret = true;
548         }
549         slab_unlock(slab);
550
551         return ret;
552 }
553
554 /*
555  * Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right), typically
556  * by an _irqsave() lock variant. On PREEMPT_RT the preempt_disable(), which is
557  * part of bit_spin_lock(), is sufficient because the policy is not to allow any
558  * allocation/ free operation in hardirq context. Therefore nothing can
559  * interrupt the operation.
560  */
561 static inline bool __slab_update_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
562                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
563                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
564                 const char *n)
565 {
566         bool ret;
567
568         if (USE_LOCKLESS_FAST_PATH())
569                 lockdep_assert_irqs_disabled();
570
571         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
572                 ret = __update_freelist_fast(slab, freelist_old, counters_old,
573                                             freelist_new, counters_new);
574         } else {
575                 ret = __update_freelist_slow(slab, freelist_old, counters_old,
576                                             freelist_new, counters_new);
577         }
578         if (likely(ret))
579                 return true;
580
581         cpu_relax();
582         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
583
584 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
585         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
586 #endif
587
588         return false;
589 }
590
591 static inline bool slab_update_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
592                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
593                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
594                 const char *n)
595 {
596         bool ret;
597
598         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
599                 ret = __update_freelist_fast(slab, freelist_old, counters_old,
600                                             freelist_new, counters_new);
601         } else {
602                 unsigned long flags;
603
604                 local_irq_save(flags);
605                 ret = __update_freelist_slow(slab, freelist_old, counters_old,
606                                             freelist_new, counters_new);
607                 local_irq_restore(flags);
608         }
609         if (likely(ret))
610                 return true;
611
612         cpu_relax();
613         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
614
615 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
616         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
617 #endif
618
619         return false;
620 }
621
622 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
623 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
624 static DEFINE_SPINLOCK(object_map_lock);
625
626 static void __fill_map(unsigned long *obj_map, struct kmem_cache *s,
627                        struct slab *slab)
628 {
629         void *addr = slab_address(slab);
630         void *p;
631
632         bitmap_zero(obj_map, slab->objects);
633
634         for (p = slab->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
635                 set_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map);
636 }
637
638 #if IS_ENABLED(CONFIG_KUNIT)
639 static bool slab_add_kunit_errors(void)
640 {
641         struct kunit_resource *resource;
642
643         if (!kunit_get_current_test())
644                 return false;
645
646         resource = kunit_find_named_resource(current->kunit_test, "slab_errors");
647         if (!resource)
648                 return false;
649
650         (*(int *)resource->data)++;
651         kunit_put_resource(resource);
652         return true;
653 }
654 #else
655 static inline bool slab_add_kunit_errors(void) { return false; }
656 #endif
657
658 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
659 {
660         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
661                 return s->size - s->red_left_pad;
662
663         return s->size;
664 }
665
666 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
667 {
668         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
669                 p -= s->red_left_pad;
670
671         return p;
672 }
673
674 /*
675  * Debug settings:
676  */
677 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
678 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
679 #else
680 static slab_flags_t slub_debug;
681 #endif
682
683 static char *slub_debug_string;
684 static int disable_higher_order_debug;
685
686 /*
687  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
688  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
689  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
690  * to tell kasan that these accesses are OK.
691  */
692 static inline void metadata_access_enable(void)
693 {
694         kasan_disable_current();
695 }
696
697 static inline void metadata_access_disable(void)
698 {
699         kasan_enable_current();
700 }
701
702 /*
703  * Object debugging
704  */
705
706 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
707 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
708                                 struct slab *slab, void *object)
709 {
710         void *base;
711
712         if (!object)
713                 return 1;
714
715         base = slab_address(slab);
716         object = kasan_reset_tag(object);
717         object = restore_red_left(s, object);
718         if (object < base || object >= base + slab->objects * s->size ||
719                 (object - base) % s->size) {
720                 return 0;
721         }
722
723         return 1;
724 }
725
726 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
727                           unsigned int length)
728 {
729         metadata_access_enable();
730         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS,
731                         16, 1, kasan_reset_tag((void *)addr), length, 1);
732         metadata_access_disable();
733 }
734
735 /*
736  * See comment in calculate_sizes().
737  */
738 static inline bool freeptr_outside_object(struct kmem_cache *s)
739 {
740         return s->offset >= s->inuse;
741 }
742
743 /*
744  * Return offset of the end of info block which is inuse + free pointer if
745  * not overlapping with object.
746  */
747 static inline unsigned int get_info_end(struct kmem_cache *s)
748 {
749         if (freeptr_outside_object(s))
750                 return s->inuse + sizeof(void *);
751         else
752                 return s->inuse;
753 }
754
755 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
756         enum track_item alloc)
757 {
758         struct track *p;
759
760         p = object + get_info_end(s);
761
762         return kasan_reset_tag(p + alloc);
763 }
764
765 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
766 static noinline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void)
767 {
768         depot_stack_handle_t handle;
769         unsigned long entries[TRACK_ADDRS_COUNT];
770         unsigned int nr_entries;
771
772         nr_entries = stack_trace_save(entries, ARRAY_SIZE(entries), 3);
773         handle = stack_depot_save(entries, nr_entries, GFP_NOWAIT);
774
775         return handle;
776 }
777 #else
778 static inline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void)
779 {
780         return 0;
781 }
782 #endif
783
784 static void set_track_update(struct kmem_cache *s, void *object,
785                              enum track_item alloc, unsigned long addr,
786                              depot_stack_handle_t handle)
787 {
788         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
789
790 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
791         p->handle = handle;
792 #endif
793         p->addr = addr;
794         p->cpu = smp_processor_id();
795         p->pid = current->pid;
796         p->when = jiffies;
797 }
798
799 static __always_inline void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
800                                       enum track_item alloc, unsigned long addr)
801 {
802         depot_stack_handle_t handle = set_track_prepare();
803
804         set_track_update(s, object, alloc, addr, handle);
805 }
806
807 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
808 {
809         struct track *p;
810
811         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
812                 return;
813
814         p = get_track(s, object, TRACK_ALLOC);
815         memset(p, 0, 2*sizeof(struct track));
816 }
817
818 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
819 {
820         depot_stack_handle_t handle __maybe_unused;
821
822         if (!t->addr)
823                 return;
824
825         pr_err("%s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
826                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
827 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
828         handle = READ_ONCE(t->handle);
829         if (handle)
830                 stack_depot_print(handle);
831         else
832                 pr_err("object allocation/free stack trace missing\n");
833 #endif
834 }
835
836 void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
837 {
838         unsigned long pr_time = jiffies;
839         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
840                 return;
841
842         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
843         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
844 }
845
846 static void print_slab_info(const struct slab *slab)
847 {
848         struct folio *folio = (struct folio *)slab_folio(slab);
849
850         pr_err("Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=%pGp\n",
851                slab, slab->objects, slab->inuse, slab->freelist,
852                folio_flags(folio, 0));
853 }
854
855 /*
856  * kmalloc caches has fixed sizes (mostly power of 2), and kmalloc() API
857  * family will round up the real request size to these fixed ones, so
858  * there could be an extra area than what is requested. Save the original
859  * request size in the meta data area, for better debug and sanity check.
860  */
861 static inline void set_orig_size(struct kmem_cache *s,
862                                 void *object, unsigned int orig_size)
863 {
864         void *p = kasan_reset_tag(object);
865
866         if (!slub_debug_orig_size(s))
867                 return;
868
869 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
870         /*
871          * KASAN could save its free meta data in object's data area at
872          * offset 0, if the size is larger than 'orig_size', it will
873          * overlap the data redzone in [orig_size+1, object_size], and
874          * the check should be skipped.
875          */
876         if (kasan_metadata_size(s, true) > orig_size)
877                 orig_size = s->object_size;
878 #endif
879
880         p += get_info_end(s);
881         p += sizeof(struct track) * 2;
882
883         *(unsigned int *)p = orig_size;
884 }
885
886 static inline unsigned int get_orig_size(struct kmem_cache *s, void *object)
887 {
888         void *p = kasan_reset_tag(object);
889
890         if (!slub_debug_orig_size(s))
891                 return s->object_size;
892
893         p += get_info_end(s);
894         p += sizeof(struct track) * 2;
895
896         return *(unsigned int *)p;
897 }
898
899 void skip_orig_size_check(struct kmem_cache *s, const void *object)
900 {
901         set_orig_size(s, (void *)object, s->object_size);
902 }
903
904 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
905 {
906         struct va_format vaf;
907         va_list args;
908
909         va_start(args, fmt);
910         vaf.fmt = fmt;
911         vaf.va = &args;
912         pr_err("=============================================================================\n");
913         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
914         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
915         va_end(args);
916 }
917
918 __printf(2, 3)
919 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
920 {
921         struct va_format vaf;
922         va_list args;
923
924         if (slab_add_kunit_errors())
925                 return;
926
927         va_start(args, fmt);
928         vaf.fmt = fmt;
929         vaf.va = &args;
930         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
931         va_end(args);
932 }
933
934 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, u8 *p)
935 {
936         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
937         u8 *addr = slab_address(slab);
938
939         print_tracking(s, p);
940
941         print_slab_info(slab);
942
943         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
944                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
945
946         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
947                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p - s->red_left_pad,
948                               s->red_left_pad);
949         else if (p > addr + 16)
950                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
951
952         print_section(KERN_ERR,         "Object   ", p,
953                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
954         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
955                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p + s->object_size,
956                         s->inuse - s->object_size);
957
958         off = get_info_end(s);
959
960         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
961                 off += 2 * sizeof(struct track);
962
963         if (slub_debug_orig_size(s))
964                 off += sizeof(unsigned int);
965
966         off += kasan_metadata_size(s, false);
967
968         if (off != size_from_object(s))
969                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
970                 print_section(KERN_ERR, "Padding  ", p + off,
971                               size_from_object(s) - off);
972
973         dump_stack();
974 }
975
976 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
977                         u8 *object, char *reason)
978 {
979         if (slab_add_kunit_errors())
980                 return;
981
982         slab_bug(s, "%s", reason);
983         print_trailer(s, slab, object);
984         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
985 }
986
987 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
988                                void **freelist, void *nextfree)
989 {
990         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
991             !check_valid_pointer(s, slab, nextfree) && freelist) {
992                 object_err(s, slab, *freelist, "Freechain corrupt");
993                 *freelist = NULL;
994                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
995                 return true;
996         }
997
998         return false;
999 }
1000
1001 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1002                         const char *fmt, ...)
1003 {
1004         va_list args;
1005         char buf[100];
1006
1007         if (slab_add_kunit_errors())
1008                 return;
1009
1010         va_start(args, fmt);
1011         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
1012         va_end(args);
1013         slab_bug(s, "%s", buf);
1014         print_slab_info(slab);
1015         dump_stack();
1016         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
1017 }
1018
1019 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
1020 {
1021         u8 *p = kasan_reset_tag(object);
1022         unsigned int poison_size = s->object_size;
1023
1024         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1025                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
1026
1027                 if (slub_debug_orig_size(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE) {
1028                         /*
1029                          * Redzone the extra allocated space by kmalloc than
1030                          * requested, and the poison size will be limited to
1031                          * the original request size accordingly.
1032                          */
1033                         poison_size = get_orig_size(s, object);
1034                 }
1035         }
1036
1037         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
1038                 memset(p, POISON_FREE, poison_size - 1);
1039                 p[poison_size - 1] = POISON_END;
1040         }
1041
1042         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
1043                 memset(p + poison_size, val, s->inuse - poison_size);
1044 }
1045
1046 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
1047                                                 void *from, void *to)
1048 {
1049         slab_fix(s, "Restoring %s 0x%p-0x%p=0x%x", message, from, to - 1, data);
1050         memset(from, data, to - from);
1051 }
1052
1053 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1054                         u8 *object, char *what,
1055                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
1056 {
1057         u8 *fault;
1058         u8 *end;
1059         u8 *addr = slab_address(slab);
1060
1061         metadata_access_enable();
1062         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(start), value, bytes);
1063         metadata_access_disable();
1064         if (!fault)
1065                 return 1;
1066
1067         end = start + bytes;
1068         while (end > fault && end[-1] == value)
1069                 end--;
1070
1071         if (slab_add_kunit_errors())
1072                 goto skip_bug_print;
1073
1074         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
1075         pr_err("0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
1076                                         fault, end - 1, fault - addr,
1077                                         fault[0], value);
1078         print_trailer(s, slab, object);
1079         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
1080
1081 skip_bug_print:
1082         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
1083         return 0;
1084 }
1085
1086 /*
1087  * Object layout:
1088  *
1089  * object address
1090  *      Bytes of the object to be managed.
1091  *      If the freepointer may overlay the object then the free
1092  *      pointer is at the middle of the object.
1093  *
1094  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
1095  *      0xa5 (POISON_END)
1096  *
1097  * object + s->object_size
1098  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
1099  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
1100  *      object_size == inuse.
1101  *
1102  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
1103  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
1104  *
1105  * object + s->inuse
1106  *      Meta data starts here.
1107  *
1108  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
1109  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
1110  *      C. Original request size for kmalloc object (SLAB_STORE_USER enabled)
1111  *      D. Padding to reach required alignment boundary or at minimum
1112  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
1113  *              before the word boundary.
1114  *
1115  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
1116  *
1117  * object + s->size
1118  *      Nothing is used beyond s->size.
1119  *
1120  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
1121  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
1122  * may be used with merged slabcaches.
1123  */
1124
1125 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, u8 *p)
1126 {
1127         unsigned long off = get_info_end(s);    /* The end of info */
1128
1129         if (s->flags & SLAB_STORE_USER) {
1130                 /* We also have user information there */
1131                 off += 2 * sizeof(struct track);
1132
1133                 if (s->flags & SLAB_KMALLOC)
1134                         off += sizeof(unsigned int);
1135         }
1136
1137         off += kasan_metadata_size(s, false);
1138
1139         if (size_from_object(s) == off)
1140                 return 1;
1141
1142         return check_bytes_and_report(s, slab, p, "Object padding",
1143                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
1144 }
1145
1146 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
1147 static void slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1148 {
1149         u8 *start;
1150         u8 *fault;
1151         u8 *end;
1152         u8 *pad;
1153         int length;
1154         int remainder;
1155
1156         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
1157                 return;
1158
1159         start = slab_address(slab);
1160         length = slab_size(slab);
1161         end = start + length;
1162         remainder = length % s->size;
1163         if (!remainder)
1164                 return;
1165
1166         pad = end - remainder;
1167         metadata_access_enable();
1168         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(pad), POISON_INUSE, remainder);
1169         metadata_access_disable();
1170         if (!fault)
1171                 return;
1172         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
1173                 end--;
1174
1175         slab_err(s, slab, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
1176                         fault, end - 1, fault - start);
1177         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
1178
1179         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
1180 }
1181
1182 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1183                                         void *object, u8 val)
1184 {
1185         u8 *p = object;
1186         u8 *endobject = object + s->object_size;
1187         unsigned int orig_size;
1188
1189         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1190                 if (!check_bytes_and_report(s, slab, object, "Left Redzone",
1191                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
1192                         return 0;
1193
1194                 if (!check_bytes_and_report(s, slab, object, "Right Redzone",
1195                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
1196                         return 0;
1197
1198                 if (slub_debug_orig_size(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE) {
1199                         orig_size = get_orig_size(s, object);
1200
1201                         if (s->object_size > orig_size  &&
1202                                 !check_bytes_and_report(s, slab, object,
1203                                         "kmalloc Redzone", p + orig_size,
1204                                         val, s->object_size - orig_size)) {
1205                                 return 0;
1206                         }
1207                 }
1208         } else {
1209                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
1210                         check_bytes_and_report(s, slab, p, "Alignment padding",
1211                                 endobject, POISON_INUSE,
1212                                 s->inuse - s->object_size);
1213                 }
1214         }
1215
1216         if (s->flags & SLAB_POISON) {
1217                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
1218                         (!check_bytes_and_report(s, slab, p, "Poison", p,
1219                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
1220                          !check_bytes_and_report(s, slab, p, "End Poison",
1221                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
1222                         return 0;
1223                 /*
1224                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
1225                  */
1226                 check_pad_bytes(s, slab, p);
1227         }
1228
1229         if (!freeptr_outside_object(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE)
1230                 /*
1231                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
1232                  * freepointer while object is allocated.
1233                  */
1234                 return 1;
1235
1236         /* Check free pointer validity */
1237         if (!check_valid_pointer(s, slab, get_freepointer(s, p))) {
1238                 object_err(s, slab, p, "Freepointer corrupt");
1239                 /*
1240                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
1241                  * of the free objects in this slab. May cause
1242                  * another error because the object count is now wrong.
1243                  */
1244                 set_freepointer(s, p, NULL);
1245                 return 0;
1246         }
1247         return 1;
1248 }
1249
1250 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1251 {
1252         int maxobj;
1253
1254         if (!folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1255                 slab_err(s, slab, "Not a valid slab page");
1256                 return 0;
1257         }
1258
1259         maxobj = order_objects(slab_order(slab), s->size);
1260         if (slab->objects > maxobj) {
1261                 slab_err(s, slab, "objects %u > max %u",
1262                         slab->objects, maxobj);
1263                 return 0;
1264         }
1265         if (slab->inuse > slab->objects) {
1266                 slab_err(s, slab, "inuse %u > max %u",
1267                         slab->inuse, slab->objects);
1268                 return 0;
1269         }
1270         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
1271         slab_pad_check(s, slab);
1272         return 1;
1273 }
1274
1275 /*
1276  * Determine if a certain object in a slab is on the freelist. Must hold the
1277  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
1278  */
1279 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *search)
1280 {
1281         int nr = 0;
1282         void *fp;
1283         void *object = NULL;
1284         int max_objects;
1285
1286         fp = slab->freelist;
1287         while (fp && nr <= slab->objects) {
1288                 if (fp == search)
1289                         return 1;
1290                 if (!check_valid_pointer(s, slab, fp)) {
1291                         if (object) {
1292                                 object_err(s, slab, object,
1293                                         "Freechain corrupt");
1294                                 set_freepointer(s, object, NULL);
1295                         } else {
1296                                 slab_err(s, slab, "Freepointer corrupt");
1297                                 slab->freelist = NULL;
1298                                 slab->inuse = slab->objects;
1299                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
1300                                 return 0;
1301                         }
1302                         break;
1303                 }
1304                 object = fp;
1305                 fp = get_freepointer(s, object);
1306                 nr++;
1307         }
1308
1309         max_objects = order_objects(slab_order(slab), s->size);
1310         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1311                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1312
1313         if (slab->objects != max_objects) {
1314                 slab_err(s, slab, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1315                          slab->objects, max_objects);
1316                 slab->objects = max_objects;
1317                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted");
1318         }
1319         if (slab->inuse != slab->objects - nr) {
1320                 slab_err(s, slab, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1321                          slab->inuse, slab->objects - nr);
1322                 slab->inuse = slab->objects - nr;
1323                 slab_fix(s, "Object count adjusted");
1324         }
1325         return search == NULL;
1326 }
1327
1328 static void trace(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *object,
1329                                                                 int alloc)
1330 {
1331         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1332                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1333                         s->name,
1334                         alloc ? "alloc" : "free",
1335                         object, slab->inuse,
1336                         slab->freelist);
1337
1338                 if (!alloc)
1339                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1340                                         s->object_size);
1341
1342                 dump_stack();
1343         }
1344 }
1345
1346 /*
1347  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1348  */
1349 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1350         struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab)
1351 {
1352         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1353                 return;
1354
1355         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1356         list_add(&slab->slab_list, &n->full);
1357 }
1358
1359 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab)
1360 {
1361         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1362                 return;
1363
1364         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1365         list_del(&slab->slab_list);
1366 }
1367
1368 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1369 {
1370         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1371 }
1372
1373 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1374 {
1375         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1376
1377         /*
1378          * May be called early in order to allocate a slab for the
1379          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1380          * dilemma by deferring the increment of the count during
1381          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1382          */
1383         if (likely(n)) {
1384                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1385                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1386         }
1387 }
1388 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1389 {
1390         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1391
1392         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1393         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1394 }
1395
1396 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1397 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, void *object)
1398 {
1399         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON))
1400                 return;
1401
1402         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1403         init_tracking(s, object);
1404 }
1405
1406 static
1407 void setup_slab_debug(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *addr)
1408 {
1409         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_POISON))
1410                 return;
1411
1412         metadata_access_enable();
1413         memset(kasan_reset_tag(addr), POISON_INUSE, slab_size(slab));
1414         metadata_access_disable();
1415 }
1416
1417 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1418                                         struct slab *slab, void *object)
1419 {
1420         if (!check_slab(s, slab))
1421                 return 0;
1422
1423         if (!check_valid_pointer(s, slab, object)) {
1424                 object_err(s, slab, object, "Freelist Pointer check fails");
1425                 return 0;
1426         }
1427
1428         if (!check_object(s, slab, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1429                 return 0;
1430
1431         return 1;
1432 }
1433
1434 static noinline bool alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1435                         struct slab *slab, void *object, int orig_size)
1436 {
1437         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1438                 if (!alloc_consistency_checks(s, slab, object))
1439                         goto bad;
1440         }
1441
1442         /* Success. Perform special debug activities for allocs */
1443         trace(s, slab, object, 1);
1444         set_orig_size(s, object, orig_size);
1445         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1446         return true;
1447
1448 bad:
1449         if (folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1450                 /*
1451                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1452                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1453                  * as used avoids touching the remaining objects.
1454                  */
1455                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1456                 slab->inuse = slab->objects;
1457                 slab->freelist = NULL;
1458         }
1459         return false;
1460 }
1461
1462 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1463                 struct slab *slab, void *object, unsigned long addr)
1464 {
1465         if (!check_valid_pointer(s, slab, object)) {
1466                 slab_err(s, slab, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1467                 return 0;
1468         }
1469
1470         if (on_freelist(s, slab, object)) {
1471                 object_err(s, slab, object, "Object already free");
1472                 return 0;
1473         }
1474
1475         if (!check_object(s, slab, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1476                 return 0;
1477
1478         if (unlikely(s != slab->slab_cache)) {
1479                 if (!folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1480                         slab_err(s, slab, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1481                                  object);
1482                 } else if (!slab->slab_cache) {
1483                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1484                                object);
1485                         dump_stack();
1486                 } else
1487                         object_err(s, slab, object,
1488                                         "page slab pointer corrupt.");
1489                 return 0;
1490         }
1491         return 1;
1492 }
1493
1494 /*
1495  * Parse a block of slub_debug options. Blocks are delimited by ';'
1496  *
1497  * @str:    start of block
1498  * @flags:  returns parsed flags, or DEBUG_DEFAULT_FLAGS if none specified
1499  * @slabs:  return start of list of slabs, or NULL when there's no list
1500  * @init:   assume this is initial parsing and not per-kmem-create parsing
1501  *
1502  * returns the start of next block if there's any, or NULL
1503  */
1504 static char *
1505 parse_slub_debug_flags(char *str, slab_flags_t *flags, char **slabs, bool init)
1506 {
1507         bool higher_order_disable = false;
1508
1509         /* Skip any completely empty blocks */
1510         while (*str && *str == ';')
1511                 str++;
1512
1513         if (*str == ',') {
1514                 /*
1515                  * No options but restriction on slabs. This means full
1516                  * debugging for slabs matching a pattern.
1517                  */
1518                 *flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1519                 goto check_slabs;
1520         }
1521         *flags = 0;
1522
1523         /* Determine which debug features should be switched on */
1524         for (; *str && *str != ',' && *str != ';'; str++) {
1525                 switch (tolower(*str)) {
1526                 case '-':
1527                         *flags = 0;
1528                         break;
1529                 case 'f':
1530                         *flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1531                         break;
1532                 case 'z':
1533                         *flags |= SLAB_RED_ZONE;
1534                         break;
1535                 case 'p':
1536                         *flags |= SLAB_POISON;
1537                         break;
1538                 case 'u':
1539                         *flags |= SLAB_STORE_USER;
1540                         break;
1541                 case 't':
1542                         *flags |= SLAB_TRACE;
1543                         break;
1544                 case 'a':
1545                         *flags |= SLAB_FAILSLAB;
1546                         break;
1547                 case 'o':
1548                         /*
1549                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1550                          * order would increase as a result.
1551                          */
1552                         higher_order_disable = true;
1553                         break;
1554                 default:
1555                         if (init)
1556                                 pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n", *str);
1557                 }
1558         }
1559 check_slabs:
1560         if (*str == ',')
1561                 *slabs = ++str;
1562         else
1563                 *slabs = NULL;
1564
1565         /* Skip over the slab list */
1566         while (*str && *str != ';')
1567                 str++;
1568
1569         /* Skip any completely empty blocks */
1570         while (*str && *str == ';')
1571                 str++;
1572
1573         if (init && higher_order_disable)
1574                 disable_higher_order_debug = 1;
1575
1576         if (*str)
1577                 return str;
1578         else
1579                 return NULL;
1580 }
1581
1582 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1583 {
1584         slab_flags_t flags;
1585         slab_flags_t global_flags;
1586         char *saved_str;
1587         char *slab_list;
1588         bool global_slub_debug_changed = false;
1589         bool slab_list_specified = false;
1590
1591         global_flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1592         if (*str++ != '=' || !*str)
1593                 /*
1594                  * No options specified. Switch on full debugging.
1595                  */
1596                 goto out;
1597
1598         saved_str = str;
1599         while (str) {
1600                 str = parse_slub_debug_flags(str, &flags, &slab_list, true);
1601
1602                 if (!slab_list) {
1603                         global_flags = flags;
1604                         global_slub_debug_changed = true;
1605                 } else {
1606                         slab_list_specified = true;
1607                         if (flags & SLAB_STORE_USER)
1608                                 stack_depot_request_early_init();
1609                 }
1610         }
1611
1612         /*
1613          * For backwards compatibility, a single list of flags with list of
1614          * slabs means debugging is only changed for those slabs, so the global
1615          * slub_debug should be unchanged (0 or DEBUG_DEFAULT_FLAGS, depending
1616          * on CONFIG_SLUB_DEBUG_ON). We can extended that to multiple lists as
1617          * long as there is no option specifying flags without a slab list.
1618          */
1619         if (slab_list_specified) {
1620                 if (!global_slub_debug_changed)
1621                         global_flags = slub_debug;
1622                 slub_debug_string = saved_str;
1623         }
1624 out:
1625         slub_debug = global_flags;
1626         if (slub_debug & SLAB_STORE_USER)
1627                 stack_depot_request_early_init();
1628         if (slub_debug != 0 || slub_debug_string)
1629                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
1630         else
1631                 static_branch_disable(&slub_debug_enabled);
1632         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1633              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1634             (slub_debug & SLAB_POISON))
1635                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1636         return 1;
1637 }
1638
1639 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1640
1641 /*
1642  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1643  * @object_size:        the size of an object without meta data
1644  * @flags:              flags to set
1645  * @name:               name of the cache
1646  *
1647  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1648  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1649  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1650  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1651  */
1652 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1653         slab_flags_t flags, const char *name)
1654 {
1655         char *iter;
1656         size_t len;
1657         char *next_block;
1658         slab_flags_t block_flags;
1659         slab_flags_t slub_debug_local = slub_debug;
1660
1661         if (flags & SLAB_NO_USER_FLAGS)
1662                 return flags;
1663
1664         /*
1665          * If the slab cache is for debugging (e.g. kmemleak) then
1666          * don't store user (stack trace) information by default,
1667          * but let the user enable it via the command line below.
1668          */
1669         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1670                 slub_debug_local &= ~SLAB_STORE_USER;
1671
1672         len = strlen(name);
1673         next_block = slub_debug_string;
1674         /* Go through all blocks of debug options, see if any matches our slab's name */
1675         while (next_block) {
1676                 next_block = parse_slub_debug_flags(next_block, &block_flags, &iter, false);
1677                 if (!iter)
1678                         continue;
1679                 /* Found a block that has a slab list, search it */
1680                 while (*iter) {
1681                         char *end, *glob;
1682                         size_t cmplen;
1683
1684                         end = strchrnul(iter, ',');
1685                         if (next_block && next_block < end)
1686                                 end = next_block - 1;
1687
1688                         glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1689                         if (glob)
1690                                 cmplen = glob - iter;
1691                         else
1692                                 cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1693
1694                         if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1695                                 flags |= block_flags;
1696                                 return flags;
1697                         }
1698
1699                         if (!*end || *end == ';')
1700                                 break;
1701                         iter = end + 1;
1702                 }
1703         }
1704
1705         return flags | slub_debug_local;
1706 }
1707 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1708 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, void *object) {}
1709 static inline
1710 void setup_slab_debug(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *addr) {}
1711
1712 static inline bool alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1713         struct slab *slab, void *object, int orig_size) { return true; }
1714
1715 static inline bool free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1716         struct slab *slab, void *head, void *tail, int *bulk_cnt,
1717         unsigned long addr, depot_stack_handle_t handle) { return true; }
1718
1719 static inline void slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct slab *slab) {}
1720 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1721                         void *object, u8 val) { return 1; }
1722 static inline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void) { return 0; }
1723 static inline void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
1724                              enum track_item alloc, unsigned long addr) {}
1725 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1726                                         struct slab *slab) {}
1727 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1728                                         struct slab *slab) {}
1729 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1730         slab_flags_t flags, const char *name)
1731 {
1732         return flags;
1733 }
1734 #define slub_debug 0
1735
1736 #define disable_higher_order_debug 0
1737
1738 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1739                                                         { return 0; }
1740 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1741                                                         int objects) {}
1742 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1743                                                         int objects) {}
1744
1745 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
1746 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1747                                void **freelist, void *nextfree)
1748 {
1749         return false;
1750 }
1751 #endif
1752 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1753
1754 /*
1755  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1756  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1757  */
1758 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s,
1759                                                 void *x, bool init)
1760 {
1761         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1762         kmsan_slab_free(s, x);
1763
1764         debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1765
1766         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1767                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1768
1769         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
1770         if (!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1771                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
1772                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
1773
1774         /*
1775          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
1776          * kasan_slab_free and initialization memset's must be
1777          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
1778          *
1779          * The initialization memset's clear the object and the metadata,
1780          * but don't touch the SLAB redzone.
1781          */
1782         if (init) {
1783                 int rsize;
1784
1785                 if (!kasan_has_integrated_init())
1786                         memset(kasan_reset_tag(x), 0, s->object_size);
1787                 rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad : 0;
1788                 memset((char *)kasan_reset_tag(x) + s->inuse, 0,
1789                        s->size - s->inuse - rsize);
1790         }
1791         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse. */
1792         return kasan_slab_free(s, x, init);
1793 }
1794
1795 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1796                                            void **head, void **tail,
1797                                            int *cnt)
1798 {
1799
1800         void *object;
1801         void *next = *head;
1802         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1803
1804         if (is_kfence_address(next)) {
1805                 slab_free_hook(s, next, false);
1806                 return true;
1807         }
1808
1809         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1810         *head = NULL;
1811         *tail = NULL;
1812
1813         do {
1814                 object = next;
1815                 next = get_freepointer(s, object);
1816
1817                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1818                 if (!slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s))) {
1819                         /* Move object to the new freelist */
1820                         set_freepointer(s, object, *head);
1821                         *head = object;
1822                         if (!*tail)
1823                                 *tail = object;
1824                 } else {
1825                         /*
1826                          * Adjust the reconstructed freelist depth
1827                          * accordingly if object's reuse is delayed.
1828                          */
1829                         --(*cnt);
1830                 }
1831         } while (object != old_tail);
1832
1833         if (*head == *tail)
1834                 *tail = NULL;
1835
1836         return *head != NULL;
1837 }
1838
1839 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, void *object)
1840 {
1841         setup_object_debug(s, object);
1842         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
1843         if (unlikely(s->ctor)) {
1844                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1845                 s->ctor(object);
1846                 kasan_poison_object_data(s, object);
1847         }
1848         return object;
1849 }
1850
1851 /*
1852  * Slab allocation and freeing
1853  */
1854 static inline struct slab *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1855                 struct kmem_cache_order_objects oo)
1856 {
1857         struct folio *folio;
1858         struct slab *slab;
1859         unsigned int order = oo_order(oo);
1860
1861         if (node == NUMA_NO_NODE)
1862                 folio = (struct folio *)alloc_pages(flags, order);
1863         else
1864                 folio = (struct folio *)__alloc_pages_node(node, flags, order);
1865
1866         if (!folio)
1867                 return NULL;
1868
1869         slab = folio_slab(folio);
1870         __folio_set_slab(folio);
1871         /* Make the flag visible before any changes to folio->mapping */
1872         smp_wmb();
1873         if (folio_is_pfmemalloc(folio))
1874                 slab_set_pfmemalloc(slab);
1875
1876         return slab;
1877 }
1878
1879 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1880 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1881 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1882 {
1883         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1884         int err;
1885
1886         /* Bailout if already initialised */
1887         if (s->random_seq)
1888                 return 0;
1889
1890         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1891         if (err) {
1892                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1893                         s->name);
1894                 return err;
1895         }
1896
1897         /* Transform to an offset on the set of pages */
1898         if (s->random_seq) {
1899                 unsigned int i;
1900
1901                 for (i = 0; i < count; i++)
1902                         s->random_seq[i] *= s->size;
1903         }
1904         return 0;
1905 }
1906
1907 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1908 static void __init init_freelist_randomization(void)
1909 {
1910         struct kmem_cache *s;
1911
1912         mutex_lock(&slab_mutex);
1913
1914         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1915                 init_cache_random_seq(s);
1916
1917         mutex_unlock(&slab_mutex);
1918 }
1919
1920 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1921 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1922                                 unsigned long *pos, void *start,
1923                                 unsigned long page_limit,
1924                                 unsigned long freelist_count)
1925 {
1926         unsigned int idx;
1927
1928         /*
1929          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1930          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1931          */
1932         do {
1933                 idx = s->random_seq[*pos];
1934                 *pos += 1;
1935                 if (*pos >= freelist_count)
1936                         *pos = 0;
1937         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1938
1939         return (char *)start + idx;
1940 }
1941
1942 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1943 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1944 {
1945         void *start;
1946         void *cur;
1947         void *next;
1948         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1949
1950         if (slab->objects < 2 || !s->random_seq)
1951                 return false;
1952
1953         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1954         pos = get_random_u32_below(freelist_count);
1955
1956         page_limit = slab->objects * s->size;
1957         start = fixup_red_left(s, slab_address(slab));
1958
1959         /* First entry is used as the base of the freelist */
1960         cur = next_freelist_entry(s, slab, &pos, start, page_limit,
1961                                 freelist_count);
1962         cur = setup_object(s, cur);
1963         slab->freelist = cur;
1964
1965         for (idx = 1; idx < slab->objects; idx++) {
1966                 next = next_freelist_entry(s, slab, &pos, start, page_limit,
1967                         freelist_count);
1968                 next = setup_object(s, next);
1969                 set_freepointer(s, cur, next);
1970                 cur = next;
1971         }
1972         set_freepointer(s, cur, NULL);
1973
1974         return true;
1975 }
1976 #else
1977 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1978 {
1979         return 0;
1980 }
1981 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1982 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1983 {
1984         return false;
1985 }
1986 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1987
1988 static struct slab *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1989 {
1990         struct slab *slab;
1991         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1992         gfp_t alloc_gfp;
1993         void *start, *p, *next;
1994         int idx;
1995         bool shuffle;
1996
1997         flags &= gfp_allowed_mask;
1998
1999         flags |= s->allocflags;
2000
2001         /*
2002          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
2003          * so we fall-back to the minimum order allocation.
2004          */
2005         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
2006         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
2007                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~__GFP_RECLAIM;
2008
2009         slab = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
2010         if (unlikely(!slab)) {
2011                 oo = s->min;
2012                 alloc_gfp = flags;
2013                 /*
2014                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
2015                  * Try a lower order alloc if possible
2016                  */
2017                 slab = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
2018                 if (unlikely(!slab))
2019                         return NULL;
2020                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
2021         }
2022
2023         slab->objects = oo_objects(oo);
2024         slab->inuse = 0;
2025         slab->frozen = 0;
2026
2027         account_slab(slab, oo_order(oo), s, flags);
2028
2029         slab->slab_cache = s;
2030
2031         kasan_poison_slab(slab);
2032
2033         start = slab_address(slab);
2034
2035         setup_slab_debug(s, slab, start);
2036
2037         shuffle = shuffle_freelist(s, slab);
2038
2039         if (!shuffle) {
2040                 start = fixup_red_left(s, start);
2041                 start = setup_object(s, start);
2042                 slab->freelist = start;
2043                 for (idx = 0, p = start; idx < slab->objects - 1; idx++) {
2044                         next = p + s->size;
2045                         next = setup_object(s, next);
2046                         set_freepointer(s, p, next);
2047                         p = next;
2048                 }
2049                 set_freepointer(s, p, NULL);
2050         }
2051
2052         return slab;
2053 }
2054
2055 static struct slab *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
2056 {
2057         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
2058                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
2059
2060         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2061
2062         return allocate_slab(s,
2063                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
2064 }
2065
2066 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2067 {
2068         struct folio *folio = slab_folio(slab);
2069         int order = folio_order(folio);
2070         int pages = 1 << order;
2071
2072         __slab_clear_pfmemalloc(slab);
2073         folio->mapping = NULL;
2074         /* Make the mapping reset visible before clearing the flag */
2075         smp_wmb();
2076         __folio_clear_slab(folio);
2077         mm_account_reclaimed_pages(pages);
2078         unaccount_slab(slab, order, s);
2079         __free_pages(&folio->page, order);
2080 }
2081
2082 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
2083 {
2084         struct slab *slab = container_of(h, struct slab, rcu_head);
2085
2086         __free_slab(slab->slab_cache, slab);
2087 }
2088
2089 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2090 {
2091         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
2092                 void *p;
2093
2094                 slab_pad_check(s, slab);
2095                 for_each_object(p, s, slab_address(slab), slab->objects)
2096                         check_object(s, slab, p, SLUB_RED_INACTIVE);
2097         }
2098
2099         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
2100                 call_rcu(&slab->rcu_head, rcu_free_slab);
2101         else
2102                 __free_slab(s, slab);
2103 }
2104
2105 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2106 {
2107         dec_slabs_node(s, slab_nid(slab), slab->objects);
2108         free_slab(s, slab);
2109 }
2110
2111 /*
2112  * Management of partially allocated slabs.
2113  */
2114 static inline void
2115 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab, int tail)
2116 {
2117         n->nr_partial++;
2118         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
2119                 list_add_tail(&slab->slab_list, &n->partial);
2120         else
2121                 list_add(&slab->slab_list, &n->partial);
2122 }
2123
2124 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
2125                                 struct slab *slab, int tail)
2126 {
2127         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2128         __add_partial(n, slab, tail);
2129 }
2130
2131 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
2132                                         struct slab *slab)
2133 {
2134         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2135         list_del(&slab->slab_list);
2136         n->nr_partial--;
2137 }
2138
2139 /*
2140  * Called only for kmem_cache_debug() caches instead of acquire_slab(), with a
2141  * slab from the n->partial list. Remove only a single object from the slab, do
2142  * the alloc_debug_processing() checks and leave the slab on the list, or move
2143  * it to full list if it was the last free object.
2144  */
2145 static void *alloc_single_from_partial(struct kmem_cache *s,
2146                 struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab, int orig_size)
2147 {
2148         void *object;
2149
2150         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2151
2152         object = slab->freelist;
2153         slab->freelist = get_freepointer(s, object);
2154         slab->inuse++;
2155
2156         if (!alloc_debug_processing(s, slab, object, orig_size)) {
2157                 remove_partial(n, slab);
2158                 return NULL;
2159         }
2160
2161         if (slab->inuse == slab->objects) {
2162                 remove_partial(n, slab);
2163                 add_full(s, n, slab);
2164         }
2165
2166         return object;
2167 }
2168
2169 /*
2170  * Called only for kmem_cache_debug() caches to allocate from a freshly
2171  * allocated slab. Allocate a single object instead of whole freelist
2172  * and put the slab to the partial (or full) list.
2173  */
2174 static void *alloc_single_from_new_slab(struct kmem_cache *s,
2175                                         struct slab *slab, int orig_size)
2176 {
2177         int nid = slab_nid(slab);
2178         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, nid);
2179         unsigned long flags;
2180         void *object;
2181
2182
2183         object = slab->freelist;
2184         slab->freelist = get_freepointer(s, object);
2185         slab->inuse = 1;
2186
2187         if (!alloc_debug_processing(s, slab, object, orig_size))
2188                 /*
2189                  * It's not really expected that this would fail on a
2190                  * freshly allocated slab, but a concurrent memory
2191                  * corruption in theory could cause that.
2192                  */
2193                 return NULL;
2194
2195         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2196
2197         if (slab->inuse == slab->objects)
2198                 add_full(s, n, slab);
2199         else
2200                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2201
2202         inc_slabs_node(s, nid, slab->objects);
2203         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2204
2205         return object;
2206 }
2207
2208 /*
2209  * Remove slab from the partial list, freeze it and
2210  * return the pointer to the freelist.
2211  *
2212  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
2213  */
2214 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
2215                 struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab,
2216                 int mode)
2217 {
2218         void *freelist;
2219         unsigned long counters;
2220         struct slab new;
2221
2222         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2223
2224         /*
2225          * Zap the freelist and set the frozen bit.
2226          * The old freelist is the list of objects for the
2227          * per cpu allocation list.
2228          */
2229         freelist = slab->freelist;
2230         counters = slab->counters;
2231         new.counters = counters;
2232         if (mode) {
2233                 new.inuse = slab->objects;
2234                 new.freelist = NULL;
2235         } else {
2236                 new.freelist = freelist;
2237         }
2238
2239         VM_BUG_ON(new.frozen);
2240         new.frozen = 1;
2241
2242         if (!__slab_update_freelist(s, slab,
2243                         freelist, counters,
2244                         new.freelist, new.counters,
2245                         "acquire_slab"))
2246                 return NULL;
2247
2248         remove_partial(n, slab);
2249         WARN_ON(!freelist);
2250         return freelist;
2251 }
2252
2253 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2254 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, int drain);
2255 #else
2256 static inline void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2257                                    int drain) { }
2258 #endif
2259 static inline bool pfmemalloc_match(struct slab *slab, gfp_t gfpflags);
2260
2261 /*
2262  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
2263  */
2264 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
2265                               struct partial_context *pc)
2266 {
2267         struct slab *slab, *slab2;
2268         void *object = NULL;
2269         unsigned long flags;
2270         unsigned int partial_slabs = 0;
2271
2272         /*
2273          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
2274          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
2275          * partial slab and there is none available then get_partial()
2276          * will return NULL.
2277          */
2278         if (!n || !n->nr_partial)
2279                 return NULL;
2280
2281         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2282         list_for_each_entry_safe(slab, slab2, &n->partial, slab_list) {
2283                 void *t;
2284
2285                 if (!pfmemalloc_match(slab, pc->flags))
2286                         continue;
2287
2288                 if (IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) || kmem_cache_debug(s)) {
2289                         object = alloc_single_from_partial(s, n, slab,
2290                                                         pc->orig_size);
2291                         if (object)
2292                                 break;
2293                         continue;
2294                 }
2295
2296                 t = acquire_slab(s, n, slab, object == NULL);
2297                 if (!t)
2298                         break;
2299
2300                 if (!object) {
2301                         *pc->slab = slab;
2302                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
2303                         object = t;
2304                 } else {
2305                         put_cpu_partial(s, slab, 0);
2306                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
2307                         partial_slabs++;
2308                 }
2309 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2310                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
2311                         || partial_slabs > s->cpu_partial_slabs / 2)
2312                         break;
2313 #else
2314                 break;
2315 #endif
2316
2317         }
2318         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2319         return object;
2320 }
2321
2322 /*
2323  * Get a slab from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2324  */
2325 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, struct partial_context *pc)
2326 {
2327 #ifdef CONFIG_NUMA
2328         struct zonelist *zonelist;
2329         struct zoneref *z;
2330         struct zone *zone;
2331         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(pc->flags);
2332         void *object;
2333         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2334
2335         /*
2336          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2337          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2338          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2339          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2340          *
2341          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2342          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2343          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2344          * from other nodes and filled up.
2345          *
2346          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2347          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2348          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2349          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2350          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2351          * with available objects.
2352          */
2353         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2354                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2355                 return NULL;
2356
2357         do {
2358                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2359                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), pc->flags);
2360                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2361                         struct kmem_cache_node *n;
2362
2363                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2364
2365                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, pc->flags) &&
2366                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2367                                 object = get_partial_node(s, n, pc);
2368                                 if (object) {
2369                                         /*
2370                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2371                                          * here - if mems_allowed was updated in
2372                                          * parallel, that was a harmless race
2373                                          * between allocation and the cpuset
2374                                          * update
2375                                          */
2376                                         return object;
2377                                 }
2378                         }
2379                 }
2380         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2381 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2382         return NULL;
2383 }
2384
2385 /*
2386  * Get a partial slab, lock it and return it.
2387  */
2388 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, int node, struct partial_context *pc)
2389 {
2390         void *object;
2391         int searchnode = node;
2392
2393         if (node == NUMA_NO_NODE)
2394                 searchnode = numa_mem_id();
2395
2396         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), pc);
2397         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
2398                 return object;
2399
2400         return get_any_partial(s, pc);
2401 }
2402
2403 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
2404
2405 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2406 /*
2407  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2408  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2409  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2410  */
2411 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2412 #else
2413 /*
2414  * No preemption supported therefore also no need to check for
2415  * different cpus.
2416  */
2417 #define TID_STEP 1
2418 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
2419
2420 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2421 {
2422         return tid + TID_STEP;
2423 }
2424
2425 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2426 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2427 {
2428         return tid % TID_STEP;
2429 }
2430
2431 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2432 {
2433         return tid / TID_STEP;
2434 }
2435 #endif
2436
2437 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2438 {
2439         return cpu;
2440 }
2441
2442 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2443                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2444 {
2445 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2446         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2447
2448         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2449
2450 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2451         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2452                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2453                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2454         else
2455 #endif
2456         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2457                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2458                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2459         else
2460                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2461                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2462 #endif
2463         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2464 }
2465
2466 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2467 {
2468         int cpu;
2469         struct kmem_cache_cpu *c;
2470
2471         for_each_possible_cpu(cpu) {
2472                 c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2473                 local_lock_init(&c->lock);
2474                 c->tid = init_tid(cpu);
2475         }
2476 }
2477
2478 /*
2479  * Finishes removing the cpu slab. Merges cpu's freelist with slab's freelist,
2480  * unfreezes the slabs and puts it on the proper list.
2481  * Assumes the slab has been already safely taken away from kmem_cache_cpu
2482  * by the caller.
2483  */
2484 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2485                             void *freelist)
2486 {
2487         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FREE, M_FULL_NOLIST };
2488         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, slab_nid(slab));
2489         int free_delta = 0;
2490         enum slab_modes mode = M_NONE;
2491         void *nextfree, *freelist_iter, *freelist_tail;
2492         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2493         unsigned long flags = 0;
2494         struct slab new;
2495         struct slab old;
2496
2497         if (slab->freelist) {
2498                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2499                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2500         }
2501
2502         /*
2503          * Stage one: Count the objects on cpu's freelist as free_delta and
2504          * remember the last object in freelist_tail for later splicing.
2505          */
2506         freelist_tail = NULL;
2507         freelist_iter = freelist;
2508         while (freelist_iter) {
2509                 nextfree = get_freepointer(s, freelist_iter);
2510
2511                 /*
2512                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2513                  * 'freelist_iter' is already corrupted.  So isolate all objects
2514                  * starting at 'freelist_iter' by skipping them.
2515                  */
2516                 if (freelist_corrupted(s, slab, &freelist_iter, nextfree))
2517                         break;
2518
2519                 freelist_tail = freelist_iter;
2520                 free_delta++;
2521
2522                 freelist_iter = nextfree;
2523         }
2524
2525         /*
2526          * Stage two: Unfreeze the slab while splicing the per-cpu
2527          * freelist to the head of slab's freelist.
2528          *
2529          * Ensure that the slab is unfrozen while the list presence
2530          * reflects the actual number of objects during unfreeze.
2531          *
2532          * We first perform cmpxchg holding lock and insert to list
2533          * when it succeed. If there is mismatch then the slab is not
2534          * unfrozen and number of objects in the slab may have changed.
2535          * Then release lock and retry cmpxchg again.
2536          */
2537 redo:
2538
2539         old.freelist = READ_ONCE(slab->freelist);
2540         old.counters = READ_ONCE(slab->counters);
2541         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2542
2543         /* Determine target state of the slab */
2544         new.counters = old.counters;
2545         if (freelist_tail) {
2546                 new.inuse -= free_delta;
2547                 set_freepointer(s, freelist_tail, old.freelist);
2548                 new.freelist = freelist;
2549         } else
2550                 new.freelist = old.freelist;
2551
2552         new.frozen = 0;
2553
2554         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial) {
2555                 mode = M_FREE;
2556         } else if (new.freelist) {
2557                 mode = M_PARTIAL;
2558                 /*
2559                  * Taking the spinlock removes the possibility that
2560                  * acquire_slab() will see a slab that is frozen
2561                  */
2562                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2563         } else {
2564                 mode = M_FULL_NOLIST;
2565         }
2566
2567
2568         if (!slab_update_freelist(s, slab,
2569                                 old.freelist, old.counters,
2570                                 new.freelist, new.counters,
2571                                 "unfreezing slab")) {
2572                 if (mode == M_PARTIAL)
2573                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2574                 goto redo;
2575         }
2576
2577
2578         if (mode == M_PARTIAL) {
2579                 add_partial(n, slab, tail);
2580                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2581                 stat(s, tail);
2582         } else if (mode == M_FREE) {
2583                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2584                 discard_slab(s, slab);
2585                 stat(s, FREE_SLAB);
2586         } else if (mode == M_FULL_NOLIST) {
2587                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2588         }
2589 }
2590
2591 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2592 static void __unfreeze_partials(struct kmem_cache *s, struct slab *partial_slab)
2593 {
2594         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2595         struct slab *slab, *slab_to_discard = NULL;
2596         unsigned long flags = 0;
2597
2598         while (partial_slab) {
2599                 struct slab new;
2600                 struct slab old;
2601
2602                 slab = partial_slab;
2603                 partial_slab = slab->next;
2604
2605                 n2 = get_node(s, slab_nid(slab));
2606                 if (n != n2) {
2607                         if (n)
2608                                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2609
2610                         n = n2;
2611                         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2612                 }
2613
2614                 do {
2615
2616                         old.freelist = slab->freelist;
2617                         old.counters = slab->counters;
2618                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2619
2620                         new.counters = old.counters;
2621                         new.freelist = old.freelist;
2622
2623                         new.frozen = 0;
2624
2625                 } while (!__slab_update_freelist(s, slab,
2626                                 old.freelist, old.counters,
2627                                 new.freelist, new.counters,
2628                                 "unfreezing slab"));
2629
2630                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2631                         slab->next = slab_to_discard;
2632                         slab_to_discard = slab;
2633                 } else {
2634                         add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2635                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2636                 }
2637         }
2638
2639         if (n)
2640                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2641
2642         while (slab_to_discard) {
2643                 slab = slab_to_discard;
2644                 slab_to_discard = slab_to_discard->next;
2645
2646                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2647                 discard_slab(s, slab);
2648                 stat(s, FREE_SLAB);
2649         }
2650 }
2651
2652 /*
2653  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2654  */
2655 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s)
2656 {
2657         struct slab *partial_slab;
2658         unsigned long flags;
2659
2660         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
2661         partial_slab = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2662         this_cpu_write(s->cpu_slab->partial, NULL);
2663         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2664
2665         if (partial_slab)
2666                 __unfreeze_partials(s, partial_slab);
2667 }
2668
2669 static void unfreeze_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
2670                                   struct kmem_cache_cpu *c)
2671 {
2672         struct slab *partial_slab;
2673
2674         partial_slab = slub_percpu_partial(c);
2675         c->partial = NULL;
2676
2677         if (partial_slab)
2678                 __unfreeze_partials(s, partial_slab);
2679 }
2680
2681 /*
2682  * Put a slab that was just frozen (in __slab_free|get_partial_node) into a
2683  * partial slab slot if available.
2684  *
2685  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2686  * per node partial list.
2687  */
2688 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, int drain)
2689 {
2690         struct slab *oldslab;
2691         struct slab *slab_to_unfreeze = NULL;
2692         unsigned long flags;
2693         int slabs = 0;
2694
2695         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
2696
2697         oldslab = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2698
2699         if (oldslab) {
2700                 if (drain && oldslab->slabs >= s->cpu_partial_slabs) {
2701                         /*
2702                          * Partial array is full. Move the existing set to the
2703                          * per node partial list. Postpone the actual unfreezing
2704                          * outside of the critical section.
2705                          */
2706                         slab_to_unfreeze = oldslab;
2707                         oldslab = NULL;
2708                 } else {
2709                         slabs = oldslab->slabs;
2710                 }
2711         }
2712
2713         slabs++;
2714
2715         slab->slabs = slabs;
2716         slab->next = oldslab;
2717
2718         this_cpu_write(s->cpu_slab->partial, slab);
2719
2720         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2721
2722         if (slab_to_unfreeze) {
2723                 __unfreeze_partials(s, slab_to_unfreeze);
2724                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2725         }
2726 }
2727
2728 #else   /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2729
2730 static inline void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s) { }
2731 static inline void unfreeze_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
2732                                   struct kmem_cache_cpu *c) { }
2733
2734 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2735
2736 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2737 {
2738         unsigned long flags;
2739         struct slab *slab;
2740         void *freelist;
2741
2742         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
2743
2744         slab = c->slab;
2745         freelist = c->freelist;
2746
2747         c->slab = NULL;
2748         c->freelist = NULL;
2749         c->tid = next_tid(c->tid);
2750
2751         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2752
2753         if (slab) {
2754                 deactivate_slab(s, slab, freelist);
2755                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2756         }
2757 }
2758
2759 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2760 {
2761         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2762         void *freelist = c->freelist;
2763         struct slab *slab = c->slab;
2764
2765         c->slab = NULL;
2766         c->freelist = NULL;
2767         c->tid = next_tid(c->tid);
2768
2769         if (slab) {
2770                 deactivate_slab(s, slab, freelist);
2771                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2772         }
2773
2774         unfreeze_partials_cpu(s, c);
2775 }
2776
2777 struct slub_flush_work {
2778         struct work_struct work;
2779         struct kmem_cache *s;
2780         bool skip;
2781 };
2782
2783 /*
2784  * Flush cpu slab.
2785  *
2786  * Called from CPU work handler with migration disabled.
2787  */
2788 static void flush_cpu_slab(struct work_struct *w)
2789 {
2790         struct kmem_cache *s;
2791         struct kmem_cache_cpu *c;
2792         struct slub_flush_work *sfw;
2793
2794         sfw = container_of(w, struct slub_flush_work, work);
2795
2796         s = sfw->s;
2797         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2798
2799         if (c->slab)
2800                 flush_slab(s, c);
2801
2802         unfreeze_partials(s);
2803 }
2804
2805 static bool has_cpu_slab(int cpu, struct kmem_cache *s)
2806 {
2807         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2808
2809         return c->slab || slub_percpu_partial(c);
2810 }
2811
2812 static DEFINE_MUTEX(flush_lock);
2813 static DEFINE_PER_CPU(struct slub_flush_work, slub_flush);
2814
2815 static void flush_all_cpus_locked(struct kmem_cache *s)
2816 {
2817         struct slub_flush_work *sfw;
2818         unsigned int cpu;
2819
2820         lockdep_assert_cpus_held();
2821         mutex_lock(&flush_lock);
2822
2823         for_each_online_cpu(cpu) {
2824                 sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
2825                 if (!has_cpu_slab(cpu, s)) {
2826                         sfw->skip = true;
2827                         continue;
2828                 }
2829                 INIT_WORK(&sfw->work, flush_cpu_slab);
2830                 sfw->skip = false;
2831                 sfw->s = s;
2832                 queue_work_on(cpu, flushwq, &sfw->work);
2833         }
2834
2835         for_each_online_cpu(cpu) {
2836                 sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
2837                 if (sfw->skip)
2838                         continue;
2839                 flush_work(&sfw->work);
2840         }
2841
2842         mutex_unlock(&flush_lock);
2843 }
2844
2845 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2846 {
2847         cpus_read_lock();
2848         flush_all_cpus_locked(s);
2849         cpus_read_unlock();
2850 }
2851
2852 /*
2853  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2854  * necessary.
2855  */
2856 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2857 {
2858         struct kmem_cache *s;
2859
2860         mutex_lock(&slab_mutex);
2861         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2862                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2863         mutex_unlock(&slab_mutex);
2864         return 0;
2865 }
2866
2867 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
2868 static inline void flush_all_cpus_locked(struct kmem_cache *s) { }
2869 static inline void flush_all(struct kmem_cache *s) { }
2870 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu) { }
2871 static inline int slub_cpu_dead(unsigned int cpu) { return 0; }
2872 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
2873
2874 /*
2875  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2876  * locality expectations.
2877  */
2878 static inline int node_match(struct slab *slab, int node)
2879 {
2880 #ifdef CONFIG_NUMA
2881         if (node != NUMA_NO_NODE && slab_nid(slab) != node)
2882                 return 0;
2883 #endif
2884         return 1;
2885 }
2886
2887 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2888 static int count_free(struct slab *slab)
2889 {
2890         return slab->objects - slab->inuse;
2891 }
2892
2893 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2894 {
2895         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2896 }
2897
2898 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
2899 static inline bool free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
2900         struct slab *slab, void *head, void *tail, int *bulk_cnt,
2901         unsigned long addr, depot_stack_handle_t handle)
2902 {
2903         bool checks_ok = false;
2904         void *object = head;
2905         int cnt = 0;
2906
2907         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
2908                 if (!check_slab(s, slab))
2909                         goto out;
2910         }
2911
2912         if (slab->inuse < *bulk_cnt) {
2913                 slab_err(s, slab, "Slab has %d allocated objects but %d are to be freed\n",
2914                          slab->inuse, *bulk_cnt);
2915                 goto out;
2916         }
2917
2918 next_object:
2919
2920         if (++cnt > *bulk_cnt)
2921                 goto out_cnt;
2922
2923         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
2924                 if (!free_consistency_checks(s, slab, object, addr))
2925                         goto out;
2926         }
2927
2928         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
2929                 set_track_update(s, object, TRACK_FREE, addr, handle);
2930         trace(s, slab, object, 0);
2931         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
2932         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
2933
2934         /* Reached end of constructed freelist yet? */
2935         if (object != tail) {
2936                 object = get_freepointer(s, object);
2937                 goto next_object;
2938         }
2939         checks_ok = true;
2940
2941 out_cnt:
2942         if (cnt != *bulk_cnt) {
2943                 slab_err(s, slab, "Bulk free expected %d objects but found %d\n",
2944                          *bulk_cnt, cnt);
2945                 *bulk_cnt = cnt;
2946         }
2947
2948 out:
2949
2950         if (!checks_ok)
2951                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
2952
2953         return checks_ok;
2954 }
2955 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2956
2957 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(SLAB_SUPPORTS_SYSFS)
2958 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2959                                         int (*get_count)(struct slab *))
2960 {
2961         unsigned long flags;
2962         unsigned long x = 0;
2963         struct slab *slab;
2964
2965         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2966         list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
2967                 x += get_count(slab);
2968         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2969         return x;
2970 }
2971 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || SLAB_SUPPORTS_SYSFS */
2972
2973 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2974 static noinline void
2975 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2976 {
2977         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2978                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2979         int node;
2980         struct kmem_cache_node *n;
2981
2982         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2983                 return;
2984
2985         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2986                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2987         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2988                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2989                 oo_order(s->min));
2990
2991         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2992                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2993                         s->name);
2994
2995         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2996                 unsigned long nr_slabs;
2997                 unsigned long nr_objs;
2998                 unsigned long nr_free;
2999
3000                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
3001                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
3002                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
3003
3004                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
3005                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
3006         }
3007 }
3008 #else /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
3009 static inline void
3010 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid) { }
3011 #endif
3012
3013 static inline bool pfmemalloc_match(struct slab *slab, gfp_t gfpflags)
3014 {
3015         if (unlikely(slab_test_pfmemalloc(slab)))
3016                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
3017
3018         return true;
3019 }
3020
3021 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
3022 static inline bool
3023 __update_cpu_freelist_fast(struct kmem_cache *s,
3024                            void *freelist_old, void *freelist_new,
3025                            unsigned long tid)
3026 {
3027         freelist_aba_t old = { .freelist = freelist_old, .counter = tid };
3028         freelist_aba_t new = { .freelist = freelist_new, .counter = next_tid(tid) };
3029
3030         return this_cpu_try_cmpxchg_freelist(s->cpu_slab->freelist_tid.full,
3031                                              &old.full, new.full);
3032 }
3033
3034 /*
3035  * Check the slab->freelist and either transfer the freelist to the
3036  * per cpu freelist or deactivate the slab.
3037  *
3038  * The slab is still frozen if the return value is not NULL.
3039  *
3040  * If this function returns NULL then the slab has been unfrozen.
3041  */
3042 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
3043 {
3044         struct slab new;
3045         unsigned long counters;
3046         void *freelist;
3047
3048         lockdep_assert_held(this_cpu_ptr(&s->cpu_slab->lock));
3049
3050         do {
3051                 freelist = slab->freelist;
3052                 counters = slab->counters;
3053
3054                 new.counters = counters;
3055                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
3056
3057                 new.inuse = slab->objects;
3058                 new.frozen = freelist != NULL;
3059
3060         } while (!__slab_update_freelist(s, slab,
3061                 freelist, counters,
3062                 NULL, new.counters,
3063                 "get_freelist"));
3064
3065         return freelist;
3066 }
3067
3068 /*
3069  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
3070  * debugging duties.
3071  *
3072  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
3073  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
3074  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
3075  *
3076  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
3077  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
3078  * rest of the freelist to the lockless freelist.
3079  *
3080  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
3081  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
3082  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
3083  *
3084  * Version of __slab_alloc to use when we know that preemption is
3085  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
3086  */
3087 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
3088                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c, unsigned int orig_size)
3089 {
3090         void *freelist;
3091         struct slab *slab;
3092         unsigned long flags;
3093         struct partial_context pc;
3094
3095         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
3096
3097 reread_slab:
3098
3099         slab = READ_ONCE(c->slab);
3100         if (!slab) {
3101                 /*
3102                  * if the node is not online or has no normal memory, just
3103                  * ignore the node constraint
3104                  */
3105                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
3106                              !node_isset(node, slab_nodes)))
3107                         node = NUMA_NO_NODE;
3108                 goto new_slab;
3109         }
3110 redo:
3111
3112         if (unlikely(!node_match(slab, node))) {
3113                 /*
3114                  * same as above but node_match() being false already
3115                  * implies node != NUMA_NO_NODE
3116                  */
3117                 if (!node_isset(node, slab_nodes)) {
3118                         node = NUMA_NO_NODE;
3119                 } else {
3120                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
3121                         goto deactivate_slab;
3122                 }
3123         }
3124
3125         /*
3126          * By rights, we should be searching for a slab page that was
3127          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
3128          * information when the page leaves the per-cpu allocator
3129          */
3130         if (unlikely(!pfmemalloc_match(slab, gfpflags)))
3131                 goto deactivate_slab;
3132
3133         /* must check again c->slab in case we got preempted and it changed */
3134         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3135         if (unlikely(slab != c->slab)) {
3136                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3137                 goto reread_slab;
3138         }
3139         freelist = c->freelist;
3140         if (freelist)
3141                 goto load_freelist;
3142
3143         freelist = get_freelist(s, slab);
3144
3145         if (!freelist) {
3146                 c->slab = NULL;
3147                 c->tid = next_tid(c->tid);
3148                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3149                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
3150                 goto new_slab;
3151         }
3152
3153         stat(s, ALLOC_REFILL);
3154
3155 load_freelist:
3156
3157         lockdep_assert_held(this_cpu_ptr(&s->cpu_slab->lock));
3158
3159         /*
3160          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
3161          * slab is pointing to the slab from which the objects are obtained.
3162          * That slab must be frozen for per cpu allocations to work.
3163          */
3164         VM_BUG_ON(!c->slab->frozen);
3165         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
3166         c->tid = next_tid(c->tid);
3167         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3168         return freelist;
3169
3170 deactivate_slab:
3171
3172         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3173         if (slab != c->slab) {
3174                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3175                 goto reread_slab;
3176         }
3177         freelist = c->freelist;
3178         c->slab = NULL;
3179         c->freelist = NULL;
3180         c->tid = next_tid(c->tid);
3181         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3182         deactivate_slab(s, slab, freelist);
3183
3184 new_slab:
3185
3186         if (slub_percpu_partial(c)) {
3187                 local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3188                 if (unlikely(c->slab)) {
3189                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3190                         goto reread_slab;
3191                 }
3192                 if (unlikely(!slub_percpu_partial(c))) {
3193                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3194                         /* we were preempted and partial list got empty */
3195                         goto new_objects;
3196                 }
3197
3198                 slab = c->slab = slub_percpu_partial(c);
3199                 slub_set_percpu_partial(c, slab);
3200                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3201                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
3202                 goto redo;
3203         }
3204
3205 new_objects:
3206
3207         pc.flags = gfpflags;
3208         pc.slab = &slab;
3209         pc.orig_size = orig_size;
3210         freelist = get_partial(s, node, &pc);
3211         if (freelist)
3212                 goto check_new_slab;
3213
3214         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3215         slab = new_slab(s, gfpflags, node);
3216         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3217
3218         if (unlikely(!slab)) {
3219                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
3220                 return NULL;
3221         }
3222
3223         stat(s, ALLOC_SLAB);
3224
3225         if (kmem_cache_debug(s)) {
3226                 freelist = alloc_single_from_new_slab(s, slab, orig_size);
3227
3228                 if (unlikely(!freelist))
3229                         goto new_objects;
3230
3231                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3232                         set_track(s, freelist, TRACK_ALLOC, addr);
3233
3234                 return freelist;
3235         }
3236
3237         /*
3238          * No other reference to the slab yet so we can
3239          * muck around with it freely without cmpxchg
3240          */
3241         freelist = slab->freelist;
3242         slab->freelist = NULL;
3243         slab->inuse = slab->objects;
3244         slab->frozen = 1;
3245
3246         inc_slabs_node(s, slab_nid(slab), slab->objects);
3247
3248 check_new_slab:
3249
3250         if (kmem_cache_debug(s)) {
3251                 /*
3252                  * For debug caches here we had to go through
3253                  * alloc_single_from_partial() so just store the tracking info
3254                  * and return the object
3255                  */
3256                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3257                         set_track(s, freelist, TRACK_ALLOC, addr);
3258
3259                 return freelist;
3260         }
3261
3262         if (unlikely(!pfmemalloc_match(slab, gfpflags))) {
3263                 /*
3264                  * For !pfmemalloc_match() case we don't load freelist so that
3265                  * we don't make further mismatched allocations easier.
3266                  */
3267                 deactivate_slab(s, slab, get_freepointer(s, freelist));
3268                 return freelist;
3269         }
3270
3271 retry_load_slab:
3272
3273         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3274         if (unlikely(c->slab)) {
3275                 void *flush_freelist = c->freelist;
3276                 struct slab *flush_slab = c->slab;
3277
3278                 c->slab = NULL;
3279                 c->freelist = NULL;
3280                 c->tid = next_tid(c->tid);
3281
3282                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3283
3284                 deactivate_slab(s, flush_slab, flush_freelist);
3285
3286                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3287
3288                 goto retry_load_slab;
3289         }
3290         c->slab = slab;
3291
3292         goto load_freelist;
3293 }
3294
3295 /*
3296  * A wrapper for ___slab_alloc() for contexts where preemption is not yet
3297  * disabled. Compensates for possible cpu changes by refetching the per cpu area
3298  * pointer.
3299  */
3300 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
3301                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c, unsigned int orig_size)
3302 {
3303         void *p;
3304
3305 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3306         /*
3307          * We may have been preempted and rescheduled on a different
3308          * cpu before disabling preemption. Need to reload cpu area
3309          * pointer.
3310          */
3311         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3312 #endif
3313
3314         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c, orig_size);
3315 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3316         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3317 #endif
3318         return p;
3319 }
3320
3321 static __always_inline void *__slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
3322                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3323 {
3324         struct kmem_cache_cpu *c;
3325         struct slab *slab;
3326         unsigned long tid;
3327         void *object;
3328
3329 redo:
3330         /*
3331          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
3332          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
3333          * reading from one cpu area. That does not matter as long
3334          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
3335          *
3336          * We must guarantee that tid and kmem_cache_cpu are retrieved on the
3337          * same cpu. We read first the kmem_cache_cpu pointer and use it to read
3338          * the tid. If we are preempted and switched to another cpu between the
3339          * two reads, it's OK as the two are still associated with the same cpu
3340          * and cmpxchg later will validate the cpu.
3341          */
3342         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3343         tid = READ_ONCE(c->tid);
3344
3345         /*
3346          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
3347          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
3348          * on c to guarantee that object and slab associated with previous tid
3349          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
3350          * slab could be one associated with next tid and our alloc/free
3351          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
3352          */
3353         barrier();
3354
3355         /*
3356          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
3357          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
3358          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
3359          * linked list in between.
3360          */
3361
3362         object = c->freelist;
3363         slab = c->slab;
3364
3365         if (!USE_LOCKLESS_FAST_PATH() ||
3366             unlikely(!object || !slab || !node_match(slab, node))) {
3367                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c, orig_size);
3368         } else {
3369                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
3370
3371                 /*
3372                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
3373                  * operation and if we are on the right processor.
3374                  *
3375                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
3376                  * semantics!)
3377                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
3378                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
3379                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
3380                  *
3381                  * Since this is without lock semantics the protection is only
3382                  * against code executing on this cpu *not* from access by
3383                  * other cpus.
3384                  */
3385                 if (unlikely(!__update_cpu_freelist_fast(s, object, next_object, tid))) {
3386                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
3387                         goto redo;
3388                 }
3389                 prefetch_freepointer(s, next_object);
3390                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
3391         }
3392
3393         return object;
3394 }
3395 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
3396 static void *__slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
3397                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3398 {
3399         struct partial_context pc;
3400         struct slab *slab;
3401         void *object;
3402
3403         pc.flags = gfpflags;
3404         pc.slab = &slab;
3405         pc.orig_size = orig_size;
3406         object = get_partial(s, node, &pc);
3407
3408         if (object)
3409                 return object;
3410
3411         slab = new_slab(s, gfpflags, node);
3412         if (unlikely(!slab)) {
3413                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
3414                 return NULL;
3415         }
3416
3417         object = alloc_single_from_new_slab(s, slab, orig_size);
3418
3419         return object;
3420 }
3421 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
3422
3423 /*
3424  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
3425  * zeroing out freelist pointer.
3426  */
3427 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
3428                                                    void *obj)
3429 {
3430         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj)
3431                 memset((void *)((char *)kasan_reset_tag(obj) + s->offset),
3432                         0, sizeof(void *));
3433 }
3434
3435 /*
3436  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
3437  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
3438  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
3439  *
3440  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
3441  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
3442  *
3443  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
3444  */
3445 static __fastpath_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3446                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3447 {
3448         void *object;
3449         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3450         bool init = false;
3451
3452         s = slab_pre_alloc_hook(s, lru, &objcg, 1, gfpflags);
3453         if (!s)
3454                 return NULL;
3455
3456         object = kfence_alloc(s, orig_size, gfpflags);
3457         if (unlikely(object))
3458                 goto out;
3459
3460         object = __slab_alloc_node(s, gfpflags, node, addr, orig_size);
3461
3462         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
3463         init = slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s);
3464
3465 out:
3466         /*
3467          * When init equals 'true', like for kzalloc() family, only
3468          * @orig_size bytes might be zeroed instead of s->object_size
3469          */
3470         slab_post_alloc_hook(s, objcg, gfpflags, 1, &object, init, orig_size);
3471
3472         return object;
3473 }
3474
3475 static __fastpath_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3476                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr, size_t orig_size)
3477 {
3478         return slab_alloc_node(s, lru, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr, orig_size);
3479 }
3480
3481 static __fastpath_inline
3482 void *__kmem_cache_alloc_lru(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3483                              gfp_t gfpflags)
3484 {
3485         void *ret = slab_alloc(s, lru, gfpflags, _RET_IP_, s->object_size);
3486
3487         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
3488
3489         return ret;
3490 }
3491
3492 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
3493 {
3494         return __kmem_cache_alloc_lru(s, NULL, gfpflags);
3495 }
3496 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3497
3498 void *kmem_cache_alloc_lru(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3499                            gfp_t gfpflags)
3500 {
3501         return __kmem_cache_alloc_lru(s, lru, gfpflags);
3502 }
3503 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_lru);
3504
3505 void *__kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
3506                               int node, size_t orig_size,
3507                               unsigned long caller)
3508 {
3509         return slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node,
3510                                caller, orig_size);
3511 }
3512
3513 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
3514 {
3515         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, _RET_IP_, s->object_size);
3516
3517         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, node);
3518
3519         return ret;
3520 }
3521 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3522
3523 static noinline void free_to_partial_list(
3524         struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
3525         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
3526         unsigned long addr)
3527 {
3528         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, slab_nid(slab));
3529         struct slab *slab_free = NULL;
3530         int cnt = bulk_cnt;
3531         unsigned long flags;
3532         depot_stack_handle_t handle = 0;
3533
3534         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3535                 handle = set_track_prepare();
3536
3537         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3538
3539         if (free_debug_processing(s, slab, head, tail, &cnt, addr, handle)) {
3540                 void *prior = slab->freelist;
3541
3542                 /* Perform the actual freeing while we still hold the locks */
3543                 slab->inuse -= cnt;
3544                 set_freepointer(s, tail, prior);
3545                 slab->freelist = head;
3546
3547                 /*
3548                  * If the slab is empty, and node's partial list is full,
3549                  * it should be discarded anyway no matter it's on full or
3550                  * partial list.
3551                  */
3552                 if (slab->inuse == 0 && n->nr_partial >= s->min_partial)
3553                         slab_free = slab;
3554
3555                 if (!prior) {
3556                         /* was on full list */
3557                         remove_full(s, n, slab);
3558                         if (!slab_free) {
3559                                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
3560                                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
3561                         }
3562                 } else if (slab_free) {
3563                         remove_partial(n, slab);
3564                         stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
3565                 }
3566         }
3567
3568         if (slab_free) {
3569                 /*
3570                  * Update the counters while still holding n->list_lock to
3571                  * prevent spurious validation warnings
3572                  */
3573                 dec_slabs_node(s, slab_nid(slab_free), slab_free->objects);
3574         }
3575
3576         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3577
3578         if (slab_free) {
3579                 stat(s, FREE_SLAB);
3580                 free_slab(s, slab_free);
3581         }
3582 }
3583
3584 /*
3585  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
3586  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
3587  *
3588  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
3589  * lock and free the item. If there is no additional partial slab
3590  * handling required then we can return immediately.
3591  */
3592 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
3593                         void *head, void *tail, int cnt,
3594                         unsigned long addr)
3595
3596 {
3597         void *prior;
3598         int was_frozen;
3599         struct slab new;
3600         unsigned long counters;
3601         struct kmem_cache_node *n = NULL;
3602         unsigned long flags;
3603
3604         stat(s, FREE_SLOWPATH);
3605
3606         if (kfence_free(head))
3607                 return;
3608
3609         if (IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) || kmem_cache_debug(s)) {
3610                 free_to_partial_list(s, slab, head, tail, cnt, addr);
3611                 return;
3612         }
3613
3614         do {
3615                 if (unlikely(n)) {
3616                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3617                         n = NULL;
3618                 }
3619                 prior = slab->freelist;
3620                 counters = slab->counters;
3621                 set_freepointer(s, tail, prior);
3622                 new.counters = counters;
3623                 was_frozen = new.frozen;
3624                 new.inuse -= cnt;
3625                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
3626
3627                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
3628
3629                                 /*
3630                                  * Slab was on no list before and will be
3631                                  * partially empty
3632                                  * We can defer the list move and instead
3633                                  * freeze it.
3634                                  */
3635                                 new.frozen = 1;
3636
3637                         } else { /* Needs to be taken off a list */
3638
3639                                 n = get_node(s, slab_nid(slab));
3640                                 /*
3641                                  * Speculatively acquire the list_lock.
3642                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
3643                                  * drop the list_lock without any processing.
3644                                  *
3645                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
3646                                  * other processors updating the list of slabs.
3647                                  */
3648                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3649
3650                         }
3651                 }
3652
3653         } while (!slab_update_freelist(s, slab,
3654                 prior, counters,
3655                 head, new.counters,
3656                 "__slab_free"));
3657
3658         if (likely(!n)) {
3659
3660                 if (likely(was_frozen)) {
3661                         /*
3662                          * The list lock was not taken therefore no list
3663                          * activity can be necessary.
3664                          */
3665                         stat(s, FREE_FROZEN);
3666                 } else if (new.frozen) {
3667                         /*
3668                          * If we just froze the slab then put it onto the
3669                          * per cpu partial list.
3670                          */
3671                         put_cpu_partial(s, slab, 1);
3672                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
3673                 }
3674
3675                 return;
3676         }
3677
3678         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
3679                 goto slab_empty;
3680
3681         /*
3682          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
3683          * then add it.
3684          */
3685         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
3686                 remove_full(s, n, slab);
3687                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
3688                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
3689         }
3690         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3691         return;
3692
3693 slab_empty:
3694         if (prior) {
3695                 /*
3696                  * Slab on the partial list.
3697                  */
3698                 remove_partial(n, slab);
3699                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
3700         } else {
3701                 /* Slab must be on the full list */
3702                 remove_full(s, n, slab);
3703         }
3704
3705         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3706         stat(s, FREE_SLAB);
3707         discard_slab(s, slab);
3708 }
3709
3710 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
3711 /*
3712  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
3713  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
3714  *
3715  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
3716  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
3717  * the item before.
3718  *
3719  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
3720  * with all sorts of special processing.
3721  *
3722  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
3723  * same slab) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
3724  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
3725  */
3726 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
3727                                 struct slab *slab, void *head, void *tail,
3728                                 int cnt, unsigned long addr)
3729 {
3730         void *tail_obj = tail ? : head;
3731         struct kmem_cache_cpu *c;
3732         unsigned long tid;
3733         void **freelist;
3734
3735 redo:
3736         /*
3737          * Determine the currently cpus per cpu slab.
3738          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
3739          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
3740          * during the cmpxchg then the free will succeed.
3741          */
3742         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3743         tid = READ_ONCE(c->tid);
3744
3745         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
3746         barrier();
3747
3748         if (unlikely(slab != c->slab)) {
3749                 __slab_free(s, slab, head, tail_obj, cnt, addr);
3750                 return;
3751         }
3752
3753         if (USE_LOCKLESS_FAST_PATH()) {
3754                 freelist = READ_ONCE(c->freelist);
3755
3756                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
3757
3758                 if (unlikely(!__update_cpu_freelist_fast(s, freelist, head, tid))) {
3759                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
3760                         goto redo;
3761                 }
3762         } else {
3763                 /* Update the free list under the local lock */
3764                 local_lock(&s->cpu_slab->lock);
3765                 c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3766                 if (unlikely(slab != c->slab)) {
3767                         local_unlock(&s->cpu_slab->lock);
3768                         goto redo;
3769                 }
3770                 tid = c->tid;
3771                 freelist = c->freelist;
3772
3773                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
3774                 c->freelist = head;
3775                 c->tid = next_tid(tid);
3776
3777                 local_unlock(&s->cpu_slab->lock);
3778         }
3779         stat(s, FREE_FASTPATH);
3780 }
3781 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
3782 static void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
3783                                 struct slab *slab, void *head, void *tail,
3784                                 int cnt, unsigned long addr)
3785 {
3786         void *tail_obj = tail ? : head;
3787
3788         __slab_free(s, slab, head, tail_obj, cnt, addr);
3789 }
3790 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
3791
3792 static __fastpath_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
3793                                       void *head, void *tail, void **p, int cnt,
3794                                       unsigned long addr)
3795 {
3796         memcg_slab_free_hook(s, slab, p, cnt);
3797         /*
3798          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
3799          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
3800          */
3801         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail, &cnt))
3802                 do_slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
3803 }
3804
3805 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
3806 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3807 {
3808         do_slab_free(cache, virt_to_slab(x), x, NULL, 1, addr);
3809 }
3810 #endif
3811
3812 void __kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x, unsigned long caller)
3813 {
3814         slab_free(s, virt_to_slab(x), x, NULL, &x, 1, caller);
3815 }
3816
3817 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3818 {
3819         s = cache_from_obj(s, x);
3820         if (!s)
3821                 return;
3822         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x, s);
3823         slab_free(s, virt_to_slab(x), x, NULL, &x, 1, _RET_IP_);
3824 }
3825 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3826
3827 struct detached_freelist {
3828         struct slab *slab;
3829         void *tail;
3830         void *freelist;
3831         int cnt;
3832         struct kmem_cache *s;
3833 };
3834
3835 /*
3836  * This function progressively scans the array with free objects (with
3837  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3838  * slab.  It builds a detached freelist directly within the given
3839  * slab/objects.  This can happen without any need for
3840  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3841  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3842  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3843  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3844  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3845  * to performance reasons.
3846  */
3847 static inline
3848 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3849                             void **p, struct detached_freelist *df)
3850 {
3851         int lookahead = 3;
3852         void *object;
3853         struct folio *folio;
3854         size_t same;
3855
3856         object = p[--size];
3857         folio = virt_to_folio(object);
3858         if (!s) {
3859                 /* Handle kalloc'ed objects */
3860                 if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
3861                         free_large_kmalloc(folio, object);
3862                         df->slab = NULL;
3863                         return size;
3864                 }
3865                 /* Derive kmem_cache from object */
3866                 df->slab = folio_slab(folio);
3867                 df->s = df->slab->slab_cache;
3868         } else {
3869                 df->slab = folio_slab(folio);
3870                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3871         }
3872
3873         /* Start new detached freelist */
3874         df->tail = object;
3875         df->freelist = object;
3876         df->cnt = 1;
3877
3878         if (is_kfence_address(object))
3879                 return size;
3880
3881         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3882
3883         same = size;
3884         while (size) {
3885                 object = p[--size];
3886                 /* df->slab is always set at this point */
3887                 if (df->slab == virt_to_slab(object)) {
3888                         /* Opportunity build freelist */
3889                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3890                         df->freelist = object;
3891                         df->cnt++;
3892                         same--;
3893                         if (size != same)
3894                                 swap(p[size], p[same]);
3895                         continue;
3896                 }
3897
3898                 /* Limit look ahead search */
3899                 if (!--lookahead)
3900                         break;
3901         }
3902
3903         return same;
3904 }
3905
3906 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3907 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3908 {
3909         if (!size)
3910                 return;
3911
3912         do {
3913                 struct detached_freelist df;
3914
3915                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3916                 if (!df.slab)
3917                         continue;
3918
3919                 slab_free(df.s, df.slab, df.freelist, df.tail, &p[size], df.cnt,
3920                           _RET_IP_);
3921         } while (likely(size));
3922 }
3923 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3924
3925 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
3926 static inline int __kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
3927                         size_t size, void **p, struct obj_cgroup *objcg)
3928 {
3929         struct kmem_cache_cpu *c;
3930         unsigned long irqflags;
3931         int i;
3932
3933         /*
3934          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3935          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3936          * handlers invoking normal fastpath.
3937          */
3938         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3939         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
3940
3941         for (i = 0; i < size; i++) {
3942                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
3943
3944                 if (unlikely(object)) {
3945                         p[i] = object;
3946                         continue;
3947                 }
3948
3949                 object = c->freelist;
3950                 if (unlikely(!object)) {
3951                         /*
3952                          * We may have removed an object from c->freelist using
3953                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
3954                          * c->tid has not been bumped yet.
3955                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
3956                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
3957                          */
3958                         c->tid = next_tid(c->tid);
3959
3960                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
3961
3962                         /*
3963                          * Invoking slow path likely have side-effect
3964                          * of re-populating per CPU c->freelist
3965                          */
3966                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3967                                             _RET_IP_, c, s->object_size);
3968                         if (unlikely(!p[i]))
3969                                 goto error;
3970
3971                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3972                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3973
3974                         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
3975
3976                         continue; /* goto for-loop */
3977                 }
3978                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3979                 p[i] = object;
3980                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3981         }
3982         c->tid = next_tid(c->tid);
3983         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
3984         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3985
3986         return i;
3987
3988 error:
3989         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3990         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, i, p, false, s->object_size);
3991         kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3992         return 0;
3993
3994 }
3995 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
3996 static int __kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
3997                         size_t size, void **p, struct obj_cgroup *objcg)
3998 {
3999         int i;
4000
4001         for (i = 0; i < size; i++) {
4002                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
4003
4004                 if (unlikely(object)) {
4005                         p[i] = object;
4006                         continue;
4007                 }
4008
4009                 p[i] = __slab_alloc_node(s, flags, NUMA_NO_NODE,
4010                                          _RET_IP_, s->object_size);
4011                 if (unlikely(!p[i]))
4012                         goto error;
4013
4014                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4015         }
4016
4017         return i;
4018
4019 error:
4020         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, i, p, false, s->object_size);
4021         kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
4022         return 0;
4023 }
4024 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4025
4026 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
4027 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
4028                           void **p)
4029 {
4030         int i;
4031         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
4032
4033         if (!size)
4034                 return 0;
4035
4036         /* memcg and kmem_cache debug support */
4037         s = slab_pre_alloc_hook(s, NULL, &objcg, size, flags);
4038         if (unlikely(!s))
4039                 return 0;
4040
4041         i = __kmem_cache_alloc_bulk(s, flags, size, p, objcg);
4042
4043         /*
4044          * memcg and kmem_cache debug support and memory initialization.
4045          * Done outside of the IRQ disabled fastpath loop.
4046          */
4047         if (i != 0)
4048                 slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p,
4049                         slab_want_init_on_alloc(flags, s), s->object_size);
4050         return i;
4051 }
4052 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
4053
4054
4055 /*
4056  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
4057  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
4058  * get the required alignment by putting one properly sized object after
4059  * another.
4060  *
4061  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
4062  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
4063  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
4064  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
4065  * locking overhead.
4066  */
4067
4068 /*
4069  * Minimum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
4070  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
4071  * and increases the number of allocations possible without having to
4072  * take the list_lock.
4073  */
4074 static unsigned int slub_min_order;
4075 static unsigned int slub_max_order =
4076         IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) ? 1 : PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
4077 static unsigned int slub_min_objects;
4078
4079 /*
4080  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
4081  *
4082  * The order of allocation has significant impact on performance and other
4083  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
4084  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
4085  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
4086  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
4087  * would be wasted.
4088  *
4089  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
4090  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
4091  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
4092  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
4093  *
4094  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
4095  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
4096  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
4097  * of space in favor of a small page order.
4098  *
4099  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
4100  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
4101  * requested a higher minimum order then we start with that one instead of
4102  * the smallest order which will fit the object.
4103  */
4104 static inline unsigned int calc_slab_order(unsigned int size,
4105                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
4106                 unsigned int fract_leftover)
4107 {
4108         unsigned int min_order = slub_min_order;
4109         unsigned int order;
4110
4111         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
4112                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
4113
4114         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
4115                         order <= max_order; order++) {
4116
4117                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
4118                 unsigned int rem;
4119
4120                 rem = slab_size % size;
4121
4122                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
4123                         break;
4124         }
4125
4126         return order;
4127 }
4128
4129 static inline int calculate_order(unsigned int size)
4130 {
4131         unsigned int order;
4132         unsigned int min_objects;
4133         unsigned int max_objects;
4134         unsigned int nr_cpus;
4135
4136         /*
4137          * Attempt to find best configuration for a slab. This
4138          * works by first attempting to generate a layout with
4139          * the best configuration and backing off gradually.
4140          *
4141          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
4142          * we reduce the minimum objects required in a slab.
4143          */
4144         min_objects = slub_min_objects;
4145         if (!min_objects) {
4146                 /*
4147                  * Some architectures will only update present cpus when
4148                  * onlining them, so don't trust the number if it's just 1. But
4149                  * we also don't want to use nr_cpu_ids always, as on some other
4150                  * architectures, there can be many possible cpus, but never
4151                  * onlined. Here we compromise between trying to avoid too high
4152                  * order on systems that appear larger than they are, and too
4153                  * low order on systems that appear smaller than they are.
4154                  */
4155                 nr_cpus = num_present_cpus();
4156                 if (nr_cpus <= 1)
4157                         nr_cpus = nr_cpu_ids;
4158                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpus) + 1);
4159         }
4160         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
4161         min_objects = min(min_objects, max_objects);
4162
4163         while (min_objects > 1) {
4164                 unsigned int fraction;
4165
4166                 fraction = 16;
4167                 while (fraction >= 4) {
4168                         order = calc_slab_order(size, min_objects,
4169                                         slub_max_order, fraction);
4170                         if (order <= slub_max_order)
4171                                 return order;
4172                         fraction /= 2;
4173                 }
4174                 min_objects--;
4175         }
4176
4177         /*
4178          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
4179          * lets see if we can place a single object there.
4180          */
4181         order = calc_slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
4182         if (order <= slub_max_order)
4183                 return order;
4184
4185         /*
4186          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
4187          */
4188         order = calc_slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
4189         if (order <= MAX_ORDER)
4190                 return order;
4191         return -ENOSYS;
4192 }
4193
4194 static void
4195 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
4196 {
4197         n->nr_partial = 0;
4198         spin_lock_init(&n->list_lock);
4199         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
4200 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4201         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
4202         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
4203         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
4204 #endif
4205 }
4206
4207 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4208 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
4209 {
4210         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
4211                         NR_KMALLOC_TYPES * KMALLOC_SHIFT_HIGH *
4212                         sizeof(struct kmem_cache_cpu));
4213
4214         /*
4215          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
4216          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
4217          */
4218         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
4219                                      2 * sizeof(void *));
4220
4221         if (!s->cpu_slab)
4222                 return 0;
4223
4224         init_kmem_cache_cpus(s);
4225
4226         return 1;
4227 }
4228 #else
4229 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
4230 {
4231         return 1;
4232 }
4233 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4234
4235 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
4236
4237 /*
4238  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
4239  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
4240  * possible.
4241  *
4242  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
4243  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
4244  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
4245  */
4246 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
4247 {
4248         struct slab *slab;
4249         struct kmem_cache_node *n;
4250
4251         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
4252
4253         slab = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
4254
4255         BUG_ON(!slab);
4256         inc_slabs_node(kmem_cache_node, slab_nid(slab), slab->objects);
4257         if (slab_nid(slab) != node) {
4258                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
4259                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
4260         }
4261
4262         n = slab->freelist;
4263         BUG_ON(!n);
4264 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4265         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
4266         init_tracking(kmem_cache_node, n);
4267 #endif
4268         n = kasan_slab_alloc(kmem_cache_node, n, GFP_KERNEL, false);
4269         slab->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
4270         slab->inuse = 1;
4271         kmem_cache_node->node[node] = n;
4272         init_kmem_cache_node(n);
4273         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, slab->objects);
4274
4275         /*
4276          * No locks need to be taken here as it has just been
4277          * initialized and there is no concurrent access.
4278          */
4279         __add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_HEAD);
4280 }
4281
4282 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
4283 {
4284         int node;
4285         struct kmem_cache_node *n;
4286
4287         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4288                 s->node[node] = NULL;
4289                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4290         }
4291 }
4292
4293 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
4294 {
4295         cache_random_seq_destroy(s);
4296 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4297         free_percpu(s->cpu_slab);
4298 #endif
4299         free_kmem_cache_nodes(s);
4300 }
4301
4302 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
4303 {
4304         int node;
4305
4306         for_each_node_mask(node, slab_nodes) {
4307                 struct kmem_cache_node *n;
4308
4309                 if (slab_state == DOWN) {
4310                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
4311                         continue;
4312                 }
4313                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
4314                                                 GFP_KERNEL, node);
4315
4316                 if (!n) {
4317                         free_kmem_cache_nodes(s);
4318                         return 0;
4319                 }
4320
4321                 init_kmem_cache_node(n);
4322                 s->node[node] = n;
4323         }
4324         return 1;
4325 }
4326
4327 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
4328 {
4329 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
4330         unsigned int nr_objects;
4331
4332         /*
4333          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
4334          * per cpu partial lists of a processor.
4335          *
4336          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
4337          * object freed. If they are used for allocation then they can be
4338          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
4339          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
4340          *
4341          * For backwards compatibility reasons, this is determined as number
4342          * of objects, even though we now limit maximum number of pages, see
4343          * slub_set_cpu_partial()
4344          */
4345         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4346                 nr_objects = 0;
4347         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
4348                 nr_objects = 6;
4349         else if (s->size >= 1024)
4350                 nr_objects = 24;
4351         else if (s->size >= 256)
4352                 nr_objects = 52;
4353         else
4354                 nr_objects = 120;
4355
4356         slub_set_cpu_partial(s, nr_objects);
4357 #endif
4358 }
4359
4360 /*
4361  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
4362  * a slab object.
4363  */
4364 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
4365 {
4366         slab_flags_t flags = s->flags;
4367         unsigned int size = s->object_size;
4368         unsigned int order;
4369
4370         /*
4371          * Round up object size to the next word boundary. We can only
4372          * place the free pointer at word boundaries and this determines
4373          * the possible location of the free pointer.
4374          */
4375         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
4376
4377 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4378         /*
4379          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
4380          * the slab may touch the object after free or before allocation
4381          * then we should never poison the object itself.
4382          */
4383         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
4384                         !s->ctor)
4385                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
4386         else
4387                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
4388
4389
4390         /*
4391          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
4392          * end of the object and the free pointer. If not then add an
4393          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
4394          */
4395         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
4396                 size += sizeof(void *);
4397 #endif
4398
4399         /*
4400          * With that we have determined the number of bytes in actual use
4401          * by the object and redzoning.
4402          */
4403         s->inuse = size;
4404
4405         if (slub_debug_orig_size(s) ||
4406             (flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
4407             ((flags & SLAB_RED_ZONE) && s->object_size < sizeof(void *)) ||
4408             s->ctor) {
4409                 /*
4410                  * Relocate free pointer after the object if it is not
4411                  * permitted to overwrite the first word of the object on
4412                  * kmem_cache_free.
4413                  *
4414                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
4415                  * destructor, are poisoning the objects, or are
4416                  * redzoning an object smaller than sizeof(void *).
4417                  *
4418                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
4419                  * pointer is outside of the object is used in the
4420                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
4421                  * longer true, the function needs to be modified.
4422                  */
4423                 s->offset = size;
4424                 size += sizeof(void *);
4425         } else {
4426                 /*
4427                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
4428                  * it away from the edges of the object to avoid small
4429                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
4430                  */
4431                 s->offset = ALIGN_DOWN(s->object_size / 2, sizeof(void *));
4432         }
4433
4434 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4435         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
4436                 /*
4437                  * Need to store information about allocs and frees after
4438                  * the object.
4439                  */
4440                 size += 2 * sizeof(struct track);
4441
4442                 /* Save the original kmalloc request size */
4443                 if (flags & SLAB_KMALLOC)
4444                         size += sizeof(unsigned int);
4445         }
4446 #endif
4447
4448         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
4449 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4450         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
4451                 /*
4452                  * Add some empty padding so that we can catch
4453                  * overwrites from earlier objects rather than let
4454                  * tracking information or the free pointer be
4455                  * corrupted if a user writes before the start
4456                  * of the object.
4457                  */
4458                 size += sizeof(void *);
4459
4460                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
4461                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
4462                 size += s->red_left_pad;
4463         }
4464 #endif
4465
4466         /*
4467          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
4468          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
4469          * each object to conform to the alignment.
4470          */
4471         size = ALIGN(size, s->align);
4472         s->size = size;
4473         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
4474         order = calculate_order(size);
4475
4476         if ((int)order < 0)
4477                 return 0;
4478
4479         s->allocflags = 0;
4480         if (order)
4481                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
4482
4483         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4484                 s->allocflags |= GFP_DMA;
4485
4486         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
4487                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
4488
4489         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4490                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
4491
4492         /*
4493          * Determine the number of objects per slab
4494          */
4495         s->oo = oo_make(order, size);
4496         s->min = oo_make(get_order(size), size);
4497
4498         return !!oo_objects(s->oo);
4499 }
4500
4501 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4502 {
4503         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name);
4504 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
4505         s->random = get_random_long();
4506 #endif
4507
4508         if (!calculate_sizes(s))
4509                 goto error;
4510         if (disable_higher_order_debug) {
4511                 /*
4512                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
4513                  * order increased.
4514                  */
4515                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
4516                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
4517                         s->offset = 0;
4518                         if (!calculate_sizes(s))
4519                                 goto error;
4520                 }
4521         }
4522
4523 #ifdef system_has_freelist_aba
4524         if (system_has_freelist_aba() && !(s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG)) {
4525                 /* Enable fast mode */
4526                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
4527         }
4528 #endif
4529
4530         /*
4531          * The larger the object size is, the more slabs we want on the partial
4532          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
4533          */
4534         s->min_partial = min_t(unsigned long, MAX_PARTIAL, ilog2(s->size) / 2);
4535         s->min_partial = max_t(unsigned long, MIN_PARTIAL, s->min_partial);
4536
4537         set_cpu_partial(s);
4538
4539 #ifdef CONFIG_NUMA
4540         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
4541 #endif
4542
4543         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
4544         if (slab_state >= UP) {
4545                 if (init_cache_random_seq(s))
4546                         goto error;
4547         }
4548
4549         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
4550                 goto error;
4551
4552         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
4553                 return 0;
4554
4555 error:
4556         __kmem_cache_release(s);
4557         return -EINVAL;
4558 }
4559
4560 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
4561                               const char *text)
4562 {
4563 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4564         void *addr = slab_address(slab);
4565         void *p;
4566
4567         slab_err(s, slab, text, s->name);
4568
4569         spin_lock(&object_map_lock);
4570         __fill_map(object_map, s, slab);
4571
4572         for_each_object(p, s, addr, slab->objects) {
4573
4574                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), object_map)) {
4575                         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
4576                         print_tracking(s, p);
4577                 }
4578         }
4579         spin_unlock(&object_map_lock);
4580 #endif
4581 }
4582
4583 /*
4584  * Attempt to free all partial slabs on a node.
4585  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
4586  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
4587  */
4588 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
4589 {
4590         LIST_HEAD(discard);
4591         struct slab *slab, *h;
4592
4593         BUG_ON(irqs_disabled());
4594         spin_lock_irq(&n->list_lock);
4595         list_for_each_entry_safe(slab, h, &n->partial, slab_list) {
4596                 if (!slab->inuse) {
4597                         remove_partial(n, slab);
4598                         list_add(&slab->slab_list, &discard);
4599                 } else {
4600                         list_slab_objects(s, slab,
4601                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
4602                 }
4603         }
4604         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4605
4606         list_for_each_entry_safe(slab, h, &discard, slab_list)
4607                 discard_slab(s, slab);
4608 }
4609
4610 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
4611 {
4612         int node;
4613         struct kmem_cache_node *n;
4614
4615         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4616                 if (n->nr_partial || node_nr_slabs(n))
4617                         return false;
4618         return true;
4619 }
4620
4621 /*
4622  * Release all resources used by a slab cache.
4623  */
4624 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
4625 {
4626         int node;
4627         struct kmem_cache_node *n;
4628
4629         flush_all_cpus_locked(s);
4630         /* Attempt to free all objects */
4631         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4632                 free_partial(s, n);
4633                 if (n->nr_partial || node_nr_slabs(n))
4634                         return 1;
4635         }
4636         return 0;
4637 }
4638
4639 #ifdef CONFIG_PRINTK
4640 void __kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct slab *slab)
4641 {
4642         void *base;
4643         int __maybe_unused i;
4644         unsigned int objnr;
4645         void *objp;
4646         void *objp0;
4647         struct kmem_cache *s = slab->slab_cache;
4648         struct track __maybe_unused *trackp;
4649
4650         kpp->kp_ptr = object;
4651         kpp->kp_slab = slab;
4652         kpp->kp_slab_cache = s;
4653         base = slab_address(slab);
4654         objp0 = kasan_reset_tag(object);
4655 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4656         objp = restore_red_left(s, objp0);
4657 #else
4658         objp = objp0;
4659 #endif
4660         objnr = obj_to_index(s, slab, objp);
4661         kpp->kp_data_offset = (unsigned long)((char *)objp0 - (char *)objp);
4662         objp = base + s->size * objnr;
4663         kpp->kp_objp = objp;
4664         if (WARN_ON_ONCE(objp < base || objp >= base + slab->objects * s->size
4665                          || (objp - base) % s->size) ||
4666             !(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4667                 return;
4668 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4669         objp = fixup_red_left(s, objp);
4670         trackp = get_track(s, objp, TRACK_ALLOC);
4671         kpp->kp_ret = (void *)trackp->addr;
4672 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
4673         {
4674                 depot_stack_handle_t handle;
4675                 unsigned long *entries;
4676                 unsigned int nr_entries;
4677
4678                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
4679                 if (handle) {
4680                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
4681                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
4682                                 kpp->kp_stack[i] = (void *)entries[i];
4683                 }
4684
4685                 trackp = get_track(s, objp, TRACK_FREE);
4686                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
4687                 if (handle) {
4688                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
4689                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
4690                                 kpp->kp_free_stack[i] = (void *)entries[i];
4691                 }
4692         }
4693 #endif
4694 #endif
4695 }
4696 #endif
4697
4698 /********************************************************************
4699  *              Kmalloc subsystem
4700  *******************************************************************/
4701
4702 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
4703 {
4704         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
4705
4706         return 1;
4707 }
4708
4709 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
4710
4711 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
4712 {
4713         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
4714         slub_max_order = min_t(unsigned int, slub_max_order, MAX_ORDER);
4715
4716         return 1;
4717 }
4718
4719 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
4720
4721 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
4722 {
4723         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
4724
4725         return 1;
4726 }
4727
4728 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
4729
4730 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
4731 /*
4732  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
4733  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
4734  * cache's usercopy region.
4735  *
4736  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4737  * to indicate an error.
4738  */
4739 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n,
4740                          const struct slab *slab, bool to_user)
4741 {
4742         struct kmem_cache *s;
4743         unsigned int offset;
4744         bool is_kfence = is_kfence_address(ptr);
4745
4746         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
4747
4748         /* Find object and usable object size. */
4749         s = slab->slab_cache;
4750
4751         /* Reject impossible pointers. */
4752         if (ptr < slab_address(slab))
4753                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
4754                                to_user, 0, n);
4755
4756         /* Find offset within object. */
4757         if (is_kfence)
4758                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
4759         else
4760                 offset = (ptr - slab_address(slab)) % s->size;
4761
4762         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
4763         if (!is_kfence && kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
4764                 if (offset < s->red_left_pad)
4765                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
4766                                        s->name, to_user, offset, n);
4767                 offset -= s->red_left_pad;
4768         }
4769
4770         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
4771         if (offset >= s->useroffset &&
4772             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
4773             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
4774                 return;
4775
4776         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4777 }
4778 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4779
4780 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
4781
4782 /*
4783  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
4784  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
4785  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
4786  *
4787  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
4788  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
4789  * are freed in them.
4790  */
4791 static int __kmem_cache_do_shrink(struct kmem_cache *s)
4792 {
4793         int node;
4794         int i;
4795         struct kmem_cache_node *n;
4796         struct slab *slab;
4797         struct slab *t;
4798         struct list_head discard;
4799         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
4800         unsigned long flags;
4801         int ret = 0;
4802
4803         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4804                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
4805                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
4806                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
4807
4808                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4809
4810                 /*
4811                  * Build lists of slabs to discard or promote.
4812                  *
4813                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
4814                  * list_lock. slab->inuse here is the upper limit.
4815                  */
4816                 list_for_each_entry_safe(slab, t, &n->partial, slab_list) {
4817                         int free = slab->objects - slab->inuse;
4818
4819                         /* Do not reread slab->inuse */
4820                         barrier();
4821
4822                         /* We do not keep full slabs on the list */
4823                         BUG_ON(free <= 0);
4824
4825                         if (free == slab->objects) {
4826                                 list_move(&slab->slab_list, &discard);
4827                                 n->nr_partial--;
4828                                 dec_slabs_node(s, node, slab->objects);
4829                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4830                                 list_move(&slab->slab_list, promote + free - 1);
4831                 }
4832
4833                 /*
4834                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4835                  * partial list.
4836                  */
4837                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4838                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4839
4840                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4841
4842                 /* Release empty slabs */
4843                 list_for_each_entry_safe(slab, t, &discard, slab_list)
4844                         free_slab(s, slab);
4845
4846                 if (node_nr_slabs(n))
4847                         ret = 1;
4848         }
4849
4850         return ret;
4851 }
4852
4853 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
4854 {
4855         flush_all(s);
4856         return __kmem_cache_do_shrink(s);
4857 }
4858
4859 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4860 {
4861         struct kmem_cache *s;
4862
4863         mutex_lock(&slab_mutex);
4864         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4865                 flush_all_cpus_locked(s);
4866                 __kmem_cache_do_shrink(s);
4867         }
4868         mutex_unlock(&slab_mutex);
4869
4870         return 0;
4871 }
4872
4873 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4874 {
4875         struct memory_notify *marg = arg;
4876         int offline_node;
4877
4878         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4879
4880         /*
4881          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4882          * for it yet.
4883          */
4884         if (offline_node < 0)
4885                 return;
4886
4887         mutex_lock(&slab_mutex);
4888         node_clear(offline_node, slab_nodes);
4889         /*
4890          * We no longer free kmem_cache_node structures here, as it would be
4891          * racy with all get_node() users, and infeasible to protect them with
4892          * slab_mutex.
4893          */
4894         mutex_unlock(&slab_mutex);
4895 }
4896
4897 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4898 {
4899         struct kmem_cache_node *n;
4900         struct kmem_cache *s;
4901         struct memory_notify *marg = arg;
4902         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4903         int ret = 0;
4904
4905         /*
4906          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4907          * already created. Nothing to do.
4908          */
4909         if (nid < 0)
4910                 return 0;
4911
4912         /*
4913          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4914          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4915          * online.
4916          */
4917         mutex_lock(&slab_mutex);
4918         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4919                 /*
4920                  * The structure may already exist if the node was previously
4921                  * onlined and offlined.
4922                  */
4923                 if (get_node(s, nid))
4924                         continue;
4925                 /*
4926                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4927                  *      since memory is not yet available from the node that
4928                  *      is brought up.
4929                  */
4930                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4931                 if (!n) {
4932                         ret = -ENOMEM;
4933                         goto out;
4934                 }
4935                 init_kmem_cache_node(n);
4936                 s->node[nid] = n;
4937         }
4938         /*
4939          * Any cache created after this point will also have kmem_cache_node
4940          * initialized for the new node.
4941          */
4942         node_set(nid, slab_nodes);
4943 out:
4944         mutex_unlock(&slab_mutex);
4945         return ret;
4946 }
4947
4948 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4949                                 unsigned long action, void *arg)
4950 {
4951         int ret = 0;
4952
4953         switch (action) {
4954         case MEM_GOING_ONLINE:
4955                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4956                 break;
4957         case MEM_GOING_OFFLINE:
4958                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4959                 break;
4960         case MEM_OFFLINE:
4961         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4962                 slab_mem_offline_callback(arg);
4963                 break;
4964         case MEM_ONLINE:
4965         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4966                 break;
4967         }
4968         if (ret)
4969                 ret = notifier_from_errno(ret);
4970         else
4971                 ret = NOTIFY_OK;
4972         return ret;
4973 }
4974
4975 /********************************************************************
4976  *                      Basic setup of slabs
4977  *******************************************************************/
4978
4979 /*
4980  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4981  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4982  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4983  */
4984
4985 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4986 {
4987         int node;
4988         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4989         struct kmem_cache_node *n;
4990
4991         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4992
4993         /*
4994          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4995          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4996          * IPIs around.
4997          */
4998         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4999         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5000                 struct slab *p;
5001
5002                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
5003                         p->slab_cache = s;
5004
5005 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5006                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
5007                         p->slab_cache = s;
5008 #endif
5009         }
5010         list_add(&s->list, &slab_caches);
5011         return s;
5012 }
5013
5014 void __init kmem_cache_init(void)
5015 {
5016         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
5017                 boot_kmem_cache_node;
5018         int node;
5019
5020         if (debug_guardpage_minorder())
5021                 slub_max_order = 0;
5022
5023         /* Print slub debugging pointers without hashing */
5024         if (__slub_debug_enabled())
5025                 no_hash_pointers_enable(NULL);
5026
5027         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
5028         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
5029
5030         /*
5031          * Initialize the nodemask for which we will allocate per node
5032          * structures. Here we don't need taking slab_mutex yet.
5033          */
5034         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
5035                 node_set(node, slab_nodes);
5036
5037         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
5038                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
5039
5040         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
5041
5042         /* Able to allocate the per node structures */
5043         slab_state = PARTIAL;
5044
5045         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
5046                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
5047                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
5048                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
5049
5050         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
5051         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
5052
5053         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
5054         setup_kmalloc_cache_index_table();
5055         create_kmalloc_caches(0);
5056
5057         /* Setup random freelists for each cache */
5058         init_freelist_randomization();
5059
5060         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
5061                                   slub_cpu_dead);
5062
5063         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
5064                 cache_line_size(),
5065                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
5066                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
5067 }
5068
5069 void __init kmem_cache_init_late(void)
5070 {
5071 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
5072         flushwq = alloc_workqueue("slub_flushwq", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
5073         WARN_ON(!flushwq);
5074 #endif
5075 }
5076
5077 struct kmem_cache *
5078 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
5079                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
5080 {
5081         struct kmem_cache *s;
5082
5083         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
5084         if (s) {
5085                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
5086                         return NULL;
5087
5088                 s->refcount++;
5089
5090                 /*
5091                  * Adjust the object sizes so that we clear
5092                  * the complete object on kzalloc.
5093                  */
5094                 s->object_size = max(s->object_size, size);
5095                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
5096         }
5097
5098         return s;
5099 }
5100
5101 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
5102 {
5103         int err;
5104
5105         err = kmem_cache_open(s, flags);
5106         if (err)
5107                 return err;
5108
5109         /* Mutex is not taken during early boot */
5110         if (slab_state <= UP)
5111                 return 0;
5112
5113         err = sysfs_slab_add(s);
5114         if (err) {
5115                 __kmem_cache_release(s);
5116                 return err;
5117         }
5118
5119         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
5120                 debugfs_slab_add(s);
5121
5122         return 0;
5123 }
5124
5125 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
5126 static int count_inuse(struct slab *slab)
5127 {
5128         return slab->inuse;
5129 }
5130
5131 static int count_total(struct slab *slab)
5132 {
5133         return slab->objects;
5134 }
5135 #endif
5136
5137 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5138 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
5139                           unsigned long *obj_map)
5140 {
5141         void *p;
5142         void *addr = slab_address(slab);
5143
5144         if (!check_slab(s, slab) || !on_freelist(s, slab, NULL))
5145                 return;
5146
5147         /* Now we know that a valid freelist exists */
5148         __fill_map(obj_map, s, slab);
5149         for_each_object(p, s, addr, slab->objects) {
5150                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map) ?
5151                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
5152
5153                 if (!check_object(s, slab, p, val))
5154                         break;
5155         }
5156 }
5157
5158 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
5159                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *obj_map)
5160 {
5161         unsigned long count = 0;
5162         struct slab *slab;
5163         unsigned long flags;
5164
5165         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5166
5167         list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list) {
5168                 validate_slab(s, slab, obj_map);
5169                 count++;
5170         }
5171         if (count != n->nr_partial) {
5172                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
5173                        s->name, count, n->nr_partial);
5174                 slab_add_kunit_errors();
5175         }
5176
5177         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5178                 goto out;
5179
5180         list_for_each_entry(slab, &n->full, slab_list) {
5181                 validate_slab(s, slab, obj_map);
5182                 count++;
5183         }
5184         if (count != node_nr_slabs(n)) {
5185                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
5186                        s->name, count, node_nr_slabs(n));
5187                 slab_add_kunit_errors();
5188         }
5189
5190 out:
5191         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5192         return count;
5193 }
5194
5195 long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
5196 {
5197         int node;
5198         unsigned long count = 0;
5199         struct kmem_cache_node *n;
5200         unsigned long *obj_map;
5201
5202         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
5203         if (!obj_map)
5204                 return -ENOMEM;
5205
5206         flush_all(s);
5207         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
5208                 count += validate_slab_node(s, n, obj_map);
5209
5210         bitmap_free(obj_map);
5211
5212         return count;
5213 }
5214 EXPORT_SYMBOL(validate_slab_cache);
5215
5216 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
5217 /*
5218  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
5219  * and freed.
5220  */
5221
5222 struct location {
5223         depot_stack_handle_t handle;
5224         unsigned long count;
5225         unsigned long addr;
5226         unsigned long waste;
5227         long long sum_time;
5228         long min_time;
5229         long max_time;
5230         long min_pid;
5231         long max_pid;
5232         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
5233         nodemask_t nodes;
5234 };
5235
5236 struct loc_track {
5237         unsigned long max;
5238         unsigned long count;
5239         struct location *loc;
5240         loff_t idx;
5241 };
5242
5243 static struct dentry *slab_debugfs_root;
5244
5245 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
5246 {
5247         if (t->max)
5248                 free_pages((unsigned long)t->loc,
5249                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
5250 }
5251
5252 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
5253 {
5254         struct location *l;
5255         int order;
5256
5257         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
5258
5259         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
5260         if (!l)
5261                 return 0;
5262
5263         if (t->count) {
5264                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
5265                 free_loc_track(t);
5266         }
5267         t->max = max;
5268         t->loc = l;
5269         return 1;
5270 }
5271
5272 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
5273                                 const struct track *track,
5274                                 unsigned int orig_size)
5275 {
5276         long start, end, pos;
5277         struct location *l;
5278         unsigned long caddr, chandle, cwaste;
5279         unsigned long age = jiffies - track->when;
5280         depot_stack_handle_t handle = 0;
5281         unsigned int waste = s->object_size - orig_size;
5282
5283 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
5284         handle = READ_ONCE(track->handle);
5285 #endif
5286         start = -1;
5287         end = t->count;
5288
5289         for ( ; ; ) {
5290                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
5291
5292                 /*
5293                  * There is nothing at "end". If we end up there
5294                  * we need to add something to before end.
5295                  */
5296                 if (pos == end)
5297                         break;
5298
5299                 l = &t->loc[pos];
5300                 caddr = l->addr;
5301                 chandle = l->handle;
5302                 cwaste = l->waste;
5303                 if ((track->addr == caddr) && (handle == chandle) &&
5304                         (waste == cwaste)) {
5305
5306                         l->count++;
5307                         if (track->when) {
5308                                 l->sum_time += age;
5309                                 if (age < l->min_time)
5310                                         l->min_time = age;
5311                                 if (age > l->max_time)
5312                                         l->max_time = age;
5313
5314                                 if (track->pid < l->min_pid)
5315                                         l->min_pid = track->pid;
5316                                 if (track->pid > l->max_pid)
5317                                         l->max_pid = track->pid;
5318
5319                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
5320                                                 to_cpumask(l->cpus));
5321                         }
5322                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
5323                         return 1;
5324                 }
5325
5326                 if (track->addr < caddr)
5327                         end = pos;
5328                 else if (track->addr == caddr && handle < chandle)
5329                         end = pos;
5330                 else if (track->addr == caddr && handle == chandle &&
5331                                 waste < cwaste)
5332                         end = pos;
5333                 else
5334                         start = pos;
5335         }
5336
5337         /*
5338          * Not found. Insert new tracking element.
5339          */
5340         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
5341                 return 0;
5342
5343         l = t->loc + pos;
5344         if (pos < t->count)
5345                 memmove(l + 1, l,
5346                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
5347         t->count++;
5348         l->count = 1;
5349         l->addr = track->addr;
5350         l->sum_time = age;
5351         l->min_time = age;
5352         l->max_time = age;
5353         l->min_pid = track->pid;
5354         l->max_pid = track->pid;
5355         l->handle = handle;
5356         l->waste = waste;
5357         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
5358         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
5359         nodes_clear(l->nodes);
5360         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
5361         return 1;
5362 }
5363
5364 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
5365                 struct slab *slab, enum track_item alloc,
5366                 unsigned long *obj_map)
5367 {
5368         void *addr = slab_address(slab);
5369         bool is_alloc = (alloc == TRACK_ALLOC);
5370         void *p;
5371
5372         __fill_map(obj_map, s, slab);
5373
5374         for_each_object(p, s, addr, slab->objects)
5375                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map))
5376                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc),
5377                                      is_alloc ? get_orig_size(s, p) :
5378                                                 s->object_size);
5379 }
5380 #endif  /* CONFIG_DEBUG_FS   */
5381 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5382
5383 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
5384 enum slab_stat_type {
5385         SL_ALL,                 /* All slabs */
5386         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
5387         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
5388         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
5389         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
5390 };
5391
5392 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
5393 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
5394 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
5395 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
5396 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
5397
5398 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
5399                                  char *buf, unsigned long flags)
5400 {
5401         unsigned long total = 0;
5402         int node;
5403         int x;
5404         unsigned long *nodes;
5405         int len = 0;
5406
5407         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
5408         if (!nodes)
5409                 return -ENOMEM;
5410
5411         if (flags & SO_CPU) {
5412                 int cpu;
5413
5414                 for_each_possible_cpu(cpu) {
5415                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
5416                                                                cpu);
5417                         int node;
5418                         struct slab *slab;
5419
5420                         slab = READ_ONCE(c->slab);
5421                         if (!slab)
5422                                 continue;
5423
5424                         node = slab_nid(slab);
5425                         if (flags & SO_TOTAL)
5426                                 x = slab->objects;
5427                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5428                                 x = slab->inuse;
5429                         else
5430                                 x = 1;
5431
5432                         total += x;
5433                         nodes[node] += x;
5434
5435 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
5436                         slab = slub_percpu_partial_read_once(c);
5437                         if (slab) {
5438                                 node = slab_nid(slab);
5439                                 if (flags & SO_TOTAL)
5440                                         WARN_ON_ONCE(1);
5441                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
5442                                         WARN_ON_ONCE(1);
5443                                 else
5444                                         x = slab->slabs;
5445                                 total += x;
5446                                 nodes[node] += x;
5447                         }
5448 #endif
5449                 }
5450         }
5451
5452         /*
5453          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
5454          * already held which will conflict with an existing lock order:
5455          *
5456          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
5457          *
5458          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
5459          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
5460          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
5461          */
5462
5463 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5464         if (flags & SO_ALL) {
5465                 struct kmem_cache_node *n;
5466
5467                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5468
5469                         if (flags & SO_TOTAL)
5470                                 x = node_nr_objs(n);
5471                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5472                                 x = node_nr_objs(n) - count_partial(n, count_free);
5473                         else
5474                                 x = node_nr_slabs(n);
5475                         total += x;
5476                         nodes[node] += x;
5477                 }
5478
5479         } else
5480 #endif
5481         if (flags & SO_PARTIAL) {
5482                 struct kmem_cache_node *n;
5483
5484                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5485                         if (flags & SO_TOTAL)
5486                                 x = count_partial(n, count_total);
5487                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5488                                 x = count_partial(n, count_inuse);
5489                         else
5490                                 x = n->nr_partial;
5491                         total += x;
5492                         nodes[node] += x;
5493                 }
5494         }
5495
5496         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", total);
5497 #ifdef CONFIG_NUMA
5498         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
5499                 if (nodes[node])
5500                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " N%d=%lu",
5501                                              node, nodes[node]);
5502         }
5503 #endif
5504         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5505         kfree(nodes);
5506
5507         return len;
5508 }
5509
5510 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
5511 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
5512
5513 struct slab_attribute {
5514         struct attribute attr;
5515         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
5516         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
5517 };
5518
5519 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
5520         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO_MODE(_name, 0400)
5521
5522 #define SLAB_ATTR(_name) \
5523         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RW_MODE(_name, 0600)
5524
5525 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5526 {
5527         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->size);
5528 }
5529 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
5530
5531 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5532 {
5533         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->align);
5534 }
5535 SLAB_ATTR_RO(align);
5536
5537 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5538 {
5539         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->object_size);
5540 }
5541 SLAB_ATTR_RO(object_size);
5542
5543 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5544 {
5545         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
5546 }
5547 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
5548
5549 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5550 {
5551         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
5552 }
5553 SLAB_ATTR_RO(order);
5554
5555 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5556 {
5557         return sysfs_emit(buf, "%lu\n", s->min_partial);
5558 }
5559
5560 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5561                                  size_t length)
5562 {
5563         unsigned long min;
5564         int err;
5565
5566         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
5567         if (err)
5568                 return err;
5569
5570         s->min_partial = min;
5571         return length;
5572 }
5573 SLAB_ATTR(min_partial);
5574
5575 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5576 {
5577         unsigned int nr_partial = 0;
5578 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
5579         nr_partial = s->cpu_partial;
5580 #endif
5581
5582         return sysfs_emit(buf, "%u\n", nr_partial);
5583 }
5584
5585 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5586                                  size_t length)
5587 {
5588         unsigned int objects;
5589         int err;
5590
5591         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5592         if (err)
5593                 return err;
5594         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5595                 return -EINVAL;
5596
5597         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5598         flush_all(s);
5599         return length;
5600 }
5601 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5602
5603 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5604 {
5605         if (!s->ctor)
5606                 return 0;
5607         return sysfs_emit(buf, "%pS\n", s->ctor);
5608 }
5609 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5610
5611 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5612 {
5613         return sysfs_emit(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5614 }
5615 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5616
5617 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5618 {
5619         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5620 }
5621 SLAB_ATTR_RO(partial);
5622
5623 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5624 {
5625         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5626 }
5627 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5628
5629 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5630 {
5631         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5632 }
5633 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5634
5635 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5636 {
5637         int objects = 0;
5638         int slabs = 0;
5639         int cpu __maybe_unused;
5640         int len = 0;
5641
5642 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
5643         for_each_online_cpu(cpu) {
5644                 struct slab *slab;
5645
5646                 slab = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5647
5648                 if (slab)
5649                         slabs += slab->slabs;
5650         }
5651 #endif
5652
5653         /* Approximate half-full slabs, see slub_set_cpu_partial() */
5654         objects = (slabs * oo_objects(s->oo)) / 2;
5655         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%d(%d)", objects, slabs);
5656
5657 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
5658         for_each_online_cpu(cpu) {
5659                 struct slab *slab;
5660
5661                 slab = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5662                 if (slab) {
5663                         slabs = READ_ONCE(slab->slabs);
5664                         objects = (slabs * oo_objects(s->oo)) / 2;
5665                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%d(%d)",
5666                                              cpu, objects, slabs);
5667                 }
5668         }
5669 #endif
5670         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5671
5672         return len;
5673 }
5674 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5675
5676 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5677 {
5678         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5679 }
5680 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
5681
5682 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5683 {
5684         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5685 }
5686 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5687
5688 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5689 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5690 {
5691         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5692 }
5693 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5694 #endif
5695
5696 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
5697 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5698 {
5699         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->usersize);
5700 }
5701 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5702 #endif
5703
5704 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5705 {
5706         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5707 }
5708 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5709
5710 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5711 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5712 {
5713         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5714 }
5715 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5716
5717 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5718 {
5719         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5720 }
5721 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5722
5723 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5724 {
5725         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5726 }
5727 SLAB_ATTR_RO(objects);
5728
5729 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5730 {
5731         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5732 }
5733 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
5734
5735 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5736 {
5737         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5738 }
5739 SLAB_ATTR_RO(trace);
5740
5741 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5742 {
5743         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5744 }
5745
5746 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
5747
5748 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5749 {
5750         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5751 }
5752
5753 SLAB_ATTR_RO(poison);
5754
5755 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5756 {
5757         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5758 }
5759
5760 SLAB_ATTR_RO(store_user);
5761
5762 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5763 {
5764         return 0;
5765 }
5766
5767 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5768                         const char *buf, size_t length)
5769 {
5770         int ret = -EINVAL;
5771
5772         if (buf[0] == '1' && kmem_cache_debug(s)) {
5773                 ret = validate_slab_cache(s);
5774                 if (ret >= 0)
5775                         ret = length;
5776         }
5777         return ret;
5778 }
5779 SLAB_ATTR(validate);
5780
5781 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5782
5783 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5784 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5785 {
5786         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5787 }
5788
5789 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5790                                 size_t length)
5791 {
5792         if (s->refcount > 1)
5793                 return -EINVAL;
5794
5795         if (buf[0] == '1')
5796                 WRITE_ONCE(s->flags, s->flags | SLAB_FAILSLAB);
5797         else
5798                 WRITE_ONCE(s->flags, s->flags & ~SLAB_FAILSLAB);
5799
5800         return length;
5801 }
5802 SLAB_ATTR(failslab);
5803 #endif
5804
5805 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5806 {
5807         return 0;
5808 }
5809
5810 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5811                         const char *buf, size_t length)
5812 {
5813         if (buf[0] == '1')
5814                 kmem_cache_shrink(s);
5815         else
5816                 return -EINVAL;
5817         return length;
5818 }
5819 SLAB_ATTR(shrink);
5820
5821 #ifdef CONFIG_NUMA
5822 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5823 {
5824         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5825 }
5826
5827 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5828                                 const char *buf, size_t length)
5829 {
5830         unsigned int ratio;
5831         int err;
5832
5833         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5834         if (err)
5835                 return err;
5836         if (ratio > 100)
5837                 return -ERANGE;
5838
5839         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5840
5841         return length;
5842 }
5843 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5844 #endif
5845
5846 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5847 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5848 {
5849         unsigned long sum  = 0;
5850         int cpu;
5851         int len = 0;
5852         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5853
5854         if (!data)
5855                 return -ENOMEM;
5856
5857         for_each_online_cpu(cpu) {
5858                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5859
5860                 data[cpu] = x;
5861                 sum += x;
5862         }
5863
5864         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", sum);
5865
5866 #ifdef CONFIG_SMP
5867         for_each_online_cpu(cpu) {
5868                 if (data[cpu])
5869                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%u",
5870                                              cpu, data[cpu]);
5871         }
5872 #endif
5873         kfree(data);
5874         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5875
5876         return len;
5877 }
5878
5879 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5880 {
5881         int cpu;
5882
5883         for_each_online_cpu(cpu)
5884                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5885 }
5886
5887 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5888 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5889 {                                                               \
5890         return show_stat(s, buf, si);                           \
5891 }                                                               \
5892 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5893                                 const char *buf, size_t length) \
5894 {                                                               \
5895         if (buf[0] != '0')                                      \
5896                 return -EINVAL;                                 \
5897         clear_stat(s, si);                                      \
5898         return length;                                          \
5899 }                                                               \
5900 SLAB_ATTR(text);                                                \
5901
5902 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5903 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5904 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5905 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5906 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5907 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5908 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5909 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5910 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5911 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5912 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5913 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5914 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5915 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5916 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5917 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5918 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5919 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5920 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5921 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5922 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5923 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5924 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5925 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5926 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5927 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5928 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
5929
5930 #ifdef CONFIG_KFENCE
5931 static ssize_t skip_kfence_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5932 {
5933         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_SKIP_KFENCE));
5934 }
5935
5936 static ssize_t skip_kfence_store(struct kmem_cache *s,
5937                         const char *buf, size_t length)
5938 {
5939         int ret = length;
5940
5941         if (buf[0] == '0')
5942                 s->flags &= ~SLAB_SKIP_KFENCE;
5943         else if (buf[0] == '1')
5944                 s->flags |= SLAB_SKIP_KFENCE;
5945         else
5946                 ret = -EINVAL;
5947
5948         return ret;
5949 }
5950 SLAB_ATTR(skip_kfence);
5951 #endif
5952
5953 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5954         &slab_size_attr.attr,
5955         &object_size_attr.attr,
5956         &objs_per_slab_attr.attr,
5957         &order_attr.attr,
5958         &min_partial_attr.attr,
5959         &cpu_partial_attr.attr,
5960         &objects_partial_attr.attr,
5961         &partial_attr.attr,
5962         &cpu_slabs_attr.attr,
5963         &ctor_attr.attr,
5964         &aliases_attr.attr,
5965         &align_attr.attr,
5966         &hwcache_align_attr.attr,
5967         &reclaim_account_attr.attr,
5968         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5969         &shrink_attr.attr,
5970         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5971 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5972         &total_objects_attr.attr,
5973         &objects_attr.attr,
5974         &slabs_attr.attr,
5975         &sanity_checks_attr.attr,
5976         &trace_attr.attr,
5977         &red_zone_attr.attr,
5978         &poison_attr.attr,
5979         &store_user_attr.attr,
5980         &validate_attr.attr,
5981 #endif
5982 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5983         &cache_dma_attr.attr,
5984 #endif
5985 #ifdef CONFIG_NUMA
5986         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5987 #endif
5988 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5989         &alloc_fastpath_attr.attr,
5990         &alloc_slowpath_attr.attr,
5991         &free_fastpath_attr.attr,
5992         &free_slowpath_attr.attr,
5993         &free_frozen_attr.attr,
5994         &free_add_partial_attr.attr,
5995         &free_remove_partial_attr.attr,
5996         &alloc_from_partial_attr.attr,
5997         &alloc_slab_attr.attr,
5998         &alloc_refill_attr.attr,
5999         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
6000         &free_slab_attr.attr,
6001         &cpuslab_flush_attr.attr,
6002         &deactivate_full_attr.attr,
6003         &deactivate_empty_attr.attr,
6004         &deactivate_to_head_attr.attr,
6005         &deactivate_to_tail_attr.attr,
6006         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
6007         &deactivate_bypass_attr.attr,
6008         &order_fallback_attr.attr,
6009         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
6010         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
6011         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
6012         &cpu_partial_free_attr.attr,
6013         &cpu_partial_node_attr.attr,
6014         &cpu_partial_drain_attr.attr,
6015 #endif
6016 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
6017         &failslab_attr.attr,
6018 #endif
6019 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
6020         &usersize_attr.attr,
6021 #endif
6022 #ifdef CONFIG_KFENCE
6023         &skip_kfence_attr.attr,
6024 #endif
6025
6026         NULL
6027 };
6028
6029 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
6030         .attrs = slab_attrs,
6031 };
6032
6033 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
6034                                 struct attribute *attr,
6035                                 char *buf)
6036 {
6037         struct slab_attribute *attribute;
6038         struct kmem_cache *s;
6039
6040         attribute = to_slab_attr(attr);
6041         s = to_slab(kobj);
6042
6043         if (!attribute->show)
6044                 return -EIO;
6045
6046         return attribute->show(s, buf);
6047 }
6048
6049 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
6050                                 struct attribute *attr,
6051                                 const char *buf, size_t len)
6052 {
6053         struct slab_attribute *attribute;
6054         struct kmem_cache *s;
6055
6056         attribute = to_slab_attr(attr);
6057         s = to_slab(kobj);
6058
6059         if (!attribute->store)
6060                 return -EIO;
6061
6062         return attribute->store(s, buf, len);
6063 }
6064
6065 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
6066 {
6067         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
6068 }
6069
6070 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
6071         .show = slab_attr_show,
6072         .store = slab_attr_store,
6073 };
6074
6075 static const struct kobj_type slab_ktype = {
6076         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
6077         .release = kmem_cache_release,
6078 };
6079
6080 static struct kset *slab_kset;
6081
6082 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
6083 {
6084         return slab_kset;
6085 }
6086
6087 #define ID_STR_LENGTH 32
6088
6089 /* Create a unique string id for a slab cache:
6090  *
6091  * Format       :[flags-]size
6092  */
6093 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
6094 {
6095         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
6096         char *p = name;
6097
6098         if (!name)
6099                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6100
6101         *p++ = ':';
6102         /*
6103          * First flags affecting slabcache operations. We will only
6104          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
6105          * too many flags. The flags here must cover all flags that
6106          * are matched during merging to guarantee that the id is
6107          * unique.
6108          */
6109         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
6110                 *p++ = 'd';
6111         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
6112                 *p++ = 'D';
6113         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
6114                 *p++ = 'a';
6115         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
6116                 *p++ = 'F';
6117         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
6118                 *p++ = 'A';
6119         if (p != name + 1)
6120                 *p++ = '-';
6121         p += snprintf(p, ID_STR_LENGTH - (p - name), "%07u", s->size);
6122
6123         if (WARN_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1)) {
6124                 kfree(name);
6125                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6126         }
6127         kmsan_unpoison_memory(name, p - name);
6128         return name;
6129 }
6130
6131 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
6132 {
6133         int err;
6134         const char *name;
6135         struct kset *kset = cache_kset(s);
6136         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
6137
6138         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
6139                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
6140                 unmergeable = 1;
6141
6142         if (unmergeable) {
6143                 /*
6144                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
6145                  * This is typically the case for debug situations. In that
6146                  * case we can catch duplicate names easily.
6147                  */
6148                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
6149                 name = s->name;
6150         } else {
6151                 /*
6152                  * Create a unique name for the slab as a target
6153                  * for the symlinks.
6154                  */
6155                 name = create_unique_id(s);
6156                 if (IS_ERR(name))
6157                         return PTR_ERR(name);
6158         }
6159
6160         s->kobj.kset = kset;
6161         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
6162         if (err)
6163                 goto out;
6164
6165         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
6166         if (err)
6167                 goto out_del_kobj;
6168
6169         if (!unmergeable) {
6170                 /* Setup first alias */
6171                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
6172         }
6173 out:
6174         if (!unmergeable)
6175                 kfree(name);
6176         return err;
6177 out_del_kobj:
6178         kobject_del(&s->kobj);
6179         goto out;
6180 }
6181
6182 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
6183 {
6184         if (slab_state >= FULL)
6185                 kobject_del(&s->kobj);
6186 }
6187
6188 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
6189 {
6190         if (slab_state >= FULL)
6191                 kobject_put(&s->kobj);
6192 }
6193
6194 /*
6195  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
6196  * available lest we lose that information.
6197  */
6198 struct saved_alias {
6199         struct kmem_cache *s;
6200         const char *name;
6201         struct saved_alias *next;
6202 };
6203
6204 static struct saved_alias *alias_list;
6205
6206 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
6207 {
6208         struct saved_alias *al;
6209
6210         if (slab_state == FULL) {
6211                 /*
6212                  * If we have a leftover link then remove it.
6213                  */
6214                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
6215                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
6216         }
6217
6218         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
6219         if (!al)
6220                 return -ENOMEM;
6221
6222         al->s = s;
6223         al->name = name;
6224         al->next = alias_list;
6225         alias_list = al;
6226         kmsan_unpoison_memory(al, sizeof(*al));
6227         return 0;
6228 }
6229
6230 static int __init slab_sysfs_init(void)
6231 {
6232         struct kmem_cache *s;
6233         int err;
6234
6235         mutex_lock(&slab_mutex);
6236
6237         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
6238         if (!slab_kset) {
6239                 mutex_unlock(&slab_mutex);
6240                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
6241                 return -ENOMEM;
6242         }
6243
6244         slab_state = FULL;
6245
6246         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
6247                 err = sysfs_slab_add(s);
6248                 if (err)
6249                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
6250                                s->name);
6251         }
6252
6253         while (alias_list) {
6254                 struct saved_alias *al = alias_list;
6255
6256                 alias_list = alias_list->next;
6257                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
6258                 if (err)
6259                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
6260                                al->name);
6261                 kfree(al);
6262         }
6263
6264         mutex_unlock(&slab_mutex);
6265         return 0;
6266 }
6267 late_initcall(slab_sysfs_init);
6268 #endif /* SLAB_SUPPORTS_SYSFS */
6269
6270 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) && defined(CONFIG_DEBUG_FS)
6271 static int slab_debugfs_show(struct seq_file *seq, void *v)
6272 {
6273         struct loc_track *t = seq->private;
6274         struct location *l;
6275         unsigned long idx;
6276
6277         idx = (unsigned long) t->idx;
6278         if (idx < t->count) {
6279                 l = &t->loc[idx];
6280
6281                 seq_printf(seq, "%7ld ", l->count);
6282
6283                 if (l->addr)
6284                         seq_printf(seq, "%pS", (void *)l->addr);
6285                 else
6286                         seq_puts(seq, "<not-available>");
6287
6288                 if (l->waste)
6289                         seq_printf(seq, " waste=%lu/%lu",
6290                                 l->count * l->waste, l->waste);
6291
6292                 if (l->sum_time != l->min_time) {
6293                         seq_printf(seq, " age=%ld/%llu/%ld",
6294                                 l->min_time, div_u64(l->sum_time, l->count),
6295                                 l->max_time);
6296                 } else
6297                         seq_printf(seq, " age=%ld", l->min_time);
6298
6299                 if (l->min_pid != l->max_pid)
6300                         seq_printf(seq, " pid=%ld-%ld", l->min_pid, l->max_pid);
6301                 else
6302                         seq_printf(seq, " pid=%ld",
6303                                 l->min_pid);
6304
6305                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)))
6306                         seq_printf(seq, " cpus=%*pbl",
6307                                  cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
6308
6309                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes))
6310                         seq_printf(seq, " nodes=%*pbl",
6311                                  nodemask_pr_args(&l->nodes));
6312
6313 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
6314                 {
6315                         depot_stack_handle_t handle;
6316                         unsigned long *entries;
6317                         unsigned int nr_entries, j;
6318
6319                         handle = READ_ONCE(l->handle);
6320                         if (handle) {
6321                                 nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
6322                                 seq_puts(seq, "\n");
6323                                 for (j = 0; j < nr_entries; j++)
6324                                         seq_printf(seq, "        %pS\n", (void *)entries[j]);
6325                         }
6326                 }
6327 #endif
6328                 seq_puts(seq, "\n");
6329         }
6330
6331         if (!idx && !t->count)
6332                 seq_puts(seq, "No data\n");
6333
6334         return 0;
6335 }
6336
6337 static void slab_debugfs_stop(struct seq_file *seq, void *v)
6338 {
6339 }
6340
6341 static void *slab_debugfs_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *ppos)
6342 {
6343         struct loc_track *t = seq->private;
6344
6345         t->idx = ++(*ppos);
6346         if (*ppos <= t->count)
6347                 return ppos;
6348
6349         return NULL;
6350 }
6351
6352 static int cmp_loc_by_count(const void *a, const void *b, const void *data)
6353 {
6354         struct location *loc1 = (struct location *)a;
6355         struct location *loc2 = (struct location *)b;
6356
6357         if (loc1->count > loc2->count)
6358                 return -1;
6359         else
6360                 return 1;
6361 }
6362
6363 static void *slab_debugfs_start(struct seq_file *seq, loff_t *ppos)
6364 {
6365         struct loc_track *t = seq->private;
6366
6367         t->idx = *ppos;
6368         return ppos;
6369 }
6370
6371 static const struct seq_operations slab_debugfs_sops = {
6372         .start  = slab_debugfs_start,
6373         .next   = slab_debugfs_next,
6374         .stop   = slab_debugfs_stop,
6375         .show   = slab_debugfs_show,
6376 };
6377
6378 static int slab_debug_trace_open(struct inode *inode, struct file *filep)
6379 {
6380
6381         struct kmem_cache_node *n;
6382         enum track_item alloc;
6383         int node;
6384         struct loc_track *t = __seq_open_private(filep, &slab_debugfs_sops,
6385                                                 sizeof(struct loc_track));
6386         struct kmem_cache *s = file_inode(filep)->i_private;
6387         unsigned long *obj_map;
6388
6389         if (!t)
6390                 return -ENOMEM;
6391
6392         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
6393         if (!obj_map) {
6394                 seq_release_private(inode, filep);
6395                 return -ENOMEM;
6396         }
6397
6398         if (strcmp(filep->f_path.dentry->d_name.name, "alloc_traces") == 0)
6399                 alloc = TRACK_ALLOC;
6400         else
6401                 alloc = TRACK_FREE;
6402
6403         if (!alloc_loc_track(t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location), GFP_KERNEL)) {
6404                 bitmap_free(obj_map);
6405                 seq_release_private(inode, filep);
6406                 return -ENOMEM;
6407         }
6408
6409         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6410                 unsigned long flags;
6411                 struct slab *slab;
6412
6413                 if (!node_nr_slabs(n))
6414                         continue;
6415
6416                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
6417                 list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
6418                         process_slab(t, s, slab, alloc, obj_map);
6419                 list_for_each_entry(slab, &n->full, slab_list)
6420                         process_slab(t, s, slab, alloc, obj_map);
6421                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
6422         }
6423
6424         /* Sort locations by count */
6425         sort_r(t->loc, t->count, sizeof(struct location),
6426                 cmp_loc_by_count, NULL, NULL);
6427
6428         bitmap_free(obj_map);
6429         return 0;
6430 }
6431
6432 static int slab_debug_trace_release(struct inode *inode, struct file *file)
6433 {
6434         struct seq_file *seq = file->private_data;
6435         struct loc_track *t = seq->private;
6436
6437         free_loc_track(t);
6438         return seq_release_private(inode, file);
6439 }
6440
6441 static const struct file_operations slab_debugfs_fops = {
6442         .open    = slab_debug_trace_open,
6443         .read    = seq_read,
6444         .llseek  = seq_lseek,
6445         .release = slab_debug_trace_release,
6446 };
6447
6448 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
6449 {
6450         struct dentry *slab_cache_dir;
6451
6452         if (unlikely(!slab_debugfs_root))
6453                 return;
6454
6455         slab_cache_dir = debugfs_create_dir(s->name, slab_debugfs_root);
6456
6457         debugfs_create_file("alloc_traces", 0400,
6458                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
6459
6460         debugfs_create_file("free_traces", 0400,
6461                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
6462 }
6463
6464 void debugfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
6465 {
6466         debugfs_lookup_and_remove(s->name, slab_debugfs_root);
6467 }
6468
6469 static int __init slab_debugfs_init(void)
6470 {
6471         struct kmem_cache *s;
6472
6473         slab_debugfs_root = debugfs_create_dir("slab", NULL);
6474
6475         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
6476                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
6477                         debugfs_slab_add(s);
6478
6479         return 0;
6480
6481 }
6482 __initcall(slab_debugfs_init);
6483 #endif
6484 /*
6485  * The /proc/slabinfo ABI
6486  */
6487 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6488 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
6489 {
6490         unsigned long nr_slabs = 0;
6491         unsigned long nr_objs = 0;
6492         unsigned long nr_free = 0;
6493         int node;
6494         struct kmem_cache_node *n;
6495
6496         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6497                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
6498                 nr_objs += node_nr_objs(n);
6499                 nr_free += count_partial(n, count_free);
6500         }
6501
6502         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
6503         sinfo->num_objs = nr_objs;
6504         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
6505         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
6506         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
6507         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
6508 }
6509
6510 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
6511 {
6512 }
6513
6514 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
6515                        size_t count, loff_t *ppos)
6516 {
6517         return -EIO;
6518 }
6519 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */