kmemcheck: remove annotations
[platform/kernel/linux-rpi.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/bitops.h>
19 #include <linux/slab.h>
20 #include "slab.h"
21 #include <linux/proc_fs.h>
22 #include <linux/notifier.h>
23 #include <linux/seq_file.h>
24 #include <linux/kasan.h>
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/cpuset.h>
27 #include <linux/mempolicy.h>
28 #include <linux/ctype.h>
29 #include <linux/debugobjects.h>
30 #include <linux/kallsyms.h>
31 #include <linux/memory.h>
32 #include <linux/math64.h>
33 #include <linux/fault-inject.h>
34 #include <linux/stacktrace.h>
35 #include <linux/prefetch.h>
36 #include <linux/memcontrol.h>
37 #include <linux/random.h>
38
39 #include <trace/events/kmem.h>
40
41 #include "internal.h"
42
43 /*
44  * Lock order:
45  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
46  *   2. node->list_lock
47  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
48  *
49  *   slab_mutex
50  *
51  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
52  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
53  *
54  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
55  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
56  *   double word in the page struct. Meaning
57  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
58  *      B. page->counters       -> Counters of objects
59  *      C. page->frozen         -> frozen state
60  *
61  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
62  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
63  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
64  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
65  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
66  *
67  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
68  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
69  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
70  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
71  *   modified without taking the list lock).
72  *
73  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
74  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
75  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
76  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
77  *   the list lock.
78  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
79  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
80  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
81  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
82  *
83  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
84  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
85  *
86  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
87  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
88  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
89  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
90  * cannot scan all objects.
91  *
92  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
93  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
94  * fast frees and allocs.
95  *
96  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
97  *
98  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
99  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
100  *                      such as satisfying allocations for a specific
101  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
102  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
103  *                      list operations. It is up to the processor holding
104  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
105  *                      when the slab is no longer needed.
106  *
107  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
108  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
109  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
110  *                      freelist that allows lockless access to
111  *                      free objects in addition to the regular freelist
112  *                      that requires the slab lock.
113  *
114  * PageError            Slab requires special handling due to debug
115  *                      options set. This moves slab handling out of
116  *                      the fast path and disables lockless freelists.
117  */
118
119 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
120 {
121 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
122         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
123 #else
124         return 0;
125 #endif
126 }
127
128 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
129 {
130         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE)
131                 p += s->red_left_pad;
132
133         return p;
134 }
135
136 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
137 {
138 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
139         return !kmem_cache_debug(s);
140 #else
141         return false;
142 #endif
143 }
144
145 /*
146  * Issues still to be resolved:
147  *
148  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
149  *
150  * - Variable sizing of the per node arrays
151  */
152
153 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
154 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
155
156 /* Enable to log cmpxchg failures */
157 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
158
159 /*
160  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
161  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
162  */
163 #define MIN_PARTIAL 5
164
165 /*
166  * Maximum number of desirable partial slabs.
167  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
168  * sort the partial list by the number of objects in use.
169  */
170 #define MAX_PARTIAL 10
171
172 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
173                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
174
175 /*
176  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
177  * issues when checking or reading debug information
178  */
179 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
180                                 SLAB_TRACE)
181
182
183 /*
184  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
185  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
186  * metadata.
187  */
188 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
189
190 #define OO_SHIFT        16
191 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
192 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
193
194 /* Internal SLUB flags */
195 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
196 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
197
198 /*
199  * Tracking user of a slab.
200  */
201 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
202 struct track {
203         unsigned long addr;     /* Called from address */
204 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
205         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
206 #endif
207         int cpu;                /* Was running on cpu */
208         int pid;                /* Pid context */
209         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
210 };
211
212 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
213
214 #ifdef CONFIG_SYSFS
215 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
216 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
217 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
218 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s);
219 #else
220 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
221 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
222                                                         { return 0; }
223 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
224 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
225 #endif
226
227 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
228 {
229 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
230         /*
231          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
232          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
233          */
234         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
235 #endif
236 }
237
238 /********************************************************************
239  *                      Core slab cache functions
240  *******************************************************************/
241
242 /*
243  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
244  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
245  * random number.
246  */
247 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
248                                  unsigned long ptr_addr)
249 {
250 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
251         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^ ptr_addr);
252 #else
253         return ptr;
254 #endif
255 }
256
257 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
258 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
259                                          void *ptr_addr)
260 {
261         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
262                             (unsigned long)ptr_addr);
263 }
264
265 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
266 {
267         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
268 }
269
270 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
271 {
272         if (object)
273                 prefetch(freelist_dereference(s, object + s->offset));
274 }
275
276 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
277 {
278         unsigned long freepointer_addr;
279         void *p;
280
281         if (!debug_pagealloc_enabled())
282                 return get_freepointer(s, object);
283
284         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
285         probe_kernel_read(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
286         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
287 }
288
289 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
290 {
291         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
292
293 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
294         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
295 #endif
296
297         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
298 }
299
300 /* Loop over all objects in a slab */
301 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
302         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
303                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
304                 __p += (__s)->size)
305
306 #define for_each_object_idx(__p, __idx, __s, __addr, __objects) \
307         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr), __idx = 1; \
308                 __idx <= __objects; \
309                 __p += (__s)->size, __idx++)
310
311 /* Determine object index from a given position */
312 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
313 {
314         return (p - addr) / s->size;
315 }
316
317 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
318 {
319         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
320 }
321
322 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
323                 unsigned long size, int reserved)
324 {
325         struct kmem_cache_order_objects x = {
326                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
327         };
328
329         return x;
330 }
331
332 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
333 {
334         return x.x >> OO_SHIFT;
335 }
336
337 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
338 {
339         return x.x & OO_MASK;
340 }
341
342 /*
343  * Per slab locking using the pagelock
344  */
345 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
346 {
347         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
348         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
349 }
350
351 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
352 {
353         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
354         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
355 }
356
357 static inline void set_page_slub_counters(struct page *page, unsigned long counters_new)
358 {
359         struct page tmp;
360         tmp.counters = counters_new;
361         /*
362          * page->counters can cover frozen/inuse/objects as well
363          * as page->_refcount.  If we assign to ->counters directly
364          * we run the risk of losing updates to page->_refcount, so
365          * be careful and only assign to the fields we need.
366          */
367         page->frozen  = tmp.frozen;
368         page->inuse   = tmp.inuse;
369         page->objects = tmp.objects;
370 }
371
372 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
373 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
374                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
375                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
376                 const char *n)
377 {
378         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
379 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
380     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
381         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
382                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
383                                    freelist_old, counters_old,
384                                    freelist_new, counters_new))
385                         return true;
386         } else
387 #endif
388         {
389                 slab_lock(page);
390                 if (page->freelist == freelist_old &&
391                                         page->counters == counters_old) {
392                         page->freelist = freelist_new;
393                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
394                         slab_unlock(page);
395                         return true;
396                 }
397                 slab_unlock(page);
398         }
399
400         cpu_relax();
401         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
402
403 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
404         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
405 #endif
406
407         return false;
408 }
409
410 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
411                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
412                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
413                 const char *n)
414 {
415 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
416     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
417         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
418                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
419                                    freelist_old, counters_old,
420                                    freelist_new, counters_new))
421                         return true;
422         } else
423 #endif
424         {
425                 unsigned long flags;
426
427                 local_irq_save(flags);
428                 slab_lock(page);
429                 if (page->freelist == freelist_old &&
430                                         page->counters == counters_old) {
431                         page->freelist = freelist_new;
432                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
433                         slab_unlock(page);
434                         local_irq_restore(flags);
435                         return true;
436                 }
437                 slab_unlock(page);
438                 local_irq_restore(flags);
439         }
440
441         cpu_relax();
442         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
443
444 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
445         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
446 #endif
447
448         return false;
449 }
450
451 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
452 /*
453  * Determine a map of object in use on a page.
454  *
455  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
456  * not vanish from under us.
457  */
458 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
459 {
460         void *p;
461         void *addr = page_address(page);
462
463         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
464                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
465 }
466
467 static inline int size_from_object(struct kmem_cache *s)
468 {
469         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
470                 return s->size - s->red_left_pad;
471
472         return s->size;
473 }
474
475 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
476 {
477         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
478                 p -= s->red_left_pad;
479
480         return p;
481 }
482
483 /*
484  * Debug settings:
485  */
486 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
487 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
488 #else
489 static int slub_debug;
490 #endif
491
492 static char *slub_debug_slabs;
493 static int disable_higher_order_debug;
494
495 /*
496  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
497  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
498  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
499  * to tell kasan that these accesses are OK.
500  */
501 static inline void metadata_access_enable(void)
502 {
503         kasan_disable_current();
504 }
505
506 static inline void metadata_access_disable(void)
507 {
508         kasan_enable_current();
509 }
510
511 /*
512  * Object debugging
513  */
514
515 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
516 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
517                                 struct page *page, void *object)
518 {
519         void *base;
520
521         if (!object)
522                 return 1;
523
524         base = page_address(page);
525         object = restore_red_left(s, object);
526         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
527                 (object - base) % s->size) {
528                 return 0;
529         }
530
531         return 1;
532 }
533
534 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
535                           unsigned int length)
536 {
537         metadata_access_enable();
538         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
539                         length, 1);
540         metadata_access_disable();
541 }
542
543 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
544         enum track_item alloc)
545 {
546         struct track *p;
547
548         if (s->offset)
549                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
550         else
551                 p = object + s->inuse;
552
553         return p + alloc;
554 }
555
556 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
557                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
558 {
559         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
560
561         if (addr) {
562 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
563                 struct stack_trace trace;
564                 int i;
565
566                 trace.nr_entries = 0;
567                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
568                 trace.entries = p->addrs;
569                 trace.skip = 3;
570                 metadata_access_enable();
571                 save_stack_trace(&trace);
572                 metadata_access_disable();
573
574                 /* See rant in lockdep.c */
575                 if (trace.nr_entries != 0 &&
576                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
577                         trace.nr_entries--;
578
579                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
580                         p->addrs[i] = 0;
581 #endif
582                 p->addr = addr;
583                 p->cpu = smp_processor_id();
584                 p->pid = current->pid;
585                 p->when = jiffies;
586         } else
587                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
588 }
589
590 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
591 {
592         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
593                 return;
594
595         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
596         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
597 }
598
599 static void print_track(const char *s, struct track *t)
600 {
601         if (!t->addr)
602                 return;
603
604         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
605                s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
606 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
607         {
608                 int i;
609                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
610                         if (t->addrs[i])
611                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
612                         else
613                                 break;
614         }
615 #endif
616 }
617
618 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
619 {
620         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
621                 return;
622
623         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
624         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
625 }
626
627 static void print_page_info(struct page *page)
628 {
629         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
630                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
631
632 }
633
634 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
635 {
636         struct va_format vaf;
637         va_list args;
638
639         va_start(args, fmt);
640         vaf.fmt = fmt;
641         vaf.va = &args;
642         pr_err("=============================================================================\n");
643         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
644         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
645
646         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
647         va_end(args);
648 }
649
650 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
651 {
652         struct va_format vaf;
653         va_list args;
654
655         va_start(args, fmt);
656         vaf.fmt = fmt;
657         vaf.va = &args;
658         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
659         va_end(args);
660 }
661
662 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
663 {
664         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
665         u8 *addr = page_address(page);
666
667         print_tracking(s, p);
668
669         print_page_info(page);
670
671         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
672                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
673
674         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
675                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p - s->red_left_pad,
676                               s->red_left_pad);
677         else if (p > addr + 16)
678                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
679
680         print_section(KERN_ERR, "Object ", p,
681                       min_t(unsigned long, s->object_size, PAGE_SIZE));
682         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
683                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p + s->object_size,
684                         s->inuse - s->object_size);
685
686         if (s->offset)
687                 off = s->offset + sizeof(void *);
688         else
689                 off = s->inuse;
690
691         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
692                 off += 2 * sizeof(struct track);
693
694         off += kasan_metadata_size(s);
695
696         if (off != size_from_object(s))
697                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
698                 print_section(KERN_ERR, "Padding ", p + off,
699                               size_from_object(s) - off);
700
701         dump_stack();
702 }
703
704 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
705                         u8 *object, char *reason)
706 {
707         slab_bug(s, "%s", reason);
708         print_trailer(s, page, object);
709 }
710
711 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
712                         const char *fmt, ...)
713 {
714         va_list args;
715         char buf[100];
716
717         va_start(args, fmt);
718         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
719         va_end(args);
720         slab_bug(s, "%s", buf);
721         print_page_info(page);
722         dump_stack();
723 }
724
725 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
726 {
727         u8 *p = object;
728
729         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
730                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
731
732         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
733                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
734                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
735         }
736
737         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
738                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
739 }
740
741 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
742                                                 void *from, void *to)
743 {
744         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
745         memset(from, data, to - from);
746 }
747
748 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
749                         u8 *object, char *what,
750                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
751 {
752         u8 *fault;
753         u8 *end;
754
755         metadata_access_enable();
756         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
757         metadata_access_disable();
758         if (!fault)
759                 return 1;
760
761         end = start + bytes;
762         while (end > fault && end[-1] == value)
763                 end--;
764
765         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
766         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
767                                         fault, end - 1, fault[0], value);
768         print_trailer(s, page, object);
769
770         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
771         return 0;
772 }
773
774 /*
775  * Object layout:
776  *
777  * object address
778  *      Bytes of the object to be managed.
779  *      If the freepointer may overlay the object then the free
780  *      pointer is the first word of the object.
781  *
782  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
783  *      0xa5 (POISON_END)
784  *
785  * object + s->object_size
786  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
787  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
788  *      object_size == inuse.
789  *
790  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
791  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
792  *
793  * object + s->inuse
794  *      Meta data starts here.
795  *
796  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
797  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
798  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
799  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
800  *              before the word boundary.
801  *
802  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
803  *
804  * object + s->size
805  *      Nothing is used beyond s->size.
806  *
807  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
808  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
809  * may be used with merged slabcaches.
810  */
811
812 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
813 {
814         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
815
816         if (s->offset)
817                 /* Freepointer is placed after the object. */
818                 off += sizeof(void *);
819
820         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
821                 /* We also have user information there */
822                 off += 2 * sizeof(struct track);
823
824         off += kasan_metadata_size(s);
825
826         if (size_from_object(s) == off)
827                 return 1;
828
829         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
830                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
831 }
832
833 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
834 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
835 {
836         u8 *start;
837         u8 *fault;
838         u8 *end;
839         int length;
840         int remainder;
841
842         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
843                 return 1;
844
845         start = page_address(page);
846         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
847         end = start + length;
848         remainder = length % s->size;
849         if (!remainder)
850                 return 1;
851
852         metadata_access_enable();
853         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
854         metadata_access_disable();
855         if (!fault)
856                 return 1;
857         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
858                 end--;
859
860         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
861         print_section(KERN_ERR, "Padding ", end - remainder, remainder);
862
863         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
864         return 0;
865 }
866
867 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
868                                         void *object, u8 val)
869 {
870         u8 *p = object;
871         u8 *endobject = object + s->object_size;
872
873         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
874                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
875                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
876                         return 0;
877
878                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
879                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
880                         return 0;
881         } else {
882                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
883                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
884                                 endobject, POISON_INUSE,
885                                 s->inuse - s->object_size);
886                 }
887         }
888
889         if (s->flags & SLAB_POISON) {
890                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
891                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
892                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
893                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
894                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
895                         return 0;
896                 /*
897                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
898                  */
899                 check_pad_bytes(s, page, p);
900         }
901
902         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
903                 /*
904                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
905                  * freepointer while object is allocated.
906                  */
907                 return 1;
908
909         /* Check free pointer validity */
910         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
911                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
912                 /*
913                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
914                  * of the free objects in this slab. May cause
915                  * another error because the object count is now wrong.
916                  */
917                 set_freepointer(s, p, NULL);
918                 return 0;
919         }
920         return 1;
921 }
922
923 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
924 {
925         int maxobj;
926
927         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
928
929         if (!PageSlab(page)) {
930                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
931                 return 0;
932         }
933
934         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
935         if (page->objects > maxobj) {
936                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
937                         page->objects, maxobj);
938                 return 0;
939         }
940         if (page->inuse > page->objects) {
941                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
942                         page->inuse, page->objects);
943                 return 0;
944         }
945         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
946         slab_pad_check(s, page);
947         return 1;
948 }
949
950 /*
951  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
952  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
953  */
954 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
955 {
956         int nr = 0;
957         void *fp;
958         void *object = NULL;
959         int max_objects;
960
961         fp = page->freelist;
962         while (fp && nr <= page->objects) {
963                 if (fp == search)
964                         return 1;
965                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
966                         if (object) {
967                                 object_err(s, page, object,
968                                         "Freechain corrupt");
969                                 set_freepointer(s, object, NULL);
970                         } else {
971                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
972                                 page->freelist = NULL;
973                                 page->inuse = page->objects;
974                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
975                                 return 0;
976                         }
977                         break;
978                 }
979                 object = fp;
980                 fp = get_freepointer(s, object);
981                 nr++;
982         }
983
984         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
985         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
986                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
987
988         if (page->objects != max_objects) {
989                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
990                          page->objects, max_objects);
991                 page->objects = max_objects;
992                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
993         }
994         if (page->inuse != page->objects - nr) {
995                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
996                          page->inuse, page->objects - nr);
997                 page->inuse = page->objects - nr;
998                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
999         }
1000         return search == NULL;
1001 }
1002
1003 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1004                                                                 int alloc)
1005 {
1006         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1007                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1008                         s->name,
1009                         alloc ? "alloc" : "free",
1010                         object, page->inuse,
1011                         page->freelist);
1012
1013                 if (!alloc)
1014                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1015                                         s->object_size);
1016
1017                 dump_stack();
1018         }
1019 }
1020
1021 /*
1022  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1023  */
1024 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1025         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1026 {
1027         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1028                 return;
1029
1030         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1031         list_add(&page->lru, &n->full);
1032 }
1033
1034 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1035 {
1036         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1037                 return;
1038
1039         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1040         list_del(&page->lru);
1041 }
1042
1043 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1044 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1045 {
1046         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1047
1048         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1049 }
1050
1051 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1052 {
1053         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1054 }
1055
1056 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1057 {
1058         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1059
1060         /*
1061          * May be called early in order to allocate a slab for the
1062          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1063          * dilemma by deferring the increment of the count during
1064          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1065          */
1066         if (likely(n)) {
1067                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1068                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1069         }
1070 }
1071 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1072 {
1073         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1074
1075         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1076         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1077 }
1078
1079 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1080 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1081                                                                 void *object)
1082 {
1083         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1084                 return;
1085
1086         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1087         init_tracking(s, object);
1088 }
1089
1090 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1091                                         struct page *page,
1092                                         void *object, unsigned long addr)
1093 {
1094         if (!check_slab(s, page))
1095                 return 0;
1096
1097         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1098                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1099                 return 0;
1100         }
1101
1102         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1103                 return 0;
1104
1105         return 1;
1106 }
1107
1108 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1109                                         struct page *page,
1110                                         void *object, unsigned long addr)
1111 {
1112         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1113                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object, addr))
1114                         goto bad;
1115         }
1116
1117         /* Success perform special debug activities for allocs */
1118         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1119                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1120         trace(s, page, object, 1);
1121         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1122         return 1;
1123
1124 bad:
1125         if (PageSlab(page)) {
1126                 /*
1127                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1128                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1129                  * as used avoids touching the remaining objects.
1130                  */
1131                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1132                 page->inuse = page->objects;
1133                 page->freelist = NULL;
1134         }
1135         return 0;
1136 }
1137
1138 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1139                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1140 {
1141         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1142                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1143                 return 0;
1144         }
1145
1146         if (on_freelist(s, page, object)) {
1147                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1148                 return 0;
1149         }
1150
1151         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1152                 return 0;
1153
1154         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1155                 if (!PageSlab(page)) {
1156                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1157                                  object);
1158                 } else if (!page->slab_cache) {
1159                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1160                                object);
1161                         dump_stack();
1162                 } else
1163                         object_err(s, page, object,
1164                                         "page slab pointer corrupt.");
1165                 return 0;
1166         }
1167         return 1;
1168 }
1169
1170 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1171 static noinline int free_debug_processing(
1172         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1173         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1174         unsigned long addr)
1175 {
1176         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1177         void *object = head;
1178         int cnt = 0;
1179         unsigned long uninitialized_var(flags);
1180         int ret = 0;
1181
1182         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1183         slab_lock(page);
1184
1185         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1186                 if (!check_slab(s, page))
1187                         goto out;
1188         }
1189
1190 next_object:
1191         cnt++;
1192
1193         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1194                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1195                         goto out;
1196         }
1197
1198         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1199                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1200         trace(s, page, object, 0);
1201         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1202         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1203
1204         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1205         if (object != tail) {
1206                 object = get_freepointer(s, object);
1207                 goto next_object;
1208         }
1209         ret = 1;
1210
1211 out:
1212         if (cnt != bulk_cnt)
1213                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1214                          bulk_cnt, cnt);
1215
1216         slab_unlock(page);
1217         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1218         if (!ret)
1219                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1220         return ret;
1221 }
1222
1223 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1224 {
1225         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1226         if (*str++ != '=' || !*str)
1227                 /*
1228                  * No options specified. Switch on full debugging.
1229                  */
1230                 goto out;
1231
1232         if (*str == ',')
1233                 /*
1234                  * No options but restriction on slabs. This means full
1235                  * debugging for slabs matching a pattern.
1236                  */
1237                 goto check_slabs;
1238
1239         slub_debug = 0;
1240         if (*str == '-')
1241                 /*
1242                  * Switch off all debugging measures.
1243                  */
1244                 goto out;
1245
1246         /*
1247          * Determine which debug features should be switched on
1248          */
1249         for (; *str && *str != ','; str++) {
1250                 switch (tolower(*str)) {
1251                 case 'f':
1252                         slub_debug |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1253                         break;
1254                 case 'z':
1255                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1256                         break;
1257                 case 'p':
1258                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1259                         break;
1260                 case 'u':
1261                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1262                         break;
1263                 case 't':
1264                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1265                         break;
1266                 case 'a':
1267                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1268                         break;
1269                 case 'o':
1270                         /*
1271                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1272                          * order would increase as a result.
1273                          */
1274                         disable_higher_order_debug = 1;
1275                         break;
1276                 default:
1277                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1278                                *str);
1279                 }
1280         }
1281
1282 check_slabs:
1283         if (*str == ',')
1284                 slub_debug_slabs = str + 1;
1285 out:
1286         return 1;
1287 }
1288
1289 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1290
1291 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1292         unsigned long flags, const char *name,
1293         void (*ctor)(void *))
1294 {
1295         /*
1296          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1297          */
1298         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1299                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1300                 flags |= slub_debug;
1301
1302         return flags;
1303 }
1304 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1305 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1306                         struct page *page, void *object) {}
1307
1308 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1309         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1310
1311 static inline int free_debug_processing(
1312         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1313         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1314         unsigned long addr) { return 0; }
1315
1316 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1317                         { return 1; }
1318 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1319                         void *object, u8 val) { return 1; }
1320 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1321                                         struct page *page) {}
1322 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1323                                         struct page *page) {}
1324 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1325         unsigned long flags, const char *name,
1326         void (*ctor)(void *))
1327 {
1328         return flags;
1329 }
1330 #define slub_debug 0
1331
1332 #define disable_higher_order_debug 0
1333
1334 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1335                                                         { return 0; }
1336 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1337                                                         { return 0; }
1338 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1339                                                         int objects) {}
1340 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1341                                                         int objects) {}
1342
1343 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1344
1345 /*
1346  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1347  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1348  */
1349 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1350 {
1351         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1352         kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1353 }
1354
1355 static inline void kfree_hook(const void *x)
1356 {
1357         kmemleak_free(x);
1358         kasan_kfree_large(x);
1359 }
1360
1361 static inline void *slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1362 {
1363         void *freeptr;
1364
1365         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1366
1367         /*
1368          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1369          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1370          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1371          */
1372 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
1373         {
1374                 unsigned long flags;
1375
1376                 local_irq_save(flags);
1377                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1378                 local_irq_restore(flags);
1379         }
1380 #endif
1381         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1382                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1383
1384         freeptr = get_freepointer(s, x);
1385         /*
1386          * kasan_slab_free() may put x into memory quarantine, delaying its
1387          * reuse. In this case the object's freelist pointer is changed.
1388          */
1389         kasan_slab_free(s, x);
1390         return freeptr;
1391 }
1392
1393 static inline void slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1394                                            void *head, void *tail)
1395 {
1396 /*
1397  * Compiler cannot detect this function can be removed if slab_free_hook()
1398  * evaluates to nothing.  Thus, catch all relevant config debug options here.
1399  */
1400 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) ||                \
1401         defined(CONFIG_LOCKDEP) ||              \
1402         defined(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK) ||       \
1403         defined(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_FREE) ||   \
1404         defined(CONFIG_KASAN)
1405
1406         void *object = head;
1407         void *tail_obj = tail ? : head;
1408         void *freeptr;
1409
1410         do {
1411                 freeptr = slab_free_hook(s, object);
1412         } while ((object != tail_obj) && (object = freeptr));
1413 #endif
1414 }
1415
1416 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1417                                 void *object)
1418 {
1419         setup_object_debug(s, page, object);
1420         kasan_init_slab_obj(s, object);
1421         if (unlikely(s->ctor)) {
1422                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1423                 s->ctor(object);
1424                 kasan_poison_object_data(s, object);
1425         }
1426 }
1427
1428 /*
1429  * Slab allocation and freeing
1430  */
1431 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1432                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1433 {
1434         struct page *page;
1435         int order = oo_order(oo);
1436
1437         flags |= __GFP_NOTRACK;
1438
1439         if (node == NUMA_NO_NODE)
1440                 page = alloc_pages(flags, order);
1441         else
1442                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1443
1444         if (page && memcg_charge_slab(page, flags, order, s)) {
1445                 __free_pages(page, order);
1446                 page = NULL;
1447         }
1448
1449         return page;
1450 }
1451
1452 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1453 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1454 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1455 {
1456         int err;
1457         unsigned long i, count = oo_objects(s->oo);
1458
1459         /* Bailout if already initialised */
1460         if (s->random_seq)
1461                 return 0;
1462
1463         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1464         if (err) {
1465                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1466                         s->name);
1467                 return err;
1468         }
1469
1470         /* Transform to an offset on the set of pages */
1471         if (s->random_seq) {
1472                 for (i = 0; i < count; i++)
1473                         s->random_seq[i] *= s->size;
1474         }
1475         return 0;
1476 }
1477
1478 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1479 static void __init init_freelist_randomization(void)
1480 {
1481         struct kmem_cache *s;
1482
1483         mutex_lock(&slab_mutex);
1484
1485         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1486                 init_cache_random_seq(s);
1487
1488         mutex_unlock(&slab_mutex);
1489 }
1490
1491 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1492 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1493                                 unsigned long *pos, void *start,
1494                                 unsigned long page_limit,
1495                                 unsigned long freelist_count)
1496 {
1497         unsigned int idx;
1498
1499         /*
1500          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1501          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1502          */
1503         do {
1504                 idx = s->random_seq[*pos];
1505                 *pos += 1;
1506                 if (*pos >= freelist_count)
1507                         *pos = 0;
1508         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1509
1510         return (char *)start + idx;
1511 }
1512
1513 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1514 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1515 {
1516         void *start;
1517         void *cur;
1518         void *next;
1519         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1520
1521         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1522                 return false;
1523
1524         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1525         pos = get_random_int() % freelist_count;
1526
1527         page_limit = page->objects * s->size;
1528         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1529
1530         /* First entry is used as the base of the freelist */
1531         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1532                                 freelist_count);
1533         page->freelist = cur;
1534
1535         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1536                 setup_object(s, page, cur);
1537                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1538                         freelist_count);
1539                 set_freepointer(s, cur, next);
1540                 cur = next;
1541         }
1542         setup_object(s, page, cur);
1543         set_freepointer(s, cur, NULL);
1544
1545         return true;
1546 }
1547 #else
1548 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1549 {
1550         return 0;
1551 }
1552 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1553 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1554 {
1555         return false;
1556 }
1557 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1558
1559 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1560 {
1561         struct page *page;
1562         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1563         gfp_t alloc_gfp;
1564         void *start, *p;
1565         int idx, order;
1566         bool shuffle;
1567
1568         flags &= gfp_allowed_mask;
1569
1570         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1571                 local_irq_enable();
1572
1573         flags |= s->allocflags;
1574
1575         /*
1576          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1577          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1578          */
1579         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1580         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1581                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1582
1583         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1584         if (unlikely(!page)) {
1585                 oo = s->min;
1586                 alloc_gfp = flags;
1587                 /*
1588                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1589                  * Try a lower order alloc if possible
1590                  */
1591                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1592                 if (unlikely(!page))
1593                         goto out;
1594                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1595         }
1596
1597         page->objects = oo_objects(oo);
1598
1599         order = compound_order(page);
1600         page->slab_cache = s;
1601         __SetPageSlab(page);
1602         if (page_is_pfmemalloc(page))
1603                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1604
1605         start = page_address(page);
1606
1607         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1608                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1609
1610         kasan_poison_slab(page);
1611
1612         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1613
1614         if (!shuffle) {
1615                 for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1616                         setup_object(s, page, p);
1617                         if (likely(idx < page->objects))
1618                                 set_freepointer(s, p, p + s->size);
1619                         else
1620                                 set_freepointer(s, p, NULL);
1621                 }
1622                 page->freelist = fixup_red_left(s, start);
1623         }
1624
1625         page->inuse = page->objects;
1626         page->frozen = 1;
1627
1628 out:
1629         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1630                 local_irq_disable();
1631         if (!page)
1632                 return NULL;
1633
1634         mod_lruvec_page_state(page,
1635                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1636                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1637                 1 << oo_order(oo));
1638
1639         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1640
1641         return page;
1642 }
1643
1644 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1645 {
1646         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1647                 gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
1648                 flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
1649                 pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
1650                                 invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
1651                 dump_stack();
1652         }
1653
1654         return allocate_slab(s,
1655                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1656 }
1657
1658 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1659 {
1660         int order = compound_order(page);
1661         int pages = 1 << order;
1662
1663         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1664                 void *p;
1665
1666                 slab_pad_check(s, page);
1667                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1668                                                 page->objects)
1669                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1670         }
1671
1672         mod_lruvec_page_state(page,
1673                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1674                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1675                 -pages);
1676
1677         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1678         __ClearPageSlab(page);
1679
1680         page_mapcount_reset(page);
1681         if (current->reclaim_state)
1682                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1683         memcg_uncharge_slab(page, order, s);
1684         __free_pages(page, order);
1685 }
1686
1687 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1688         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1689
1690 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1691 {
1692         struct page *page;
1693
1694         if (need_reserve_slab_rcu)
1695                 page = virt_to_head_page(h);
1696         else
1697                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1698
1699         __free_slab(page->slab_cache, page);
1700 }
1701
1702 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1703 {
1704         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1705                 struct rcu_head *head;
1706
1707                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1708                         int order = compound_order(page);
1709                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1710
1711                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1712                         head = page_address(page) + offset;
1713                 } else {
1714                         head = &page->rcu_head;
1715                 }
1716
1717                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1718         } else
1719                 __free_slab(s, page);
1720 }
1721
1722 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1723 {
1724         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1725         free_slab(s, page);
1726 }
1727
1728 /*
1729  * Management of partially allocated slabs.
1730  */
1731 static inline void
1732 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1733 {
1734         n->nr_partial++;
1735         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1736                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1737         else
1738                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1739 }
1740
1741 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1742                                 struct page *page, int tail)
1743 {
1744         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1745         __add_partial(n, page, tail);
1746 }
1747
1748 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1749                                         struct page *page)
1750 {
1751         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1752         list_del(&page->lru);
1753         n->nr_partial--;
1754 }
1755
1756 /*
1757  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1758  * return the pointer to the freelist.
1759  *
1760  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1761  */
1762 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1763                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1764                 int mode, int *objects)
1765 {
1766         void *freelist;
1767         unsigned long counters;
1768         struct page new;
1769
1770         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1771
1772         /*
1773          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1774          * The old freelist is the list of objects for the
1775          * per cpu allocation list.
1776          */
1777         freelist = page->freelist;
1778         counters = page->counters;
1779         new.counters = counters;
1780         *objects = new.objects - new.inuse;
1781         if (mode) {
1782                 new.inuse = page->objects;
1783                 new.freelist = NULL;
1784         } else {
1785                 new.freelist = freelist;
1786         }
1787
1788         VM_BUG_ON(new.frozen);
1789         new.frozen = 1;
1790
1791         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1792                         freelist, counters,
1793                         new.freelist, new.counters,
1794                         "acquire_slab"))
1795                 return NULL;
1796
1797         remove_partial(n, page);
1798         WARN_ON(!freelist);
1799         return freelist;
1800 }
1801
1802 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1803 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1804
1805 /*
1806  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1807  */
1808 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1809                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1810 {
1811         struct page *page, *page2;
1812         void *object = NULL;
1813         int available = 0;
1814         int objects;
1815
1816         /*
1817          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1818          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1819          * partial slab and there is none available then get_partials()
1820          * will return NULL.
1821          */
1822         if (!n || !n->nr_partial)
1823                 return NULL;
1824
1825         spin_lock(&n->list_lock);
1826         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1827                 void *t;
1828
1829                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1830                         continue;
1831
1832                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1833                 if (!t)
1834                         break;
1835
1836                 available += objects;
1837                 if (!object) {
1838                         c->page = page;
1839                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1840                         object = t;
1841                 } else {
1842                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1843                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1844                 }
1845                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1846                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
1847                         break;
1848
1849         }
1850         spin_unlock(&n->list_lock);
1851         return object;
1852 }
1853
1854 /*
1855  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1856  */
1857 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1858                 struct kmem_cache_cpu *c)
1859 {
1860 #ifdef CONFIG_NUMA
1861         struct zonelist *zonelist;
1862         struct zoneref *z;
1863         struct zone *zone;
1864         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1865         void *object;
1866         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1867
1868         /*
1869          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1870          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1871          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1872          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1873          *
1874          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1875          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1876          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1877          * from other nodes and filled up.
1878          *
1879          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
1880          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
1881          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
1882          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
1883          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1884          * with available objects.
1885          */
1886         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1887                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1888                 return NULL;
1889
1890         do {
1891                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1892                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1893                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1894                         struct kmem_cache_node *n;
1895
1896                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1897
1898                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1899                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1900                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1901                                 if (object) {
1902                                         /*
1903                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1904                                          * here - if mems_allowed was updated in
1905                                          * parallel, that was a harmless race
1906                                          * between allocation and the cpuset
1907                                          * update
1908                                          */
1909                                         return object;
1910                                 }
1911                         }
1912                 }
1913         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1914 #endif
1915         return NULL;
1916 }
1917
1918 /*
1919  * Get a partial page, lock it and return it.
1920  */
1921 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1922                 struct kmem_cache_cpu *c)
1923 {
1924         void *object;
1925         int searchnode = node;
1926
1927         if (node == NUMA_NO_NODE)
1928                 searchnode = numa_mem_id();
1929         else if (!node_present_pages(node))
1930                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1931
1932         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1933         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1934                 return object;
1935
1936         return get_any_partial(s, flags, c);
1937 }
1938
1939 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1940 /*
1941  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1942  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1943  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1944  */
1945 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1946 #else
1947 /*
1948  * No preemption supported therefore also no need to check for
1949  * different cpus.
1950  */
1951 #define TID_STEP 1
1952 #endif
1953
1954 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1955 {
1956         return tid + TID_STEP;
1957 }
1958
1959 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1960 {
1961         return tid % TID_STEP;
1962 }
1963
1964 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1965 {
1966         return tid / TID_STEP;
1967 }
1968
1969 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1970 {
1971         return cpu;
1972 }
1973
1974 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1975                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1976 {
1977 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1978         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1979
1980         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1981
1982 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1983         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1984                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1985                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1986         else
1987 #endif
1988         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1989                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1990                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1991         else
1992                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1993                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1994 #endif
1995         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1996 }
1997
1998 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1999 {
2000         int cpu;
2001
2002         for_each_possible_cpu(cpu)
2003                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2004 }
2005
2006 /*
2007  * Remove the cpu slab
2008  */
2009 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2010                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2011 {
2012         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2013         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2014         int lock = 0;
2015         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2016         void *nextfree;
2017         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2018         struct page new;
2019         struct page old;
2020
2021         if (page->freelist) {
2022                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2023                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2024         }
2025
2026         /*
2027          * Stage one: Free all available per cpu objects back
2028          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
2029          * last one.
2030          *
2031          * There is no need to take the list->lock because the page
2032          * is still frozen.
2033          */
2034         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
2035                 void *prior;
2036                 unsigned long counters;
2037
2038                 do {
2039                         prior = page->freelist;
2040                         counters = page->counters;
2041                         set_freepointer(s, freelist, prior);
2042                         new.counters = counters;
2043                         new.inuse--;
2044                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
2045
2046                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2047                         prior, counters,
2048                         freelist, new.counters,
2049                         "drain percpu freelist"));
2050
2051                 freelist = nextfree;
2052         }
2053
2054         /*
2055          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
2056          * list presence reflects the actual number of objects
2057          * during unfreeze.
2058          *
2059          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2060          * with the count. If there is a mismatch then the page
2061          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2062          *
2063          * Then we restart the process which may have to remove
2064          * the page from the list that we just put it on again
2065          * because the number of objects in the slab may have
2066          * changed.
2067          */
2068 redo:
2069
2070         old.freelist = page->freelist;
2071         old.counters = page->counters;
2072         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2073
2074         /* Determine target state of the slab */
2075         new.counters = old.counters;
2076         if (freelist) {
2077                 new.inuse--;
2078                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
2079                 new.freelist = freelist;
2080         } else
2081                 new.freelist = old.freelist;
2082
2083         new.frozen = 0;
2084
2085         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2086                 m = M_FREE;
2087         else if (new.freelist) {
2088                 m = M_PARTIAL;
2089                 if (!lock) {
2090                         lock = 1;
2091                         /*
2092                          * Taking the spinlock removes the possiblity
2093                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2094                          * is frozen
2095                          */
2096                         spin_lock(&n->list_lock);
2097                 }
2098         } else {
2099                 m = M_FULL;
2100                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
2101                         lock = 1;
2102                         /*
2103                          * This also ensures that the scanning of full
2104                          * slabs from diagnostic functions will not see
2105                          * any frozen slabs.
2106                          */
2107                         spin_lock(&n->list_lock);
2108                 }
2109         }
2110
2111         if (l != m) {
2112
2113                 if (l == M_PARTIAL)
2114
2115                         remove_partial(n, page);
2116
2117                 else if (l == M_FULL)
2118
2119                         remove_full(s, n, page);
2120
2121                 if (m == M_PARTIAL) {
2122
2123                         add_partial(n, page, tail);
2124                         stat(s, tail);
2125
2126                 } else if (m == M_FULL) {
2127
2128                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2129                         add_full(s, n, page);
2130
2131                 }
2132         }
2133
2134         l = m;
2135         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2136                                 old.freelist, old.counters,
2137                                 new.freelist, new.counters,
2138                                 "unfreezing slab"))
2139                 goto redo;
2140
2141         if (lock)
2142                 spin_unlock(&n->list_lock);
2143
2144         if (m == M_FREE) {
2145                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2146                 discard_slab(s, page);
2147                 stat(s, FREE_SLAB);
2148         }
2149
2150         c->page = NULL;
2151         c->freelist = NULL;
2152 }
2153
2154 /*
2155  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2156  *
2157  * This function must be called with interrupts disabled
2158  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2159  * to guarantee no concurrent accesses).
2160  */
2161 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2162                 struct kmem_cache_cpu *c)
2163 {
2164 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2165         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2166         struct page *page, *discard_page = NULL;
2167
2168         while ((page = c->partial)) {
2169                 struct page new;
2170                 struct page old;
2171
2172                 c->partial = page->next;
2173
2174                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2175                 if (n != n2) {
2176                         if (n)
2177                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2178
2179                         n = n2;
2180                         spin_lock(&n->list_lock);
2181                 }
2182
2183                 do {
2184
2185                         old.freelist = page->freelist;
2186                         old.counters = page->counters;
2187                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2188
2189                         new.counters = old.counters;
2190                         new.freelist = old.freelist;
2191
2192                         new.frozen = 0;
2193
2194                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2195                                 old.freelist, old.counters,
2196                                 new.freelist, new.counters,
2197                                 "unfreezing slab"));
2198
2199                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2200                         page->next = discard_page;
2201                         discard_page = page;
2202                 } else {
2203                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2204                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2205                 }
2206         }
2207
2208         if (n)
2209                 spin_unlock(&n->list_lock);
2210
2211         while (discard_page) {
2212                 page = discard_page;
2213                 discard_page = discard_page->next;
2214
2215                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2216                 discard_slab(s, page);
2217                 stat(s, FREE_SLAB);
2218         }
2219 #endif
2220 }
2221
2222 /*
2223  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2224  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2225  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2226  * onto a random cpus partial slot.
2227  *
2228  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2229  * per node partial list.
2230  */
2231 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2232 {
2233 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2234         struct page *oldpage;
2235         int pages;
2236         int pobjects;
2237
2238         preempt_disable();
2239         do {
2240                 pages = 0;
2241                 pobjects = 0;
2242                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2243
2244                 if (oldpage) {
2245                         pobjects = oldpage->pobjects;
2246                         pages = oldpage->pages;
2247                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2248                                 unsigned long flags;
2249                                 /*
2250                                  * partial array is full. Move the existing
2251                                  * set to the per node partial list.
2252                                  */
2253                                 local_irq_save(flags);
2254                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2255                                 local_irq_restore(flags);
2256                                 oldpage = NULL;
2257                                 pobjects = 0;
2258                                 pages = 0;
2259                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2260                         }
2261                 }
2262
2263                 pages++;
2264                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2265
2266                 page->pages = pages;
2267                 page->pobjects = pobjects;
2268                 page->next = oldpage;
2269
2270         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2271                                                                 != oldpage);
2272         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2273                 unsigned long flags;
2274
2275                 local_irq_save(flags);
2276                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2277                 local_irq_restore(flags);
2278         }
2279         preempt_enable();
2280 #endif
2281 }
2282
2283 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2284 {
2285         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2286         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2287
2288         c->tid = next_tid(c->tid);
2289 }
2290
2291 /*
2292  * Flush cpu slab.
2293  *
2294  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2295  */
2296 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2297 {
2298         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2299
2300         if (likely(c)) {
2301                 if (c->page)
2302                         flush_slab(s, c);
2303
2304                 unfreeze_partials(s, c);
2305         }
2306 }
2307
2308 static void flush_cpu_slab(void *d)
2309 {
2310         struct kmem_cache *s = d;
2311
2312         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2313 }
2314
2315 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2316 {
2317         struct kmem_cache *s = info;
2318         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2319
2320         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2321 }
2322
2323 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2324 {
2325         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2326 }
2327
2328 /*
2329  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2330  * necessary.
2331  */
2332 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2333 {
2334         struct kmem_cache *s;
2335         unsigned long flags;
2336
2337         mutex_lock(&slab_mutex);
2338         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2339                 local_irq_save(flags);
2340                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2341                 local_irq_restore(flags);
2342         }
2343         mutex_unlock(&slab_mutex);
2344         return 0;
2345 }
2346
2347 /*
2348  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2349  * locality expectations.
2350  */
2351 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2352 {
2353 #ifdef CONFIG_NUMA
2354         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2355                 return 0;
2356 #endif
2357         return 1;
2358 }
2359
2360 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2361 static int count_free(struct page *page)
2362 {
2363         return page->objects - page->inuse;
2364 }
2365
2366 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2367 {
2368         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2369 }
2370 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2371
2372 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2373 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2374                                         int (*get_count)(struct page *))
2375 {
2376         unsigned long flags;
2377         unsigned long x = 0;
2378         struct page *page;
2379
2380         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2381         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2382                 x += get_count(page);
2383         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2384         return x;
2385 }
2386 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2387
2388 static noinline void
2389 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2390 {
2391 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2392         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2393                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2394         int node;
2395         struct kmem_cache_node *n;
2396
2397         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2398                 return;
2399
2400         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2401                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2402         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, default order: %d, min order: %d\n",
2403                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2404                 oo_order(s->min));
2405
2406         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2407                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2408                         s->name);
2409
2410         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2411                 unsigned long nr_slabs;
2412                 unsigned long nr_objs;
2413                 unsigned long nr_free;
2414
2415                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2416                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2417                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2418
2419                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2420                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2421         }
2422 #endif
2423 }
2424
2425 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2426                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2427 {
2428         void *freelist;
2429         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2430         struct page *page;
2431
2432         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2433
2434         if (freelist)
2435                 return freelist;
2436
2437         page = new_slab(s, flags, node);
2438         if (page) {
2439                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2440                 if (c->page)
2441                         flush_slab(s, c);
2442
2443                 /*
2444                  * No other reference to the page yet so we can
2445                  * muck around with it freely without cmpxchg
2446                  */
2447                 freelist = page->freelist;
2448                 page->freelist = NULL;
2449
2450                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2451                 c->page = page;
2452                 *pc = c;
2453         } else
2454                 freelist = NULL;
2455
2456         return freelist;
2457 }
2458
2459 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2460 {
2461         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2462                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2463
2464         return true;
2465 }
2466
2467 /*
2468  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2469  * per cpu freelist or deactivate the page.
2470  *
2471  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2472  *
2473  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2474  *
2475  * This function must be called with interrupt disabled.
2476  */
2477 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2478 {
2479         struct page new;
2480         unsigned long counters;
2481         void *freelist;
2482
2483         do {
2484                 freelist = page->freelist;
2485                 counters = page->counters;
2486
2487                 new.counters = counters;
2488                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2489
2490                 new.inuse = page->objects;
2491                 new.frozen = freelist != NULL;
2492
2493         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2494                 freelist, counters,
2495                 NULL, new.counters,
2496                 "get_freelist"));
2497
2498         return freelist;
2499 }
2500
2501 /*
2502  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2503  * debugging duties.
2504  *
2505  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2506  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2507  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2508  *
2509  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2510  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2511  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2512  *
2513  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2514  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2515  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2516  *
2517  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2518  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2519  */
2520 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2521                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2522 {
2523         void *freelist;
2524         struct page *page;
2525
2526         page = c->page;
2527         if (!page)
2528                 goto new_slab;
2529 redo:
2530
2531         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2532                 int searchnode = node;
2533
2534                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2535                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2536
2537                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2538                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2539                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2540                         goto new_slab;
2541                 }
2542         }
2543
2544         /*
2545          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2546          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2547          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2548          */
2549         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2550                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2551                 goto new_slab;
2552         }
2553
2554         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2555         freelist = c->freelist;
2556         if (freelist)
2557                 goto load_freelist;
2558
2559         freelist = get_freelist(s, page);
2560
2561         if (!freelist) {
2562                 c->page = NULL;
2563                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2564                 goto new_slab;
2565         }
2566
2567         stat(s, ALLOC_REFILL);
2568
2569 load_freelist:
2570         /*
2571          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2572          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2573          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2574          */
2575         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2576         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2577         c->tid = next_tid(c->tid);
2578         return freelist;
2579
2580 new_slab:
2581
2582         if (slub_percpu_partial(c)) {
2583                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2584                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2585                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2586                 goto redo;
2587         }
2588
2589         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2590
2591         if (unlikely(!freelist)) {
2592                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2593                 return NULL;
2594         }
2595
2596         page = c->page;
2597         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2598                 goto load_freelist;
2599
2600         /* Only entered in the debug case */
2601         if (kmem_cache_debug(s) &&
2602                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2603                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2604
2605         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2606         return freelist;
2607 }
2608
2609 /*
2610  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2611  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2612  */
2613 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2614                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2615 {
2616         void *p;
2617         unsigned long flags;
2618
2619         local_irq_save(flags);
2620 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2621         /*
2622          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2623          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2624          * pointer.
2625          */
2626         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2627 #endif
2628
2629         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2630         local_irq_restore(flags);
2631         return p;
2632 }
2633
2634 /*
2635  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2636  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2637  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2638  *
2639  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2640  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2641  *
2642  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2643  */
2644 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2645                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2646 {
2647         void *object;
2648         struct kmem_cache_cpu *c;
2649         struct page *page;
2650         unsigned long tid;
2651
2652         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2653         if (!s)
2654                 return NULL;
2655 redo:
2656         /*
2657          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2658          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2659          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2660          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2661          *
2662          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2663          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2664          * to check if it is matched or not.
2665          */
2666         do {
2667                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2668                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2669         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2670                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2671
2672         /*
2673          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2674          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2675          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2676          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2677          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2678          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2679          */
2680         barrier();
2681
2682         /*
2683          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2684          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2685          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2686          * linked list in between.
2687          */
2688
2689         object = c->freelist;
2690         page = c->page;
2691         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2692                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2693                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2694         } else {
2695                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2696
2697                 /*
2698                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2699                  * operation and if we are on the right processor.
2700                  *
2701                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2702                  * semantics!)
2703                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2704                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2705                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2706                  *
2707                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2708                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2709                  * other cpus.
2710                  */
2711                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2712                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2713                                 object, tid,
2714                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2715
2716                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2717                         goto redo;
2718                 }
2719                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2720                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2721         }
2722
2723         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2724                 memset(object, 0, s->object_size);
2725
2726         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2727
2728         return object;
2729 }
2730
2731 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2732                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2733 {
2734         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2735 }
2736
2737 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2738 {
2739         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2740
2741         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2742                                 s->size, gfpflags);
2743
2744         return ret;
2745 }
2746 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2747
2748 #ifdef CONFIG_TRACING
2749 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2750 {
2751         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2752         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2753         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2754         return ret;
2755 }
2756 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2757 #endif
2758
2759 #ifdef CONFIG_NUMA
2760 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2761 {
2762         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2763
2764         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2765                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2766
2767         return ret;
2768 }
2769 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2770
2771 #ifdef CONFIG_TRACING
2772 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2773                                     gfp_t gfpflags,
2774                                     int node, size_t size)
2775 {
2776         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2777
2778         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2779                            size, s->size, gfpflags, node);
2780
2781         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2782         return ret;
2783 }
2784 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2785 #endif
2786 #endif
2787
2788 /*
2789  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2790  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2791  *
2792  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2793  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2794  * handling required then we can return immediately.
2795  */
2796 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2797                         void *head, void *tail, int cnt,
2798                         unsigned long addr)
2799
2800 {
2801         void *prior;
2802         int was_frozen;
2803         struct page new;
2804         unsigned long counters;
2805         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2806         unsigned long uninitialized_var(flags);
2807
2808         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2809
2810         if (kmem_cache_debug(s) &&
2811             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2812                 return;
2813
2814         do {
2815                 if (unlikely(n)) {
2816                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2817                         n = NULL;
2818                 }
2819                 prior = page->freelist;
2820                 counters = page->counters;
2821                 set_freepointer(s, tail, prior);
2822                 new.counters = counters;
2823                 was_frozen = new.frozen;
2824                 new.inuse -= cnt;
2825                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2826
2827                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2828
2829                                 /*
2830                                  * Slab was on no list before and will be
2831                                  * partially empty
2832                                  * We can defer the list move and instead
2833                                  * freeze it.
2834                                  */
2835                                 new.frozen = 1;
2836
2837                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2838
2839                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2840                                 /*
2841                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2842                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2843                                  * drop the list_lock without any processing.
2844                                  *
2845                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2846                                  * other processors updating the list of slabs.
2847                                  */
2848                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2849
2850                         }
2851                 }
2852
2853         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2854                 prior, counters,
2855                 head, new.counters,
2856                 "__slab_free"));
2857
2858         if (likely(!n)) {
2859
2860                 /*
2861                  * If we just froze the page then put it onto the
2862                  * per cpu partial list.
2863                  */
2864                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2865                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2866                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2867                 }
2868                 /*
2869                  * The list lock was not taken therefore no list
2870                  * activity can be necessary.
2871                  */
2872                 if (was_frozen)
2873                         stat(s, FREE_FROZEN);
2874                 return;
2875         }
2876
2877         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2878                 goto slab_empty;
2879
2880         /*
2881          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2882          * then add it.
2883          */
2884         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2885                 if (kmem_cache_debug(s))
2886                         remove_full(s, n, page);
2887                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2888                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2889         }
2890         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2891         return;
2892
2893 slab_empty:
2894         if (prior) {
2895                 /*
2896                  * Slab on the partial list.
2897                  */
2898                 remove_partial(n, page);
2899                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2900         } else {
2901                 /* Slab must be on the full list */
2902                 remove_full(s, n, page);
2903         }
2904
2905         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2906         stat(s, FREE_SLAB);
2907         discard_slab(s, page);
2908 }
2909
2910 /*
2911  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2912  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2913  *
2914  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2915  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2916  * the item before.
2917  *
2918  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2919  * with all sorts of special processing.
2920  *
2921  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2922  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2923  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2924  */
2925 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
2926                                 struct page *page, void *head, void *tail,
2927                                 int cnt, unsigned long addr)
2928 {
2929         void *tail_obj = tail ? : head;
2930         struct kmem_cache_cpu *c;
2931         unsigned long tid;
2932 redo:
2933         /*
2934          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2935          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2936          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2937          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2938          */
2939         do {
2940                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2941                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2942         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2943                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2944
2945         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2946         barrier();
2947
2948         if (likely(page == c->page)) {
2949                 set_freepointer(s, tail_obj, c->freelist);
2950
2951                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2952                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2953                                 c->freelist, tid,
2954                                 head, next_tid(tid)))) {
2955
2956                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2957                         goto redo;
2958                 }
2959                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2960         } else
2961                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
2962
2963 }
2964
2965 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2966                                       void *head, void *tail, int cnt,
2967                                       unsigned long addr)
2968 {
2969         slab_free_freelist_hook(s, head, tail);
2970         /*
2971          * slab_free_freelist_hook() could have put the items into quarantine.
2972          * If so, no need to free them.
2973          */
2974         if (s->flags & SLAB_KASAN && !(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
2975                 return;
2976         do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
2977 }
2978
2979 #ifdef CONFIG_KASAN
2980 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
2981 {
2982         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
2983 }
2984 #endif
2985
2986 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2987 {
2988         s = cache_from_obj(s, x);
2989         if (!s)
2990                 return;
2991         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
2992         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2993 }
2994 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2995
2996 struct detached_freelist {
2997         struct page *page;
2998         void *tail;
2999         void *freelist;
3000         int cnt;
3001         struct kmem_cache *s;
3002 };
3003
3004 /*
3005  * This function progressively scans the array with free objects (with
3006  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3007  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3008  * page/objects.  This can happen without any need for
3009  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3010  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3011  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3012  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3013  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3014  * to performance reasons.
3015  */
3016 static inline
3017 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3018                             void **p, struct detached_freelist *df)
3019 {
3020         size_t first_skipped_index = 0;
3021         int lookahead = 3;
3022         void *object;
3023         struct page *page;
3024
3025         /* Always re-init detached_freelist */
3026         df->page = NULL;
3027
3028         do {
3029                 object = p[--size];
3030                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3031         } while (!object && size);
3032
3033         if (!object)
3034                 return 0;
3035
3036         page = virt_to_head_page(object);
3037         if (!s) {
3038                 /* Handle kalloc'ed objects */
3039                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3040                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3041                         kfree_hook(object);
3042                         __free_pages(page, compound_order(page));
3043                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3044                         return size;
3045                 }
3046                 /* Derive kmem_cache from object */
3047                 df->s = page->slab_cache;
3048         } else {
3049                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3050         }
3051
3052         /* Start new detached freelist */
3053         df->page = page;
3054         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3055         df->tail = object;
3056         df->freelist = object;
3057         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3058         df->cnt = 1;
3059
3060         while (size) {
3061                 object = p[--size];
3062                 if (!object)
3063                         continue; /* Skip processed objects */
3064
3065                 /* df->page is always set at this point */
3066                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3067                         /* Opportunity build freelist */
3068                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3069                         df->freelist = object;
3070                         df->cnt++;
3071                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3072
3073                         continue;
3074                 }
3075
3076                 /* Limit look ahead search */
3077                 if (!--lookahead)
3078                         break;
3079
3080                 if (!first_skipped_index)
3081                         first_skipped_index = size + 1;
3082         }
3083
3084         return first_skipped_index;
3085 }
3086
3087 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3088 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3089 {
3090         if (WARN_ON(!size))
3091                 return;
3092
3093         do {
3094                 struct detached_freelist df;
3095
3096                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3097                 if (!df.page)
3098                         continue;
3099
3100                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
3101         } while (likely(size));
3102 }
3103 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3104
3105 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3106 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3107                           void **p)
3108 {
3109         struct kmem_cache_cpu *c;
3110         int i;
3111
3112         /* memcg and kmem_cache debug support */
3113         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3114         if (unlikely(!s))
3115                 return false;
3116         /*
3117          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3118          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3119          * handlers invoking normal fastpath.
3120          */
3121         local_irq_disable();
3122         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3123
3124         for (i = 0; i < size; i++) {
3125                 void *object = c->freelist;
3126
3127                 if (unlikely(!object)) {
3128                         /*
3129                          * Invoking slow path likely have side-effect
3130                          * of re-populating per CPU c->freelist
3131                          */
3132                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3133                                             _RET_IP_, c);
3134                         if (unlikely(!p[i]))
3135                                 goto error;
3136
3137                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3138                         continue; /* goto for-loop */
3139                 }
3140                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3141                 p[i] = object;
3142         }
3143         c->tid = next_tid(c->tid);
3144         local_irq_enable();
3145
3146         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3147         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO)) {
3148                 int j;
3149
3150                 for (j = 0; j < i; j++)
3151                         memset(p[j], 0, s->object_size);
3152         }
3153
3154         /* memcg and kmem_cache debug support */
3155         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3156         return i;
3157 error:
3158         local_irq_enable();
3159         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3160         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3161         return 0;
3162 }
3163 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3164
3165
3166 /*
3167  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3168  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3169  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3170  * another.
3171  *
3172  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3173  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3174  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3175  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3176  * locking overhead.
3177  */
3178
3179 /*
3180  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3181  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3182  * and increases the number of allocations possible without having to
3183  * take the list_lock.
3184  */
3185 static int slub_min_order;
3186 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3187 static int slub_min_objects;
3188
3189 /*
3190  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3191  *
3192  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3193  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3194  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3195  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3196  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3197  * would be wasted.
3198  *
3199  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3200  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3201  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3202  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3203  *
3204  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3205  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3206  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3207  * of space in favor of a small page order.
3208  *
3209  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3210  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3211  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3212  * the smallest order which will fit the object.
3213  */
3214 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
3215                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
3216 {
3217         int order;
3218         int rem;
3219         int min_order = slub_min_order;
3220
3221         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3222                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3223
3224         for (order = max(min_order, get_order(min_objects * size + reserved));
3225                         order <= max_order; order++) {
3226
3227                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
3228
3229                 rem = (slab_size - reserved) % size;
3230
3231                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3232                         break;
3233         }
3234
3235         return order;
3236 }
3237
3238 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
3239 {
3240         int order;
3241         int min_objects;
3242         int fraction;
3243         int max_objects;
3244
3245         /*
3246          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3247          * works by first attempting to generate a layout with
3248          * the best configuration and backing off gradually.
3249          *
3250          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3251          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3252          */
3253         min_objects = slub_min_objects;
3254         if (!min_objects)
3255                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3256         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
3257         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3258
3259         while (min_objects > 1) {
3260                 fraction = 16;
3261                 while (fraction >= 4) {
3262                         order = slab_order(size, min_objects,
3263                                         slub_max_order, fraction, reserved);
3264                         if (order <= slub_max_order)
3265                                 return order;
3266                         fraction /= 2;
3267                 }
3268                 min_objects--;
3269         }
3270
3271         /*
3272          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3273          * lets see if we can place a single object there.
3274          */
3275         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
3276         if (order <= slub_max_order)
3277                 return order;
3278
3279         /*
3280          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3281          */
3282         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
3283         if (order < MAX_ORDER)
3284                 return order;
3285         return -ENOSYS;
3286 }
3287
3288 static void
3289 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3290 {
3291         n->nr_partial = 0;
3292         spin_lock_init(&n->list_lock);
3293         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3294 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3295         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3296         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3297         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3298 #endif
3299 }
3300
3301 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3302 {
3303         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3304                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3305
3306         /*
3307          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3308          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3309          */
3310         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3311                                      2 * sizeof(void *));
3312
3313         if (!s->cpu_slab)
3314                 return 0;
3315
3316         init_kmem_cache_cpus(s);
3317
3318         return 1;
3319 }
3320
3321 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3322
3323 /*
3324  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3325  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3326  * possible.
3327  *
3328  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3329  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3330  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3331  */
3332 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3333 {
3334         struct page *page;
3335         struct kmem_cache_node *n;
3336
3337         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3338
3339         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3340
3341         BUG_ON(!page);
3342         if (page_to_nid(page) != node) {
3343                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3344                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3345         }
3346
3347         n = page->freelist;
3348         BUG_ON(!n);
3349         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3350         page->inuse = 1;
3351         page->frozen = 0;
3352         kmem_cache_node->node[node] = n;
3353 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3354         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3355         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3356 #endif
3357         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node),
3358                       GFP_KERNEL);
3359         init_kmem_cache_node(n);
3360         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3361
3362         /*
3363          * No locks need to be taken here as it has just been
3364          * initialized and there is no concurrent access.
3365          */
3366         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3367 }
3368
3369 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3370 {
3371         int node;
3372         struct kmem_cache_node *n;
3373
3374         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3375                 s->node[node] = NULL;
3376                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3377         }
3378 }
3379
3380 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3381 {
3382         cache_random_seq_destroy(s);
3383         free_percpu(s->cpu_slab);
3384         free_kmem_cache_nodes(s);
3385 }
3386
3387 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3388 {
3389         int node;
3390
3391         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3392                 struct kmem_cache_node *n;
3393
3394                 if (slab_state == DOWN) {
3395                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3396                         continue;
3397                 }
3398                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3399                                                 GFP_KERNEL, node);
3400
3401                 if (!n) {
3402                         free_kmem_cache_nodes(s);
3403                         return 0;
3404                 }
3405
3406                 init_kmem_cache_node(n);
3407                 s->node[node] = n;
3408         }
3409         return 1;
3410 }
3411
3412 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3413 {
3414         if (min < MIN_PARTIAL)
3415                 min = MIN_PARTIAL;
3416         else if (min > MAX_PARTIAL)
3417                 min = MAX_PARTIAL;
3418         s->min_partial = min;
3419 }
3420
3421 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3422 {
3423 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3424         /*
3425          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3426          * per cpu partial lists of a processor.
3427          *
3428          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3429          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3430          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3431          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3432          *
3433          * This setting also determines
3434          *
3435          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3436          *    per node list when we reach the limit.
3437          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3438          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3439          *    50% to keep some capacity around for frees.
3440          */
3441         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3442                 s->cpu_partial = 0;
3443         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3444                 s->cpu_partial = 2;
3445         else if (s->size >= 1024)
3446                 s->cpu_partial = 6;
3447         else if (s->size >= 256)
3448                 s->cpu_partial = 13;
3449         else
3450                 s->cpu_partial = 30;
3451 #endif
3452 }
3453
3454 /*
3455  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3456  * a slab object.
3457  */
3458 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3459 {
3460         unsigned long flags = s->flags;
3461         size_t size = s->object_size;
3462         int order;
3463
3464         /*
3465          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3466          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3467          * the possible location of the free pointer.
3468          */
3469         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3470
3471 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3472         /*
3473          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3474          * the slab may touch the object after free or before allocation
3475          * then we should never poison the object itself.
3476          */
3477         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3478                         !s->ctor)
3479                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3480         else
3481                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3482
3483
3484         /*
3485          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3486          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3487          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3488          */
3489         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3490                 size += sizeof(void *);
3491 #endif
3492
3493         /*
3494          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3495          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3496          */
3497         s->inuse = size;
3498
3499         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3500                 s->ctor)) {
3501                 /*
3502                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3503                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3504                  * kmem_cache_free.
3505                  *
3506                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3507                  * destructor or are poisoning the objects.
3508                  */
3509                 s->offset = size;
3510                 size += sizeof(void *);
3511         }
3512
3513 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3514         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3515                 /*
3516                  * Need to store information about allocs and frees after
3517                  * the object.
3518                  */
3519                 size += 2 * sizeof(struct track);
3520 #endif
3521
3522         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3523 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3524         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3525                 /*
3526                  * Add some empty padding so that we can catch
3527                  * overwrites from earlier objects rather than let
3528                  * tracking information or the free pointer be
3529                  * corrupted if a user writes before the start
3530                  * of the object.
3531                  */
3532                 size += sizeof(void *);
3533
3534                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3535                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3536                 size += s->red_left_pad;
3537         }
3538 #endif
3539
3540         /*
3541          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3542          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3543          * each object to conform to the alignment.
3544          */
3545         size = ALIGN(size, s->align);
3546         s->size = size;
3547         if (forced_order >= 0)
3548                 order = forced_order;
3549         else
3550                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3551
3552         if (order < 0)
3553                 return 0;
3554
3555         s->allocflags = 0;
3556         if (order)
3557                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3558
3559         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3560                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3561
3562         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3563                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3564
3565         /*
3566          * Determine the number of objects per slab
3567          */
3568         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3569         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3570         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3571                 s->max = s->oo;
3572
3573         return !!oo_objects(s->oo);
3574 }
3575
3576 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3577 {
3578         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3579         s->reserved = 0;
3580 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3581         s->random = get_random_long();
3582 #endif
3583
3584         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
3585                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3586
3587         if (!calculate_sizes(s, -1))
3588                 goto error;
3589         if (disable_higher_order_debug) {
3590                 /*
3591                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3592                  * order increased.
3593                  */
3594                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3595                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3596                         s->offset = 0;
3597                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3598                                 goto error;
3599                 }
3600         }
3601
3602 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3603     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3604         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3605                 /* Enable fast mode */
3606                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3607 #endif
3608
3609         /*
3610          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3611          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3612          */
3613         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3614
3615         set_cpu_partial(s);
3616
3617 #ifdef CONFIG_NUMA
3618         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3619 #endif
3620
3621         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3622         if (slab_state >= UP) {
3623                 if (init_cache_random_seq(s))
3624                         goto error;
3625         }
3626
3627         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3628                 goto error;
3629
3630         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3631                 return 0;
3632
3633         free_kmem_cache_nodes(s);
3634 error:
3635         if (flags & SLAB_PANIC)
3636                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3637                       s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3638                       oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3639         return -EINVAL;
3640 }
3641
3642 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3643                                                         const char *text)
3644 {
3645 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3646         void *addr = page_address(page);
3647         void *p;
3648         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3649                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3650         if (!map)
3651                 return;
3652         slab_err(s, page, text, s->name);
3653         slab_lock(page);
3654
3655         get_map(s, page, map);
3656         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3657
3658                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3659                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3660                         print_tracking(s, p);
3661                 }
3662         }
3663         slab_unlock(page);
3664         kfree(map);
3665 #endif
3666 }
3667
3668 /*
3669  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3670  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3671  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3672  */
3673 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3674 {
3675         LIST_HEAD(discard);
3676         struct page *page, *h;
3677
3678         BUG_ON(irqs_disabled());
3679         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3680         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3681                 if (!page->inuse) {
3682                         remove_partial(n, page);
3683                         list_add(&page->lru, &discard);
3684                 } else {
3685                         list_slab_objects(s, page,
3686                         "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3687                 }
3688         }
3689         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3690
3691         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, lru)
3692                 discard_slab(s, page);
3693 }
3694
3695 /*
3696  * Release all resources used by a slab cache.
3697  */
3698 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3699 {
3700         int node;
3701         struct kmem_cache_node *n;
3702
3703         flush_all(s);
3704         /* Attempt to free all objects */
3705         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3706                 free_partial(s, n);
3707                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3708                         return 1;
3709         }
3710         sysfs_slab_remove(s);
3711         return 0;
3712 }
3713
3714 /********************************************************************
3715  *              Kmalloc subsystem
3716  *******************************************************************/
3717
3718 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3719 {
3720         get_option(&str, &slub_min_order);
3721
3722         return 1;
3723 }
3724
3725 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3726
3727 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3728 {
3729         get_option(&str, &slub_max_order);
3730         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3731
3732         return 1;
3733 }
3734
3735 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3736
3737 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3738 {
3739         get_option(&str, &slub_min_objects);
3740
3741         return 1;
3742 }
3743
3744 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3745
3746 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3747 {
3748         struct kmem_cache *s;
3749         void *ret;
3750
3751         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3752                 return kmalloc_large(size, flags);
3753
3754         s = kmalloc_slab(size, flags);
3755
3756         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3757                 return s;
3758
3759         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3760
3761         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3762
3763         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3764
3765         return ret;
3766 }
3767 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3768
3769 #ifdef CONFIG_NUMA
3770 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3771 {
3772         struct page *page;
3773         void *ptr = NULL;
3774
3775         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3776         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3777         if (page)
3778                 ptr = page_address(page);
3779
3780         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3781         return ptr;
3782 }
3783
3784 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3785 {
3786         struct kmem_cache *s;
3787         void *ret;
3788
3789         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3790                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3791
3792                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3793                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3794                                    flags, node);
3795
3796                 return ret;
3797         }
3798
3799         s = kmalloc_slab(size, flags);
3800
3801         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3802                 return s;
3803
3804         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3805
3806         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3807
3808         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3809
3810         return ret;
3811 }
3812 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3813 #endif
3814
3815 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
3816 /*
3817  * Rejects objects that are incorrectly sized.
3818  *
3819  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
3820  * to indicate an error.
3821  */
3822 const char *__check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n,
3823                                 struct page *page)
3824 {
3825         struct kmem_cache *s;
3826         unsigned long offset;
3827         size_t object_size;
3828
3829         /* Find object and usable object size. */
3830         s = page->slab_cache;
3831         object_size = slab_ksize(s);
3832
3833         /* Reject impossible pointers. */
3834         if (ptr < page_address(page))
3835                 return s->name;
3836
3837         /* Find offset within object. */
3838         offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
3839
3840         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
3841         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3842                 if (offset < s->red_left_pad)
3843                         return s->name;
3844                 offset -= s->red_left_pad;
3845         }
3846
3847         /* Allow address range falling entirely within object size. */
3848         if (offset <= object_size && n <= object_size - offset)
3849                 return NULL;
3850
3851         return s->name;
3852 }
3853 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
3854
3855 static size_t __ksize(const void *object)
3856 {
3857         struct page *page;
3858
3859         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3860                 return 0;
3861
3862         page = virt_to_head_page(object);
3863
3864         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3865                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3866                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3867         }
3868
3869         return slab_ksize(page->slab_cache);
3870 }
3871
3872 size_t ksize(const void *object)
3873 {
3874         size_t size = __ksize(object);
3875         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3876          * so we need to unpoison this area.
3877          */
3878         kasan_unpoison_shadow(object, size);
3879         return size;
3880 }
3881 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3882
3883 void kfree(const void *x)
3884 {
3885         struct page *page;
3886         void *object = (void *)x;
3887
3888         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3889
3890         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3891                 return;
3892
3893         page = virt_to_head_page(x);
3894         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3895                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3896                 kfree_hook(x);
3897                 __free_pages(page, compound_order(page));
3898                 return;
3899         }
3900         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3901 }
3902 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3903
3904 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3905
3906 /*
3907  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3908  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3909  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3910  *
3911  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3912  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3913  * are freed in them.
3914  */
3915 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3916 {
3917         int node;
3918         int i;
3919         struct kmem_cache_node *n;
3920         struct page *page;
3921         struct page *t;
3922         struct list_head discard;
3923         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3924         unsigned long flags;
3925         int ret = 0;
3926
3927         flush_all(s);
3928         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3929                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3930                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3931                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3932
3933                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3934
3935                 /*
3936                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3937                  *
3938                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3939                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3940                  */
3941                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3942                         int free = page->objects - page->inuse;
3943
3944                         /* Do not reread page->inuse */
3945                         barrier();
3946
3947                         /* We do not keep full slabs on the list */
3948                         BUG_ON(free <= 0);
3949
3950                         if (free == page->objects) {
3951                                 list_move(&page->lru, &discard);
3952                                 n->nr_partial--;
3953                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
3954                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
3955                 }
3956
3957                 /*
3958                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
3959                  * partial list.
3960                  */
3961                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
3962                         list_splice(promote + i, &n->partial);
3963
3964                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3965
3966                 /* Release empty slabs */
3967                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
3968                         discard_slab(s, page);
3969
3970                 if (slabs_node(s, node))
3971                         ret = 1;
3972         }
3973
3974         return ret;
3975 }
3976
3977 #ifdef CONFIG_MEMCG
3978 static void kmemcg_cache_deact_after_rcu(struct kmem_cache *s)
3979 {
3980         /*
3981          * Called with all the locks held after a sched RCU grace period.
3982          * Even if @s becomes empty after shrinking, we can't know that @s
3983          * doesn't have allocations already in-flight and thus can't
3984          * destroy @s until the associated memcg is released.
3985          *
3986          * However, let's remove the sysfs files for empty caches here.
3987          * Each cache has a lot of interface files which aren't
3988          * particularly useful for empty draining caches; otherwise, we can
3989          * easily end up with millions of unnecessary sysfs files on
3990          * systems which have a lot of memory and transient cgroups.
3991          */
3992         if (!__kmem_cache_shrink(s))
3993                 sysfs_slab_remove(s);
3994 }
3995
3996 void __kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *s)
3997 {
3998         /*
3999          * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
4000          * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
4001          */
4002         slub_set_cpu_partial(s, 0);
4003         s->min_partial = 0;
4004
4005         /*
4006          * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial), so
4007          * we have to make sure the change is visible before shrinking.
4008          */
4009         slab_deactivate_memcg_cache_rcu_sched(s, kmemcg_cache_deact_after_rcu);
4010 }
4011 #endif
4012
4013 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4014 {
4015         struct kmem_cache *s;
4016
4017         mutex_lock(&slab_mutex);
4018         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4019                 __kmem_cache_shrink(s);
4020         mutex_unlock(&slab_mutex);
4021
4022         return 0;
4023 }
4024
4025 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4026 {
4027         struct kmem_cache_node *n;
4028         struct kmem_cache *s;
4029         struct memory_notify *marg = arg;
4030         int offline_node;
4031
4032         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4033
4034         /*
4035          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4036          * for it yet.
4037          */
4038         if (offline_node < 0)
4039                 return;
4040
4041         mutex_lock(&slab_mutex);
4042         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4043                 n = get_node(s, offline_node);
4044                 if (n) {
4045                         /*
4046                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
4047                          * that is going down. We were unable to free them,
4048                          * and offline_pages() function shouldn't call this
4049                          * callback. So, we must fail.
4050                          */
4051                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
4052
4053                         s->node[offline_node] = NULL;
4054                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4055                 }
4056         }
4057         mutex_unlock(&slab_mutex);
4058 }
4059
4060 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4061 {
4062         struct kmem_cache_node *n;
4063         struct kmem_cache *s;
4064         struct memory_notify *marg = arg;
4065         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4066         int ret = 0;
4067
4068         /*
4069          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4070          * already created. Nothing to do.
4071          */
4072         if (nid < 0)
4073                 return 0;
4074
4075         /*
4076          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4077          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4078          * online.
4079          */
4080         mutex_lock(&slab_mutex);
4081         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4082                 /*
4083                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4084                  *      since memory is not yet available from the node that
4085                  *      is brought up.
4086                  */
4087                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4088                 if (!n) {
4089                         ret = -ENOMEM;
4090                         goto out;
4091                 }
4092                 init_kmem_cache_node(n);
4093                 s->node[nid] = n;
4094         }
4095 out:
4096         mutex_unlock(&slab_mutex);
4097         return ret;
4098 }
4099
4100 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4101                                 unsigned long action, void *arg)
4102 {
4103         int ret = 0;
4104
4105         switch (action) {
4106         case MEM_GOING_ONLINE:
4107                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4108                 break;
4109         case MEM_GOING_OFFLINE:
4110                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4111                 break;
4112         case MEM_OFFLINE:
4113         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4114                 slab_mem_offline_callback(arg);
4115                 break;
4116         case MEM_ONLINE:
4117         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4118                 break;
4119         }
4120         if (ret)
4121                 ret = notifier_from_errno(ret);
4122         else
4123                 ret = NOTIFY_OK;
4124         return ret;
4125 }
4126
4127 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4128         .notifier_call = slab_memory_callback,
4129         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4130 };
4131
4132 /********************************************************************
4133  *                      Basic setup of slabs
4134  *******************************************************************/
4135
4136 /*
4137  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4138  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4139  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4140  */
4141
4142 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4143 {
4144         int node;
4145         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4146         struct kmem_cache_node *n;
4147
4148         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4149
4150         /*
4151          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4152          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4153          * IPIs around.
4154          */
4155         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4156         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4157                 struct page *p;
4158
4159                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
4160                         p->slab_cache = s;
4161
4162 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4163                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
4164                         p->slab_cache = s;
4165 #endif
4166         }
4167         slab_init_memcg_params(s);
4168         list_add(&s->list, &slab_caches);
4169         memcg_link_cache(s);
4170         return s;
4171 }
4172
4173 void __init kmem_cache_init(void)
4174 {
4175         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4176                 boot_kmem_cache_node;
4177
4178         if (debug_guardpage_minorder())
4179                 slub_max_order = 0;
4180
4181         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4182         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4183
4184         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4185                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
4186
4187         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4188
4189         /* Able to allocate the per node structures */
4190         slab_state = PARTIAL;
4191
4192         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4193                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4194                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4195                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
4196
4197         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4198
4199         /*
4200          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
4201          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
4202          * update any list pointers.
4203          */
4204         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4205
4206         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4207         setup_kmalloc_cache_index_table();
4208         create_kmalloc_caches(0);
4209
4210         /* Setup random freelists for each cache */
4211         init_freelist_randomization();
4212
4213         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4214                                   slub_cpu_dead);
4215
4216         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d, CPUs=%u, Nodes=%d\n",
4217                 cache_line_size(),
4218                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4219                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4220 }
4221
4222 void __init kmem_cache_init_late(void)
4223 {
4224 }
4225
4226 struct kmem_cache *
4227 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
4228                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
4229 {
4230         struct kmem_cache *s, *c;
4231
4232         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4233         if (s) {
4234                 s->refcount++;
4235
4236                 /*
4237                  * Adjust the object sizes so that we clear
4238                  * the complete object on kzalloc.
4239                  */
4240                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
4241                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4242
4243                 for_each_memcg_cache(c, s) {
4244                         c->object_size = s->object_size;
4245                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
4246                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
4247                 }
4248
4249                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4250                         s->refcount--;
4251                         s = NULL;
4252                 }
4253         }
4254
4255         return s;
4256 }
4257
4258 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
4259 {
4260         int err;
4261
4262         err = kmem_cache_open(s, flags);
4263         if (err)
4264                 return err;
4265
4266         /* Mutex is not taken during early boot */
4267         if (slab_state <= UP)
4268                 return 0;
4269
4270         memcg_propagate_slab_attrs(s);
4271         err = sysfs_slab_add(s);
4272         if (err)
4273                 __kmem_cache_release(s);
4274
4275         return err;
4276 }
4277
4278 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4279 {
4280         struct kmem_cache *s;
4281         void *ret;
4282
4283         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4284                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4285
4286         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4287
4288         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4289                 return s;
4290
4291         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4292
4293         /* Honor the call site pointer we received. */
4294         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4295
4296         return ret;
4297 }
4298
4299 #ifdef CONFIG_NUMA
4300 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4301                                         int node, unsigned long caller)
4302 {
4303         struct kmem_cache *s;
4304         void *ret;
4305
4306         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4307                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4308
4309                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4310                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4311                                    gfpflags, node);
4312
4313                 return ret;
4314         }
4315
4316         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4317
4318         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4319                 return s;
4320
4321         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4322
4323         /* Honor the call site pointer we received. */
4324         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4325
4326         return ret;
4327 }
4328 #endif
4329
4330 #ifdef CONFIG_SYSFS
4331 static int count_inuse(struct page *page)
4332 {
4333         return page->inuse;
4334 }
4335
4336 static int count_total(struct page *page)
4337 {
4338         return page->objects;
4339 }
4340 #endif
4341
4342 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4343 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4344                                                 unsigned long *map)
4345 {
4346         void *p;
4347         void *addr = page_address(page);
4348
4349         if (!check_slab(s, page) ||
4350                         !on_freelist(s, page, NULL))
4351                 return 0;
4352
4353         /* Now we know that a valid freelist exists */
4354         bitmap_zero(map, page->objects);
4355
4356         get_map(s, page, map);
4357         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4358                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4359                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4360                                 return 0;
4361         }
4362
4363         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4364                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4365                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4366                                 return 0;
4367         return 1;
4368 }
4369
4370 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4371                                                 unsigned long *map)
4372 {
4373         slab_lock(page);
4374         validate_slab(s, page, map);
4375         slab_unlock(page);
4376 }
4377
4378 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4379                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4380 {
4381         unsigned long count = 0;
4382         struct page *page;
4383         unsigned long flags;
4384
4385         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4386
4387         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4388                 validate_slab_slab(s, page, map);
4389                 count++;
4390         }
4391         if (count != n->nr_partial)
4392                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4393                        s->name, count, n->nr_partial);
4394
4395         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4396                 goto out;
4397
4398         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4399                 validate_slab_slab(s, page, map);
4400                 count++;
4401         }
4402         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4403                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4404                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4405
4406 out:
4407         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4408         return count;
4409 }
4410
4411 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4412 {
4413         int node;
4414         unsigned long count = 0;
4415         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4416                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4417         struct kmem_cache_node *n;
4418
4419         if (!map)
4420                 return -ENOMEM;
4421
4422         flush_all(s);
4423         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4424                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4425         kfree(map);
4426         return count;
4427 }
4428 /*
4429  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4430  * and freed.
4431  */
4432
4433 struct location {
4434         unsigned long count;
4435         unsigned long addr;
4436         long long sum_time;
4437         long min_time;
4438         long max_time;
4439         long min_pid;
4440         long max_pid;
4441         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4442         nodemask_t nodes;
4443 };
4444
4445 struct loc_track {
4446         unsigned long max;
4447         unsigned long count;
4448         struct location *loc;
4449 };
4450
4451 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4452 {
4453         if (t->max)
4454                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4455                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4456 }
4457
4458 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4459 {
4460         struct location *l;
4461         int order;
4462
4463         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4464
4465         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4466         if (!l)
4467                 return 0;
4468
4469         if (t->count) {
4470                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4471                 free_loc_track(t);
4472         }
4473         t->max = max;
4474         t->loc = l;
4475         return 1;
4476 }
4477
4478 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4479                                 const struct track *track)
4480 {
4481         long start, end, pos;
4482         struct location *l;
4483         unsigned long caddr;
4484         unsigned long age = jiffies - track->when;
4485
4486         start = -1;
4487         end = t->count;
4488
4489         for ( ; ; ) {
4490                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4491
4492                 /*
4493                  * There is nothing at "end". If we end up there
4494                  * we need to add something to before end.
4495                  */
4496                 if (pos == end)
4497                         break;
4498
4499                 caddr = t->loc[pos].addr;
4500                 if (track->addr == caddr) {
4501
4502                         l = &t->loc[pos];
4503                         l->count++;
4504                         if (track->when) {
4505                                 l->sum_time += age;
4506                                 if (age < l->min_time)
4507                                         l->min_time = age;
4508                                 if (age > l->max_time)
4509                                         l->max_time = age;
4510
4511                                 if (track->pid < l->min_pid)
4512                                         l->min_pid = track->pid;
4513                                 if (track->pid > l->max_pid)
4514                                         l->max_pid = track->pid;
4515
4516                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4517                                                 to_cpumask(l->cpus));
4518                         }
4519                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4520                         return 1;
4521                 }
4522
4523                 if (track->addr < caddr)
4524                         end = pos;
4525                 else
4526                         start = pos;
4527         }
4528
4529         /*
4530          * Not found. Insert new tracking element.
4531          */
4532         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4533                 return 0;
4534
4535         l = t->loc + pos;
4536         if (pos < t->count)
4537                 memmove(l + 1, l,
4538                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4539         t->count++;
4540         l->count = 1;
4541         l->addr = track->addr;
4542         l->sum_time = age;
4543         l->min_time = age;
4544         l->max_time = age;
4545         l->min_pid = track->pid;
4546         l->max_pid = track->pid;
4547         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4548         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4549         nodes_clear(l->nodes);
4550         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4551         return 1;
4552 }
4553
4554 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4555                 struct page *page, enum track_item alloc,
4556                 unsigned long *map)
4557 {
4558         void *addr = page_address(page);
4559         void *p;
4560
4561         bitmap_zero(map, page->objects);
4562         get_map(s, page, map);
4563
4564         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4565                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4566                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4567 }
4568
4569 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4570                                         enum track_item alloc)
4571 {
4572         int len = 0;
4573         unsigned long i;
4574         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4575         int node;
4576         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4577                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4578         struct kmem_cache_node *n;
4579
4580         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4581                                      GFP_KERNEL)) {
4582                 kfree(map);
4583                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4584         }
4585         /* Push back cpu slabs */
4586         flush_all(s);
4587
4588         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4589                 unsigned long flags;
4590                 struct page *page;
4591
4592                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4593                         continue;
4594
4595                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4596                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4597                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4598                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4599                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4600                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4601         }
4602
4603         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4604                 struct location *l = &t.loc[i];
4605
4606                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4607                         break;
4608                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4609
4610                 if (l->addr)
4611                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4612                 else
4613                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4614
4615                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4616                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4617                                 l->min_time,
4618                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4619                                 l->max_time);
4620                 } else
4621                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4622                                 l->min_time);
4623
4624                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4625                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4626                                 l->min_pid, l->max_pid);
4627                 else
4628                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4629                                 l->min_pid);
4630
4631                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4632                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4633                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4634                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4635                                          " cpus=%*pbl",
4636                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4637
4638                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4639                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4640                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4641                                          " nodes=%*pbl",
4642                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4643
4644                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4645         }
4646
4647         free_loc_track(&t);
4648         kfree(map);
4649         if (!t.count)
4650                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4651         return len;
4652 }
4653 #endif
4654
4655 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4656 static void __init resiliency_test(void)
4657 {
4658         u8 *p;
4659
4660         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4661
4662         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4663         pr_err("-----------------------\n");
4664         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4665
4666         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4667         p[16] = 0x12;
4668         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4669                p + 16);
4670
4671         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4672
4673         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4674         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4675         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4676         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4677                p);
4678         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4679
4680         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4681         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4682         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4683         *p = 0x56;
4684         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4685                p);
4686         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4687         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4688
4689         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4690         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4691         kfree(p);
4692         *p = 0x78;
4693         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4694         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4695
4696         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4697         kfree(p);
4698         p[50] = 0x9a;
4699         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4700         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4701
4702         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4703         kfree(p);
4704         p[512] = 0xab;
4705         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4706         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4707 }
4708 #else
4709 #ifdef CONFIG_SYSFS
4710 static void resiliency_test(void) {};
4711 #endif
4712 #endif
4713
4714 #ifdef CONFIG_SYSFS
4715 enum slab_stat_type {
4716         SL_ALL,                 /* All slabs */
4717         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4718         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4719         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4720         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4721 };
4722
4723 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4724 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4725 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4726 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4727 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4728
4729 #ifdef CONFIG_MEMCG
4730 static bool memcg_sysfs_enabled = IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_MEMCG_SYSFS_ON);
4731
4732 static int __init setup_slub_memcg_sysfs(char *str)
4733 {
4734         int v;
4735
4736         if (get_option(&str, &v) > 0)
4737                 memcg_sysfs_enabled = v;
4738
4739         return 1;
4740 }
4741
4742 __setup("slub_memcg_sysfs=", setup_slub_memcg_sysfs);
4743 #endif
4744
4745 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4746                             char *buf, unsigned long flags)
4747 {
4748         unsigned long total = 0;
4749         int node;
4750         int x;
4751         unsigned long *nodes;
4752
4753         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4754         if (!nodes)
4755                 return -ENOMEM;
4756
4757         if (flags & SO_CPU) {
4758                 int cpu;
4759
4760                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4761                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4762                                                                cpu);
4763                         int node;
4764                         struct page *page;
4765
4766                         page = READ_ONCE(c->page);
4767                         if (!page)
4768                                 continue;
4769
4770                         node = page_to_nid(page);
4771                         if (flags & SO_TOTAL)
4772                                 x = page->objects;
4773                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4774                                 x = page->inuse;
4775                         else
4776                                 x = 1;
4777
4778                         total += x;
4779                         nodes[node] += x;
4780
4781                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4782                         if (page) {
4783                                 node = page_to_nid(page);
4784                                 if (flags & SO_TOTAL)
4785                                         WARN_ON_ONCE(1);
4786                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4787                                         WARN_ON_ONCE(1);
4788                                 else
4789                                         x = page->pages;
4790                                 total += x;
4791                                 nodes[node] += x;
4792                         }
4793                 }
4794         }
4795
4796         get_online_mems();
4797 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4798         if (flags & SO_ALL) {
4799                 struct kmem_cache_node *n;
4800
4801                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4802
4803                         if (flags & SO_TOTAL)
4804                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4805                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4806                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4807                                         count_partial(n, count_free);
4808                         else
4809                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4810                         total += x;
4811                         nodes[node] += x;
4812                 }
4813
4814         } else
4815 #endif
4816         if (flags & SO_PARTIAL) {
4817                 struct kmem_cache_node *n;
4818
4819                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4820                         if (flags & SO_TOTAL)
4821                                 x = count_partial(n, count_total);
4822                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4823                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4824                         else
4825                                 x = n->nr_partial;
4826                         total += x;
4827                         nodes[node] += x;
4828                 }
4829         }
4830         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4831 #ifdef CONFIG_NUMA
4832         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4833                 if (nodes[node])
4834                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4835                                         node, nodes[node]);
4836 #endif
4837         put_online_mems();
4838         kfree(nodes);
4839         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4840 }
4841
4842 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4843 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4844 {
4845         int node;
4846         struct kmem_cache_node *n;
4847
4848         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4849                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4850                         return 1;
4851
4852         return 0;
4853 }
4854 #endif
4855
4856 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4857 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4858
4859 struct slab_attribute {
4860         struct attribute attr;
4861         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4862         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4863 };
4864
4865 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4866         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4867         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4868
4869 #define SLAB_ATTR(_name) \
4870         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4871         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4872
4873 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4874 {
4875         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4876 }
4877 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4878
4879 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4880 {
4881         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4882 }
4883 SLAB_ATTR_RO(align);
4884
4885 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4886 {
4887         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4888 }
4889 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4890
4891 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4892 {
4893         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4894 }
4895 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4896
4897 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4898                                 const char *buf, size_t length)
4899 {
4900         unsigned long order;
4901         int err;
4902
4903         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4904         if (err)
4905                 return err;
4906
4907         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4908                 return -EINVAL;
4909
4910         calculate_sizes(s, order);
4911         return length;
4912 }
4913
4914 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4915 {
4916         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4917 }
4918 SLAB_ATTR(order);
4919
4920 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4921 {
4922         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4923 }
4924
4925 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4926                                  size_t length)
4927 {
4928         unsigned long min;
4929         int err;
4930
4931         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4932         if (err)
4933                 return err;
4934
4935         set_min_partial(s, min);
4936         return length;
4937 }
4938 SLAB_ATTR(min_partial);
4939
4940 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4941 {
4942         return sprintf(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
4943 }
4944
4945 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4946                                  size_t length)
4947 {
4948         unsigned long objects;
4949         int err;
4950
4951         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4952         if (err)
4953                 return err;
4954         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4955                 return -EINVAL;
4956
4957         slub_set_cpu_partial(s, objects);
4958         flush_all(s);
4959         return length;
4960 }
4961 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4962
4963 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4964 {
4965         if (!s->ctor)
4966                 return 0;
4967         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4968 }
4969 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4970
4971 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4972 {
4973         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
4974 }
4975 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4976
4977 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4978 {
4979         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4980 }
4981 SLAB_ATTR_RO(partial);
4982
4983 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4984 {
4985         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4986 }
4987 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4988
4989 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4990 {
4991         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4992 }
4993 SLAB_ATTR_RO(objects);
4994
4995 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4996 {
4997         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4998 }
4999 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5000
5001 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5002 {
5003         int objects = 0;
5004         int pages = 0;
5005         int cpu;
5006         int len;
5007
5008         for_each_online_cpu(cpu) {
5009                 struct page *page;
5010
5011                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5012
5013                 if (page) {
5014                         pages += page->pages;
5015                         objects += page->pobjects;
5016                 }
5017         }
5018
5019         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
5020
5021 #ifdef CONFIG_SMP
5022         for_each_online_cpu(cpu) {
5023                 struct page *page;
5024
5025                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5026
5027                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
5028                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
5029                                 page->pobjects, page->pages);
5030         }
5031 #endif
5032         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5033 }
5034 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5035
5036 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5037 {
5038         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5039 }
5040
5041 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
5042                                 const char *buf, size_t length)
5043 {
5044         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5045         if (buf[0] == '1')
5046                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5047         return length;
5048 }
5049 SLAB_ATTR(reclaim_account);
5050
5051 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5052 {
5053         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5054 }
5055 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5056
5057 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5058 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5059 {
5060         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5061 }
5062 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5063 #endif
5064
5065 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5066 {
5067         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5068 }
5069 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5070
5071 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5072 {
5073         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
5074 }
5075 SLAB_ATTR_RO(reserved);
5076
5077 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5078 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5079 {
5080         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5081 }
5082 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5083
5084 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5085 {
5086         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5087 }
5088 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5089
5090 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5091 {
5092         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5093 }
5094
5095 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
5096                                 const char *buf, size_t length)
5097 {
5098         s->flags &= ~SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5099         if (buf[0] == '1') {
5100                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5101                 s->flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5102         }
5103         return length;
5104 }
5105 SLAB_ATTR(sanity_checks);
5106
5107 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5108 {
5109         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5110 }
5111
5112 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5113                                                         size_t length)
5114 {
5115         /*
5116          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
5117          * as well as cause other issues like converting a mergeable
5118          * cache into an umergeable one.
5119          */
5120         if (s->refcount > 1)
5121                 return -EINVAL;
5122
5123         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
5124         if (buf[0] == '1') {
5125                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5126                 s->flags |= SLAB_TRACE;
5127         }
5128         return length;
5129 }
5130 SLAB_ATTR(trace);
5131
5132 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5133 {
5134         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5135 }
5136
5137 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
5138                                 const char *buf, size_t length)
5139 {
5140         if (any_slab_objects(s))
5141                 return -EBUSY;
5142
5143         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
5144         if (buf[0] == '1') {
5145                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
5146         }
5147         calculate_sizes(s, -1);
5148         return length;
5149 }
5150 SLAB_ATTR(red_zone);
5151
5152 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5153 {
5154         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5155 }
5156
5157 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
5158                                 const char *buf, size_t length)
5159 {
5160         if (any_slab_objects(s))
5161                 return -EBUSY;
5162
5163         s->flags &= ~SLAB_POISON;
5164         if (buf[0] == '1') {
5165                 s->flags |= SLAB_POISON;
5166         }
5167         calculate_sizes(s, -1);
5168         return length;
5169 }
5170 SLAB_ATTR(poison);
5171
5172 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5173 {
5174         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5175 }
5176
5177 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
5178                                 const char *buf, size_t length)
5179 {
5180         if (any_slab_objects(s))
5181                 return -EBUSY;
5182
5183         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
5184         if (buf[0] == '1') {
5185                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5186                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
5187         }
5188         calculate_sizes(s, -1);
5189         return length;
5190 }
5191 SLAB_ATTR(store_user);
5192
5193 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5194 {
5195         return 0;
5196 }
5197
5198 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5199                         const char *buf, size_t length)
5200 {
5201         int ret = -EINVAL;
5202
5203         if (buf[0] == '1') {
5204                 ret = validate_slab_cache(s);
5205                 if (ret >= 0)
5206                         ret = length;
5207         }
5208         return ret;
5209 }
5210 SLAB_ATTR(validate);
5211
5212 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5213 {
5214         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5215                 return -ENOSYS;
5216         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5217 }
5218 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5219
5220 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5221 {
5222         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5223                 return -ENOSYS;
5224         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5225 }
5226 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5227 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5228
5229 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5230 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5231 {
5232         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5233 }
5234
5235 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5236                                                         size_t length)
5237 {
5238         if (s->refcount > 1)
5239                 return -EINVAL;
5240
5241         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
5242         if (buf[0] == '1')
5243                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
5244         return length;
5245 }
5246 SLAB_ATTR(failslab);
5247 #endif
5248
5249 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5250 {
5251         return 0;
5252 }
5253
5254 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5255                         const char *buf, size_t length)
5256 {
5257         if (buf[0] == '1')
5258                 kmem_cache_shrink(s);
5259         else
5260                 return -EINVAL;
5261         return length;
5262 }
5263 SLAB_ATTR(shrink);
5264
5265 #ifdef CONFIG_NUMA
5266 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5267 {
5268         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5269 }
5270
5271 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5272                                 const char *buf, size_t length)
5273 {
5274         unsigned long ratio;
5275         int err;
5276
5277         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
5278         if (err)
5279                 return err;
5280
5281         if (ratio <= 100)
5282                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5283
5284         return length;
5285 }
5286 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5287 #endif
5288
5289 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5290 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5291 {
5292         unsigned long sum  = 0;
5293         int cpu;
5294         int len;
5295         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5296
5297         if (!data)
5298                 return -ENOMEM;
5299
5300         for_each_online_cpu(cpu) {
5301                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5302
5303                 data[cpu] = x;
5304                 sum += x;
5305         }
5306
5307         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5308
5309 #ifdef CONFIG_SMP
5310         for_each_online_cpu(cpu) {
5311                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5312                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5313         }
5314 #endif
5315         kfree(data);
5316         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5317 }
5318
5319 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5320 {
5321         int cpu;
5322
5323         for_each_online_cpu(cpu)
5324                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5325 }
5326
5327 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5328 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5329 {                                                               \
5330         return show_stat(s, buf, si);                           \
5331 }                                                               \
5332 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5333                                 const char *buf, size_t length) \
5334 {                                                               \
5335         if (buf[0] != '0')                                      \
5336                 return -EINVAL;                                 \
5337         clear_stat(s, si);                                      \
5338         return length;                                          \
5339 }                                                               \
5340 SLAB_ATTR(text);                                                \
5341
5342 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5343 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5344 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5345 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5346 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5347 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5348 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5349 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5350 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5351 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5352 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5353 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5354 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5355 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5356 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5357 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5358 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5359 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5360 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5361 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5362 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5363 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5364 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5365 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5366 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5367 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5368 #endif
5369
5370 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5371         &slab_size_attr.attr,
5372         &object_size_attr.attr,
5373         &objs_per_slab_attr.attr,
5374         &order_attr.attr,
5375         &min_partial_attr.attr,
5376         &cpu_partial_attr.attr,
5377         &objects_attr.attr,
5378         &objects_partial_attr.attr,
5379         &partial_attr.attr,
5380         &cpu_slabs_attr.attr,
5381         &ctor_attr.attr,
5382         &aliases_attr.attr,
5383         &align_attr.attr,
5384         &hwcache_align_attr.attr,
5385         &reclaim_account_attr.attr,
5386         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5387         &shrink_attr.attr,
5388         &reserved_attr.attr,
5389         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5390 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5391         &total_objects_attr.attr,
5392         &slabs_attr.attr,
5393         &sanity_checks_attr.attr,
5394         &trace_attr.attr,
5395         &red_zone_attr.attr,
5396         &poison_attr.attr,
5397         &store_user_attr.attr,
5398         &validate_attr.attr,
5399         &alloc_calls_attr.attr,
5400         &free_calls_attr.attr,
5401 #endif
5402 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5403         &cache_dma_attr.attr,
5404 #endif
5405 #ifdef CONFIG_NUMA
5406         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5407 #endif
5408 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5409         &alloc_fastpath_attr.attr,
5410         &alloc_slowpath_attr.attr,
5411         &free_fastpath_attr.attr,
5412         &free_slowpath_attr.attr,
5413         &free_frozen_attr.attr,
5414         &free_add_partial_attr.attr,
5415         &free_remove_partial_attr.attr,
5416         &alloc_from_partial_attr.attr,
5417         &alloc_slab_attr.attr,
5418         &alloc_refill_attr.attr,
5419         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5420         &free_slab_attr.attr,
5421         &cpuslab_flush_attr.attr,
5422         &deactivate_full_attr.attr,
5423         &deactivate_empty_attr.attr,
5424         &deactivate_to_head_attr.attr,
5425         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5426         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5427         &deactivate_bypass_attr.attr,
5428         &order_fallback_attr.attr,
5429         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5430         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5431         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5432         &cpu_partial_free_attr.attr,
5433         &cpu_partial_node_attr.attr,
5434         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5435 #endif
5436 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5437         &failslab_attr.attr,
5438 #endif
5439
5440         NULL
5441 };
5442
5443 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5444         .attrs = slab_attrs,
5445 };
5446
5447 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5448                                 struct attribute *attr,
5449                                 char *buf)
5450 {
5451         struct slab_attribute *attribute;
5452         struct kmem_cache *s;
5453         int err;
5454
5455         attribute = to_slab_attr(attr);
5456         s = to_slab(kobj);
5457
5458         if (!attribute->show)
5459                 return -EIO;
5460
5461         err = attribute->show(s, buf);
5462
5463         return err;
5464 }
5465
5466 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5467                                 struct attribute *attr,
5468                                 const char *buf, size_t len)
5469 {
5470         struct slab_attribute *attribute;
5471         struct kmem_cache *s;
5472         int err;
5473
5474         attribute = to_slab_attr(attr);
5475         s = to_slab(kobj);
5476
5477         if (!attribute->store)
5478                 return -EIO;
5479
5480         err = attribute->store(s, buf, len);
5481 #ifdef CONFIG_MEMCG
5482         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5483                 struct kmem_cache *c;
5484
5485                 mutex_lock(&slab_mutex);
5486                 if (s->max_attr_size < len)
5487                         s->max_attr_size = len;
5488
5489                 /*
5490                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5491                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5492                  * basically because not all attributes will have a well
5493                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5494                  * have permanent effects.
5495                  *
5496                  * Returning the error value of any of the children that fail
5497                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5498                  * error code won't be able to know anything about the state of
5499                  * the cache.
5500                  *
5501                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5502                  * has well defined semantics. The cache being written to
5503                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5504                  * through the descendants with best-effort propagation.
5505                  */
5506                 for_each_memcg_cache(c, s)
5507                         attribute->store(c, buf, len);
5508                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5509         }
5510 #endif
5511         return err;
5512 }
5513
5514 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5515 {
5516 #ifdef CONFIG_MEMCG
5517         int i;
5518         char *buffer = NULL;
5519         struct kmem_cache *root_cache;
5520
5521         if (is_root_cache(s))
5522                 return;
5523
5524         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5525
5526         /*
5527          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5528          * in copying default values around
5529          */
5530         if (!root_cache->max_attr_size)
5531                 return;
5532
5533         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5534                 char mbuf[64];
5535                 char *buf;
5536                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5537                 ssize_t len;
5538
5539                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5540                         continue;
5541
5542                 /*
5543                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5544                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5545                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5546                  *
5547                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5548                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5549                  * theoretically happen.
5550                  */
5551                 if (buffer)
5552                         buf = buffer;
5553                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5554                         buf = mbuf;
5555                 else {
5556                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5557                         if (WARN_ON(!buffer))
5558                                 continue;
5559                         buf = buffer;
5560                 }
5561
5562                 len = attr->show(root_cache, buf);
5563                 if (len > 0)
5564                         attr->store(s, buf, len);
5565         }
5566
5567         if (buffer)
5568                 free_page((unsigned long)buffer);
5569 #endif
5570 }
5571
5572 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5573 {
5574         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5575 }
5576
5577 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5578         .show = slab_attr_show,
5579         .store = slab_attr_store,
5580 };
5581
5582 static struct kobj_type slab_ktype = {
5583         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5584         .release = kmem_cache_release,
5585 };
5586
5587 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5588 {
5589         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5590
5591         if (ktype == &slab_ktype)
5592                 return 1;
5593         return 0;
5594 }
5595
5596 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5597         .filter = uevent_filter,
5598 };
5599
5600 static struct kset *slab_kset;
5601
5602 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5603 {
5604 #ifdef CONFIG_MEMCG
5605         if (!is_root_cache(s))
5606                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5607 #endif
5608         return slab_kset;
5609 }
5610
5611 #define ID_STR_LENGTH 64
5612
5613 /* Create a unique string id for a slab cache:
5614  *
5615  * Format       :[flags-]size
5616  */
5617 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5618 {
5619         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5620         char *p = name;
5621
5622         BUG_ON(!name);
5623
5624         *p++ = ':';
5625         /*
5626          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5627          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5628          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5629          * are matched during merging to guarantee that the id is
5630          * unique.
5631          */
5632         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5633                 *p++ = 'd';
5634         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5635                 *p++ = 'a';
5636         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5637                 *p++ = 'F';
5638         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5639                 *p++ = 't';
5640         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5641                 *p++ = 'A';
5642         if (p != name + 1)
5643                 *p++ = '-';
5644         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5645
5646         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5647         return name;
5648 }
5649
5650 static void sysfs_slab_remove_workfn(struct work_struct *work)
5651 {
5652         struct kmem_cache *s =
5653                 container_of(work, struct kmem_cache, kobj_remove_work);
5654
5655         if (!s->kobj.state_in_sysfs)
5656                 /*
5657                  * For a memcg cache, this may be called during
5658                  * deactivation and again on shutdown.  Remove only once.
5659                  * A cache is never shut down before deactivation is
5660                  * complete, so no need to worry about synchronization.
5661                  */
5662                 goto out;
5663
5664 #ifdef CONFIG_MEMCG
5665         kset_unregister(s->memcg_kset);
5666 #endif
5667         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5668         kobject_del(&s->kobj);
5669 out:
5670         kobject_put(&s->kobj);
5671 }
5672
5673 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5674 {
5675         int err;
5676         const char *name;
5677         struct kset *kset = cache_kset(s);
5678         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5679
5680         INIT_WORK(&s->kobj_remove_work, sysfs_slab_remove_workfn);
5681
5682         if (!kset) {
5683                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5684                 return 0;
5685         }
5686
5687         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5688                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5689                 unmergeable = 1;
5690
5691         if (unmergeable) {
5692                 /*
5693                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5694                  * This is typically the case for debug situations. In that
5695                  * case we can catch duplicate names easily.
5696                  */
5697                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5698                 name = s->name;
5699         } else {
5700                 /*
5701                  * Create a unique name for the slab as a target
5702                  * for the symlinks.
5703                  */
5704                 name = create_unique_id(s);
5705         }
5706
5707         s->kobj.kset = kset;
5708         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5709         if (err)
5710                 goto out;
5711
5712         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5713         if (err)
5714                 goto out_del_kobj;
5715
5716 #ifdef CONFIG_MEMCG
5717         if (is_root_cache(s) && memcg_sysfs_enabled) {
5718                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5719                 if (!s->memcg_kset) {
5720                         err = -ENOMEM;
5721                         goto out_del_kobj;
5722                 }
5723         }
5724 #endif
5725
5726         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5727         if (!unmergeable) {
5728                 /* Setup first alias */
5729                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5730         }
5731 out:
5732         if (!unmergeable)
5733                 kfree(name);
5734         return err;
5735 out_del_kobj:
5736         kobject_del(&s->kobj);
5737         goto out;
5738 }
5739
5740 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5741 {
5742         if (slab_state < FULL)
5743                 /*
5744                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5745                  * cache from sysfs.
5746                  */
5747                 return;
5748
5749         kobject_get(&s->kobj);
5750         schedule_work(&s->kobj_remove_work);
5751 }
5752
5753 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5754 {
5755         if (slab_state >= FULL)
5756                 kobject_put(&s->kobj);
5757 }
5758
5759 /*
5760  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5761  * available lest we lose that information.
5762  */
5763 struct saved_alias {
5764         struct kmem_cache *s;
5765         const char *name;
5766         struct saved_alias *next;
5767 };
5768
5769 static struct saved_alias *alias_list;
5770
5771 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5772 {
5773         struct saved_alias *al;
5774
5775         if (slab_state == FULL) {
5776                 /*
5777                  * If we have a leftover link then remove it.
5778                  */
5779                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5780                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5781         }
5782
5783         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5784         if (!al)
5785                 return -ENOMEM;
5786
5787         al->s = s;
5788         al->name = name;
5789         al->next = alias_list;
5790         alias_list = al;
5791         return 0;
5792 }
5793
5794 static int __init slab_sysfs_init(void)
5795 {
5796         struct kmem_cache *s;
5797         int err;
5798
5799         mutex_lock(&slab_mutex);
5800
5801         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5802         if (!slab_kset) {
5803                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5804                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5805                 return -ENOSYS;
5806         }
5807
5808         slab_state = FULL;
5809
5810         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5811                 err = sysfs_slab_add(s);
5812                 if (err)
5813                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5814                                s->name);
5815         }
5816
5817         while (alias_list) {
5818                 struct saved_alias *al = alias_list;
5819
5820                 alias_list = alias_list->next;
5821                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5822                 if (err)
5823                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5824                                al->name);
5825                 kfree(al);
5826         }
5827
5828         mutex_unlock(&slab_mutex);
5829         resiliency_test();
5830         return 0;
5831 }
5832
5833 __initcall(slab_sysfs_init);
5834 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5835
5836 /*
5837  * The /proc/slabinfo ABI
5838  */
5839 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5840 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5841 {
5842         unsigned long nr_slabs = 0;
5843         unsigned long nr_objs = 0;
5844         unsigned long nr_free = 0;
5845         int node;
5846         struct kmem_cache_node *n;
5847
5848         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5849                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5850                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5851                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5852         }
5853
5854         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5855         sinfo->num_objs = nr_objs;
5856         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5857         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5858         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5859         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5860 }
5861
5862 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5863 {
5864 }
5865
5866 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5867                        size_t count, loff_t *ppos)
5868 {
5869         return -EIO;
5870 }
5871 #endif /* CONFIG_SLABINFO */