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