Merge tag 'mtd/for-5.15' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/mtd/linux
[platform/kernel/linux-rpi.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operations
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/swab.h>
19 #include <linux/bitops.h>
20 #include <linux/slab.h>
21 #include "slab.h"
22 #include <linux/proc_fs.h>
23 #include <linux/seq_file.h>
24 #include <linux/kasan.h>
25 #include <linux/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/kfence.h>
32 #include <linux/memory.h>
33 #include <linux/math64.h>
34 #include <linux/fault-inject.h>
35 #include <linux/stacktrace.h>
36 #include <linux/prefetch.h>
37 #include <linux/memcontrol.h>
38 #include <linux/random.h>
39 #include <kunit/test.h>
40
41 #include <linux/debugfs.h>
42 #include <trace/events/kmem.h>
43
44 #include "internal.h"
45
46 /*
47  * Lock order:
48  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
49  *   2. node->list_lock
50  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
51  *
52  *   slab_mutex
53  *
54  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
55  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
56  *
57  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
58  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects:
59  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
60  *      B. page->inuse          -> Number of objects in use
61  *      C. page->objects        -> Number of objects in page
62  *      D. page->frozen         -> frozen state
63  *
64  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
65  *   on any list except per cpu partial list. The processor that froze the
66  *   slab is the one who can perform list operations on the page. Other
67  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
68  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
69  *   page's freelist.
70  *
71  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
72  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
73  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
74  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
75  *   modified without taking the list lock).
76  *
77  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
78  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
79  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
80  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
81  *   the list lock.
82  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
83  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
84  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
85  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
86  *
87  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
88  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
89  *
90  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
91  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
92  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
93  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
94  * cannot scan all objects.
95  *
96  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
97  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
98  * fast frees and allocs.
99  *
100  * page->frozen         The slab is frozen and exempt from list processing.
101  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
102  *                      such as satisfying allocations for a specific
103  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
104  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
105  *                      list operations. It is up to the processor holding
106  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
107  *                      when the slab is no longer needed.
108  *
109  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
110  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
111  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
112  *                      freelist that allows lockless access to
113  *                      free objects in addition to the regular freelist
114  *                      that requires the slab lock.
115  *
116  * SLAB_DEBUG_FLAGS     Slab requires special handling due to debug
117  *                      options set. This moves slab handling out of
118  *                      the fast path and disables lockless freelists.
119  */
120
121 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
122 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
123 DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(slub_debug_enabled);
124 #else
125 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(slub_debug_enabled);
126 #endif
127 #endif          /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
128
129 static inline bool kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
130 {
131         return kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_DEBUG_FLAGS);
132 }
133
134 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
135 {
136         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE))
137                 p += s->red_left_pad;
138
139         return p;
140 }
141
142 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
143 {
144 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
145         return !kmem_cache_debug(s);
146 #else
147         return false;
148 #endif
149 }
150
151 /*
152  * Issues still to be resolved:
153  *
154  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
155  *
156  * - Variable sizing of the per node arrays
157  */
158
159 /* Enable to log cmpxchg failures */
160 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
161
162 /*
163  * Minimum number of partial slabs. These will be left on the partial
164  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
165  */
166 #define MIN_PARTIAL 5
167
168 /*
169  * Maximum number of desirable partial slabs.
170  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
171  * sort the partial list by the number of objects in use.
172  */
173 #define MAX_PARTIAL 10
174
175 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
176                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
177
178 /*
179  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
180  * issues when checking or reading debug information
181  */
182 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
183                                 SLAB_TRACE)
184
185
186 /*
187  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
188  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
189  * metadata.
190  */
191 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
192
193 #define OO_SHIFT        16
194 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
195 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
196
197 /* Internal SLUB flags */
198 /* Poison object */
199 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
200 /* Use cmpxchg_double */
201 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
202
203 /*
204  * Tracking user of a slab.
205  */
206 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
207 struct track {
208         unsigned long addr;     /* Called from address */
209 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
210         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
211 #endif
212         int cpu;                /* Was running on cpu */
213         int pid;                /* Pid context */
214         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
215 };
216
217 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
218
219 #ifdef CONFIG_SYSFS
220 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
221 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
222 #else
223 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
224 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
225                                                         { return 0; }
226 #endif
227
228 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
229 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *);
230 #else
231 static inline void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { }
232 #endif
233
234 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
235 {
236 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
237         /*
238          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
239          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
240          */
241         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
242 #endif
243 }
244
245 /*
246  * Tracks for which NUMA nodes we have kmem_cache_nodes allocated.
247  * Corresponds to node_state[N_NORMAL_MEMORY], but can temporarily
248  * differ during memory hotplug/hotremove operations.
249  * Protected by slab_mutex.
250  */
251 static nodemask_t slab_nodes;
252
253 /********************************************************************
254  *                      Core slab cache functions
255  *******************************************************************/
256
257 /*
258  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
259  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
260  * random number.
261  */
262 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
263                                  unsigned long ptr_addr)
264 {
265 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
266         /*
267          * When CONFIG_KASAN_SW/HW_TAGS is enabled, ptr_addr might be tagged.
268          * Normally, this doesn't cause any issues, as both set_freepointer()
269          * and get_freepointer() are called with a pointer with the same tag.
270          * However, there are some issues with CONFIG_SLUB_DEBUG code. For
271          * example, when __free_slub() iterates over objects in a cache, it
272          * passes untagged pointers to check_object(). check_object() in turns
273          * calls get_freepointer() with an untagged pointer, which causes the
274          * freepointer to be restored incorrectly.
275          */
276         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^
277                         swab((unsigned long)kasan_reset_tag((void *)ptr_addr)));
278 #else
279         return ptr;
280 #endif
281 }
282
283 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
284 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
285                                          void *ptr_addr)
286 {
287         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
288                             (unsigned long)ptr_addr);
289 }
290
291 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
292 {
293         object = kasan_reset_tag(object);
294         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
295 }
296
297 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
298 {
299         prefetch(object + s->offset);
300 }
301
302 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
303 {
304         unsigned long freepointer_addr;
305         void *p;
306
307         if (!debug_pagealloc_enabled_static())
308                 return get_freepointer(s, object);
309
310         object = kasan_reset_tag(object);
311         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
312         copy_from_kernel_nofault(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
313         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
314 }
315
316 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
317 {
318         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
319
320 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
321         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
322 #endif
323
324         freeptr_addr = (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)freeptr_addr);
325         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
326 }
327
328 /* Loop over all objects in a slab */
329 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
330         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
331                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
332                 __p += (__s)->size)
333
334 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
335 {
336         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
337 }
338
339 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
340                 unsigned int size)
341 {
342         struct kmem_cache_order_objects x = {
343                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
344         };
345
346         return x;
347 }
348
349 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
350 {
351         return x.x >> OO_SHIFT;
352 }
353
354 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
355 {
356         return x.x & OO_MASK;
357 }
358
359 /*
360  * Per slab locking using the pagelock
361  */
362 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
363 {
364         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
365         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
366 }
367
368 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
369 {
370         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
371         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
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                         page->counters = 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                         page->counters = 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 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
455 static DEFINE_SPINLOCK(object_map_lock);
456
457 #if IS_ENABLED(CONFIG_KUNIT)
458 static bool slab_add_kunit_errors(void)
459 {
460         struct kunit_resource *resource;
461
462         if (likely(!current->kunit_test))
463                 return false;
464
465         resource = kunit_find_named_resource(current->kunit_test, "slab_errors");
466         if (!resource)
467                 return false;
468
469         (*(int *)resource->data)++;
470         kunit_put_resource(resource);
471         return true;
472 }
473 #else
474 static inline bool slab_add_kunit_errors(void) { return false; }
475 #endif
476
477 /*
478  * Determine a map of object in use on a page.
479  *
480  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
481  * not vanish from under us.
482  */
483 static unsigned long *get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page)
484         __acquires(&object_map_lock)
485 {
486         void *p;
487         void *addr = page_address(page);
488
489         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
490
491         spin_lock(&object_map_lock);
492
493         bitmap_zero(object_map, page->objects);
494
495         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
496                 set_bit(__obj_to_index(s, addr, p), object_map);
497
498         return object_map;
499 }
500
501 static void put_map(unsigned long *map) __releases(&object_map_lock)
502 {
503         VM_BUG_ON(map != object_map);
504         spin_unlock(&object_map_lock);
505 }
506
507 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
508 {
509         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
510                 return s->size - s->red_left_pad;
511
512         return s->size;
513 }
514
515 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
516 {
517         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
518                 p -= s->red_left_pad;
519
520         return p;
521 }
522
523 /*
524  * Debug settings:
525  */
526 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
527 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
528 #else
529 static slab_flags_t slub_debug;
530 #endif
531
532 static char *slub_debug_string;
533 static int disable_higher_order_debug;
534
535 /*
536  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
537  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
538  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
539  * to tell kasan that these accesses are OK.
540  */
541 static inline void metadata_access_enable(void)
542 {
543         kasan_disable_current();
544 }
545
546 static inline void metadata_access_disable(void)
547 {
548         kasan_enable_current();
549 }
550
551 /*
552  * Object debugging
553  */
554
555 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
556 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
557                                 struct page *page, void *object)
558 {
559         void *base;
560
561         if (!object)
562                 return 1;
563
564         base = page_address(page);
565         object = kasan_reset_tag(object);
566         object = restore_red_left(s, object);
567         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
568                 (object - base) % s->size) {
569                 return 0;
570         }
571
572         return 1;
573 }
574
575 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
576                           unsigned int length)
577 {
578         metadata_access_enable();
579         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS,
580                         16, 1, kasan_reset_tag((void *)addr), length, 1);
581         metadata_access_disable();
582 }
583
584 /*
585  * See comment in calculate_sizes().
586  */
587 static inline bool freeptr_outside_object(struct kmem_cache *s)
588 {
589         return s->offset >= s->inuse;
590 }
591
592 /*
593  * Return offset of the end of info block which is inuse + free pointer if
594  * not overlapping with object.
595  */
596 static inline unsigned int get_info_end(struct kmem_cache *s)
597 {
598         if (freeptr_outside_object(s))
599                 return s->inuse + sizeof(void *);
600         else
601                 return s->inuse;
602 }
603
604 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
605         enum track_item alloc)
606 {
607         struct track *p;
608
609         p = object + get_info_end(s);
610
611         return kasan_reset_tag(p + alloc);
612 }
613
614 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
615                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
616 {
617         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
618
619         if (addr) {
620 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
621                 unsigned int nr_entries;
622
623                 metadata_access_enable();
624                 nr_entries = stack_trace_save(kasan_reset_tag(p->addrs),
625                                               TRACK_ADDRS_COUNT, 3);
626                 metadata_access_disable();
627
628                 if (nr_entries < TRACK_ADDRS_COUNT)
629                         p->addrs[nr_entries] = 0;
630 #endif
631                 p->addr = addr;
632                 p->cpu = smp_processor_id();
633                 p->pid = current->pid;
634                 p->when = jiffies;
635         } else {
636                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
637         }
638 }
639
640 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
641 {
642         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
643                 return;
644
645         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
646         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
647 }
648
649 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
650 {
651         if (!t->addr)
652                 return;
653
654         pr_err("%s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
655                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
656 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
657         {
658                 int i;
659                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
660                         if (t->addrs[i])
661                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
662                         else
663                                 break;
664         }
665 #endif
666 }
667
668 void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
669 {
670         unsigned long pr_time = jiffies;
671         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
672                 return;
673
674         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
675         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
676 }
677
678 static void print_page_info(struct page *page)
679 {
680         pr_err("Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=%#lx(%pGp)\n",
681                page, page->objects, page->inuse, page->freelist,
682                page->flags, &page->flags);
683
684 }
685
686 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
687 {
688         struct va_format vaf;
689         va_list args;
690
691         va_start(args, fmt);
692         vaf.fmt = fmt;
693         vaf.va = &args;
694         pr_err("=============================================================================\n");
695         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
696         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
697         va_end(args);
698 }
699
700 __printf(2, 3)
701 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
702 {
703         struct va_format vaf;
704         va_list args;
705
706         if (slab_add_kunit_errors())
707                 return;
708
709         va_start(args, fmt);
710         vaf.fmt = fmt;
711         vaf.va = &args;
712         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
713         va_end(args);
714 }
715
716 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
717                                void **freelist, void *nextfree)
718 {
719         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
720             !check_valid_pointer(s, page, nextfree) && freelist) {
721                 object_err(s, page, *freelist, "Freechain corrupt");
722                 *freelist = NULL;
723                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
724                 return true;
725         }
726
727         return false;
728 }
729
730 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
731 {
732         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
733         u8 *addr = page_address(page);
734
735         print_tracking(s, p);
736
737         print_page_info(page);
738
739         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
740                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
741
742         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
743                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p - s->red_left_pad,
744                               s->red_left_pad);
745         else if (p > addr + 16)
746                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
747
748         print_section(KERN_ERR,         "Object   ", p,
749                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
750         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
751                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p + s->object_size,
752                         s->inuse - s->object_size);
753
754         off = get_info_end(s);
755
756         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
757                 off += 2 * sizeof(struct track);
758
759         off += kasan_metadata_size(s);
760
761         if (off != size_from_object(s))
762                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
763                 print_section(KERN_ERR, "Padding  ", p + off,
764                               size_from_object(s) - off);
765
766         dump_stack();
767 }
768
769 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
770                         u8 *object, char *reason)
771 {
772         if (slab_add_kunit_errors())
773                 return;
774
775         slab_bug(s, "%s", reason);
776         print_trailer(s, page, object);
777         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
778 }
779
780 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
781                         const char *fmt, ...)
782 {
783         va_list args;
784         char buf[100];
785
786         if (slab_add_kunit_errors())
787                 return;
788
789         va_start(args, fmt);
790         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
791         va_end(args);
792         slab_bug(s, "%s", buf);
793         print_page_info(page);
794         dump_stack();
795         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
796 }
797
798 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
799 {
800         u8 *p = kasan_reset_tag(object);
801
802         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
803                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
804
805         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
806                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
807                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
808         }
809
810         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
811                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
812 }
813
814 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
815                                                 void *from, void *to)
816 {
817         slab_fix(s, "Restoring %s 0x%p-0x%p=0x%x", message, from, to - 1, data);
818         memset(from, data, to - from);
819 }
820
821 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
822                         u8 *object, char *what,
823                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
824 {
825         u8 *fault;
826         u8 *end;
827         u8 *addr = page_address(page);
828
829         metadata_access_enable();
830         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(start), value, bytes);
831         metadata_access_disable();
832         if (!fault)
833                 return 1;
834
835         end = start + bytes;
836         while (end > fault && end[-1] == value)
837                 end--;
838
839         if (slab_add_kunit_errors())
840                 goto skip_bug_print;
841
842         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
843         pr_err("0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
844                                         fault, end - 1, fault - addr,
845                                         fault[0], value);
846         print_trailer(s, page, object);
847         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
848
849 skip_bug_print:
850         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
851         return 0;
852 }
853
854 /*
855  * Object layout:
856  *
857  * object address
858  *      Bytes of the object to be managed.
859  *      If the freepointer may overlay the object then the free
860  *      pointer is at the middle of the object.
861  *
862  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
863  *      0xa5 (POISON_END)
864  *
865  * object + s->object_size
866  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
867  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
868  *      object_size == inuse.
869  *
870  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
871  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
872  *
873  * object + s->inuse
874  *      Meta data starts here.
875  *
876  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
877  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
878  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at minimum
879  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
880  *              before the word boundary.
881  *
882  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
883  *
884  * object + s->size
885  *      Nothing is used beyond s->size.
886  *
887  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
888  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
889  * may be used with merged slabcaches.
890  */
891
892 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
893 {
894         unsigned long off = get_info_end(s);    /* The end of info */
895
896         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
897                 /* We also have user information there */
898                 off += 2 * sizeof(struct track);
899
900         off += kasan_metadata_size(s);
901
902         if (size_from_object(s) == off)
903                 return 1;
904
905         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
906                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
907 }
908
909 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
910 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
911 {
912         u8 *start;
913         u8 *fault;
914         u8 *end;
915         u8 *pad;
916         int length;
917         int remainder;
918
919         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
920                 return 1;
921
922         start = page_address(page);
923         length = page_size(page);
924         end = start + length;
925         remainder = length % s->size;
926         if (!remainder)
927                 return 1;
928
929         pad = end - remainder;
930         metadata_access_enable();
931         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(pad), POISON_INUSE, remainder);
932         metadata_access_disable();
933         if (!fault)
934                 return 1;
935         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
936                 end--;
937
938         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
939                         fault, end - 1, fault - start);
940         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
941
942         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
943         return 0;
944 }
945
946 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
947                                         void *object, u8 val)
948 {
949         u8 *p = object;
950         u8 *endobject = object + s->object_size;
951
952         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
953                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Left Redzone",
954                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
955                         return 0;
956
957                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Right Redzone",
958                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
959                         return 0;
960         } else {
961                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
962                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
963                                 endobject, POISON_INUSE,
964                                 s->inuse - s->object_size);
965                 }
966         }
967
968         if (s->flags & SLAB_POISON) {
969                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
970                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
971                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
972                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "End Poison",
973                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
974                         return 0;
975                 /*
976                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
977                  */
978                 check_pad_bytes(s, page, p);
979         }
980
981         if (!freeptr_outside_object(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE)
982                 /*
983                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
984                  * freepointer while object is allocated.
985                  */
986                 return 1;
987
988         /* Check free pointer validity */
989         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
990                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
991                 /*
992                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
993                  * of the free objects in this slab. May cause
994                  * another error because the object count is now wrong.
995                  */
996                 set_freepointer(s, p, NULL);
997                 return 0;
998         }
999         return 1;
1000 }
1001
1002 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1003 {
1004         int maxobj;
1005
1006         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
1007
1008         if (!PageSlab(page)) {
1009                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
1010                 return 0;
1011         }
1012
1013         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size);
1014         if (page->objects > maxobj) {
1015                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
1016                         page->objects, maxobj);
1017                 return 0;
1018         }
1019         if (page->inuse > page->objects) {
1020                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
1021                         page->inuse, page->objects);
1022                 return 0;
1023         }
1024         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
1025         slab_pad_check(s, page);
1026         return 1;
1027 }
1028
1029 /*
1030  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
1031  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
1032  */
1033 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
1034 {
1035         int nr = 0;
1036         void *fp;
1037         void *object = NULL;
1038         int max_objects;
1039
1040         fp = page->freelist;
1041         while (fp && nr <= page->objects) {
1042                 if (fp == search)
1043                         return 1;
1044                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
1045                         if (object) {
1046                                 object_err(s, page, object,
1047                                         "Freechain corrupt");
1048                                 set_freepointer(s, object, NULL);
1049                         } else {
1050                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
1051                                 page->freelist = NULL;
1052                                 page->inuse = page->objects;
1053                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
1054                                 return 0;
1055                         }
1056                         break;
1057                 }
1058                 object = fp;
1059                 fp = get_freepointer(s, object);
1060                 nr++;
1061         }
1062
1063         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size);
1064         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1065                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1066
1067         if (page->objects != max_objects) {
1068                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1069                          page->objects, max_objects);
1070                 page->objects = max_objects;
1071                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted");
1072         }
1073         if (page->inuse != page->objects - nr) {
1074                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1075                          page->inuse, page->objects - nr);
1076                 page->inuse = page->objects - nr;
1077                 slab_fix(s, "Object count adjusted");
1078         }
1079         return search == NULL;
1080 }
1081
1082 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1083                                                                 int alloc)
1084 {
1085         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1086                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1087                         s->name,
1088                         alloc ? "alloc" : "free",
1089                         object, page->inuse,
1090                         page->freelist);
1091
1092                 if (!alloc)
1093                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1094                                         s->object_size);
1095
1096                 dump_stack();
1097         }
1098 }
1099
1100 /*
1101  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1102  */
1103 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1104         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1105 {
1106         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1107                 return;
1108
1109         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1110         list_add(&page->slab_list, &n->full);
1111 }
1112
1113 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1114 {
1115         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1116                 return;
1117
1118         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1119         list_del(&page->slab_list);
1120 }
1121
1122 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1123 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1124 {
1125         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1126
1127         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1128 }
1129
1130 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1131 {
1132         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1133 }
1134
1135 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1136 {
1137         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1138
1139         /*
1140          * May be called early in order to allocate a slab for the
1141          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1142          * dilemma by deferring the increment of the count during
1143          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1144          */
1145         if (likely(n)) {
1146                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1147                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1148         }
1149 }
1150 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1151 {
1152         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1153
1154         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1155         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1156 }
1157
1158 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1159 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1160                                                                 void *object)
1161 {
1162         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON))
1163                 return;
1164
1165         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1166         init_tracking(s, object);
1167 }
1168
1169 static
1170 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr)
1171 {
1172         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_POISON))
1173                 return;
1174
1175         metadata_access_enable();
1176         memset(kasan_reset_tag(addr), POISON_INUSE, page_size(page));
1177         metadata_access_disable();
1178 }
1179
1180 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1181                                         struct page *page, void *object)
1182 {
1183         if (!check_slab(s, page))
1184                 return 0;
1185
1186         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1187                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1188                 return 0;
1189         }
1190
1191         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1192                 return 0;
1193
1194         return 1;
1195 }
1196
1197 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1198                                         struct page *page,
1199                                         void *object, unsigned long addr)
1200 {
1201         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1202                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object))
1203                         goto bad;
1204         }
1205
1206         /* Success perform special debug activities for allocs */
1207         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1208                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1209         trace(s, page, object, 1);
1210         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1211         return 1;
1212
1213 bad:
1214         if (PageSlab(page)) {
1215                 /*
1216                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1217                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1218                  * as used avoids touching the remaining objects.
1219                  */
1220                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1221                 page->inuse = page->objects;
1222                 page->freelist = NULL;
1223         }
1224         return 0;
1225 }
1226
1227 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1228                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1229 {
1230         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1231                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1232                 return 0;
1233         }
1234
1235         if (on_freelist(s, page, object)) {
1236                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1237                 return 0;
1238         }
1239
1240         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1241                 return 0;
1242
1243         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1244                 if (!PageSlab(page)) {
1245                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1246                                  object);
1247                 } else if (!page->slab_cache) {
1248                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1249                                object);
1250                         dump_stack();
1251                 } else
1252                         object_err(s, page, object,
1253                                         "page slab pointer corrupt.");
1254                 return 0;
1255         }
1256         return 1;
1257 }
1258
1259 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1260 static noinline int free_debug_processing(
1261         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1262         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1263         unsigned long addr)
1264 {
1265         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1266         void *object = head;
1267         int cnt = 0;
1268         unsigned long flags;
1269         int ret = 0;
1270
1271         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1272         slab_lock(page);
1273
1274         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1275                 if (!check_slab(s, page))
1276                         goto out;
1277         }
1278
1279 next_object:
1280         cnt++;
1281
1282         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1283                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1284                         goto out;
1285         }
1286
1287         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1288                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1289         trace(s, page, object, 0);
1290         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1291         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1292
1293         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1294         if (object != tail) {
1295                 object = get_freepointer(s, object);
1296                 goto next_object;
1297         }
1298         ret = 1;
1299
1300 out:
1301         if (cnt != bulk_cnt)
1302                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1303                          bulk_cnt, cnt);
1304
1305         slab_unlock(page);
1306         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1307         if (!ret)
1308                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1309         return ret;
1310 }
1311
1312 /*
1313  * Parse a block of slub_debug options. Blocks are delimited by ';'
1314  *
1315  * @str:    start of block
1316  * @flags:  returns parsed flags, or DEBUG_DEFAULT_FLAGS if none specified
1317  * @slabs:  return start of list of slabs, or NULL when there's no list
1318  * @init:   assume this is initial parsing and not per-kmem-create parsing
1319  *
1320  * returns the start of next block if there's any, or NULL
1321  */
1322 static char *
1323 parse_slub_debug_flags(char *str, slab_flags_t *flags, char **slabs, bool init)
1324 {
1325         bool higher_order_disable = false;
1326
1327         /* Skip any completely empty blocks */
1328         while (*str && *str == ';')
1329                 str++;
1330
1331         if (*str == ',') {
1332                 /*
1333                  * No options but restriction on slabs. This means full
1334                  * debugging for slabs matching a pattern.
1335                  */
1336                 *flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1337                 goto check_slabs;
1338         }
1339         *flags = 0;
1340
1341         /* Determine which debug features should be switched on */
1342         for (; *str && *str != ',' && *str != ';'; str++) {
1343                 switch (tolower(*str)) {
1344                 case '-':
1345                         *flags = 0;
1346                         break;
1347                 case 'f':
1348                         *flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1349                         break;
1350                 case 'z':
1351                         *flags |= SLAB_RED_ZONE;
1352                         break;
1353                 case 'p':
1354                         *flags |= SLAB_POISON;
1355                         break;
1356                 case 'u':
1357                         *flags |= SLAB_STORE_USER;
1358                         break;
1359                 case 't':
1360                         *flags |= SLAB_TRACE;
1361                         break;
1362                 case 'a':
1363                         *flags |= SLAB_FAILSLAB;
1364                         break;
1365                 case 'o':
1366                         /*
1367                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1368                          * order would increase as a result.
1369                          */
1370                         higher_order_disable = true;
1371                         break;
1372                 default:
1373                         if (init)
1374                                 pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n", *str);
1375                 }
1376         }
1377 check_slabs:
1378         if (*str == ',')
1379                 *slabs = ++str;
1380         else
1381                 *slabs = NULL;
1382
1383         /* Skip over the slab list */
1384         while (*str && *str != ';')
1385                 str++;
1386
1387         /* Skip any completely empty blocks */
1388         while (*str && *str == ';')
1389                 str++;
1390
1391         if (init && higher_order_disable)
1392                 disable_higher_order_debug = 1;
1393
1394         if (*str)
1395                 return str;
1396         else
1397                 return NULL;
1398 }
1399
1400 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1401 {
1402         slab_flags_t flags;
1403         slab_flags_t global_flags;
1404         char *saved_str;
1405         char *slab_list;
1406         bool global_slub_debug_changed = false;
1407         bool slab_list_specified = false;
1408
1409         global_flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1410         if (*str++ != '=' || !*str)
1411                 /*
1412                  * No options specified. Switch on full debugging.
1413                  */
1414                 goto out;
1415
1416         saved_str = str;
1417         while (str) {
1418                 str = parse_slub_debug_flags(str, &flags, &slab_list, true);
1419
1420                 if (!slab_list) {
1421                         global_flags = flags;
1422                         global_slub_debug_changed = true;
1423                 } else {
1424                         slab_list_specified = true;
1425                 }
1426         }
1427
1428         /*
1429          * For backwards compatibility, a single list of flags with list of
1430          * slabs means debugging is only changed for those slabs, so the global
1431          * slub_debug should be unchanged (0 or DEBUG_DEFAULT_FLAGS, depending
1432          * on CONFIG_SLUB_DEBUG_ON). We can extended that to multiple lists as
1433          * long as there is no option specifying flags without a slab list.
1434          */
1435         if (slab_list_specified) {
1436                 if (!global_slub_debug_changed)
1437                         global_flags = slub_debug;
1438                 slub_debug_string = saved_str;
1439         }
1440 out:
1441         slub_debug = global_flags;
1442         if (slub_debug != 0 || slub_debug_string)
1443                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
1444         else
1445                 static_branch_disable(&slub_debug_enabled);
1446         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1447              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1448             (slub_debug & SLAB_POISON))
1449                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1450         return 1;
1451 }
1452
1453 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1454
1455 /*
1456  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1457  * @object_size:        the size of an object without meta data
1458  * @flags:              flags to set
1459  * @name:               name of the cache
1460  *
1461  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1462  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1463  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1464  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1465  */
1466 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1467         slab_flags_t flags, const char *name)
1468 {
1469         char *iter;
1470         size_t len;
1471         char *next_block;
1472         slab_flags_t block_flags;
1473         slab_flags_t slub_debug_local = slub_debug;
1474
1475         /*
1476          * If the slab cache is for debugging (e.g. kmemleak) then
1477          * don't store user (stack trace) information by default,
1478          * but let the user enable it via the command line below.
1479          */
1480         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1481                 slub_debug_local &= ~SLAB_STORE_USER;
1482
1483         len = strlen(name);
1484         next_block = slub_debug_string;
1485         /* Go through all blocks of debug options, see if any matches our slab's name */
1486         while (next_block) {
1487                 next_block = parse_slub_debug_flags(next_block, &block_flags, &iter, false);
1488                 if (!iter)
1489                         continue;
1490                 /* Found a block that has a slab list, search it */
1491                 while (*iter) {
1492                         char *end, *glob;
1493                         size_t cmplen;
1494
1495                         end = strchrnul(iter, ',');
1496                         if (next_block && next_block < end)
1497                                 end = next_block - 1;
1498
1499                         glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1500                         if (glob)
1501                                 cmplen = glob - iter;
1502                         else
1503                                 cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1504
1505                         if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1506                                 flags |= block_flags;
1507                                 return flags;
1508                         }
1509
1510                         if (!*end || *end == ';')
1511                                 break;
1512                         iter = end + 1;
1513                 }
1514         }
1515
1516         return flags | slub_debug_local;
1517 }
1518 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1519 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1520                         struct page *page, void *object) {}
1521 static inline
1522 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr) {}
1523
1524 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1525         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1526
1527 static inline int free_debug_processing(
1528         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1529         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1530         unsigned long addr) { return 0; }
1531
1532 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1533                         { return 1; }
1534 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1535                         void *object, u8 val) { return 1; }
1536 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1537                                         struct page *page) {}
1538 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1539                                         struct page *page) {}
1540 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1541         slab_flags_t flags, const char *name)
1542 {
1543         return flags;
1544 }
1545 #define slub_debug 0
1546
1547 #define disable_higher_order_debug 0
1548
1549 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1550                                                         { return 0; }
1551 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1552                                                         { return 0; }
1553 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1554                                                         int objects) {}
1555 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1556                                                         int objects) {}
1557
1558 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1559                                void **freelist, void *nextfree)
1560 {
1561         return false;
1562 }
1563 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1564
1565 /*
1566  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1567  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1568  */
1569 static inline void *kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1570 {
1571         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1572         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1573         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1574         return ptr;
1575 }
1576
1577 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1578 {
1579         kmemleak_free(x);
1580         kasan_kfree_large(x);
1581 }
1582
1583 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s,
1584                                                 void *x, bool init)
1585 {
1586         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1587
1588         /*
1589          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1590          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1591          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1592          */
1593 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1594         {
1595                 unsigned long flags;
1596
1597                 local_irq_save(flags);
1598                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1599                 local_irq_restore(flags);
1600         }
1601 #endif
1602         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1603                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1604
1605         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
1606         if (!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1607                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
1608                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
1609
1610         /*
1611          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
1612          * kasan_slab_free and initialization memset's must be
1613          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
1614          *
1615          * The initialization memset's clear the object and the metadata,
1616          * but don't touch the SLAB redzone.
1617          */
1618         if (init) {
1619                 int rsize;
1620
1621                 if (!kasan_has_integrated_init())
1622                         memset(kasan_reset_tag(x), 0, s->object_size);
1623                 rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad : 0;
1624                 memset((char *)kasan_reset_tag(x) + s->inuse, 0,
1625                        s->size - s->inuse - rsize);
1626         }
1627         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse. */
1628         return kasan_slab_free(s, x, init);
1629 }
1630
1631 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1632                                            void **head, void **tail)
1633 {
1634
1635         void *object;
1636         void *next = *head;
1637         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1638
1639         if (is_kfence_address(next)) {
1640                 slab_free_hook(s, next, false);
1641                 return true;
1642         }
1643
1644         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1645         *head = NULL;
1646         *tail = NULL;
1647
1648         do {
1649                 object = next;
1650                 next = get_freepointer(s, object);
1651
1652                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1653                 if (!slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s))) {
1654                         /* Move object to the new freelist */
1655                         set_freepointer(s, object, *head);
1656                         *head = object;
1657                         if (!*tail)
1658                                 *tail = object;
1659                 }
1660         } while (object != old_tail);
1661
1662         if (*head == *tail)
1663                 *tail = NULL;
1664
1665         return *head != NULL;
1666 }
1667
1668 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1669                                 void *object)
1670 {
1671         setup_object_debug(s, page, object);
1672         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
1673         if (unlikely(s->ctor)) {
1674                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1675                 s->ctor(object);
1676                 kasan_poison_object_data(s, object);
1677         }
1678         return object;
1679 }
1680
1681 /*
1682  * Slab allocation and freeing
1683  */
1684 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1685                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1686 {
1687         struct page *page;
1688         unsigned int order = oo_order(oo);
1689
1690         if (node == NUMA_NO_NODE)
1691                 page = alloc_pages(flags, order);
1692         else
1693                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1694
1695         return page;
1696 }
1697
1698 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1699 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1700 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1701 {
1702         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1703         int err;
1704
1705         /* Bailout if already initialised */
1706         if (s->random_seq)
1707                 return 0;
1708
1709         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1710         if (err) {
1711                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1712                         s->name);
1713                 return err;
1714         }
1715
1716         /* Transform to an offset on the set of pages */
1717         if (s->random_seq) {
1718                 unsigned int i;
1719
1720                 for (i = 0; i < count; i++)
1721                         s->random_seq[i] *= s->size;
1722         }
1723         return 0;
1724 }
1725
1726 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1727 static void __init init_freelist_randomization(void)
1728 {
1729         struct kmem_cache *s;
1730
1731         mutex_lock(&slab_mutex);
1732
1733         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1734                 init_cache_random_seq(s);
1735
1736         mutex_unlock(&slab_mutex);
1737 }
1738
1739 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1740 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1741                                 unsigned long *pos, void *start,
1742                                 unsigned long page_limit,
1743                                 unsigned long freelist_count)
1744 {
1745         unsigned int idx;
1746
1747         /*
1748          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1749          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1750          */
1751         do {
1752                 idx = s->random_seq[*pos];
1753                 *pos += 1;
1754                 if (*pos >= freelist_count)
1755                         *pos = 0;
1756         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1757
1758         return (char *)start + idx;
1759 }
1760
1761 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1762 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1763 {
1764         void *start;
1765         void *cur;
1766         void *next;
1767         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1768
1769         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1770                 return false;
1771
1772         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1773         pos = get_random_int() % freelist_count;
1774
1775         page_limit = page->objects * s->size;
1776         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1777
1778         /* First entry is used as the base of the freelist */
1779         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1780                                 freelist_count);
1781         cur = setup_object(s, page, cur);
1782         page->freelist = cur;
1783
1784         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1785                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1786                         freelist_count);
1787                 next = setup_object(s, page, next);
1788                 set_freepointer(s, cur, next);
1789                 cur = next;
1790         }
1791         set_freepointer(s, cur, NULL);
1792
1793         return true;
1794 }
1795 #else
1796 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1797 {
1798         return 0;
1799 }
1800 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1801 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1802 {
1803         return false;
1804 }
1805 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1806
1807 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1808 {
1809         struct page *page;
1810         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1811         gfp_t alloc_gfp;
1812         void *start, *p, *next;
1813         int idx;
1814         bool shuffle;
1815
1816         flags &= gfp_allowed_mask;
1817
1818         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1819                 local_irq_enable();
1820
1821         flags |= s->allocflags;
1822
1823         /*
1824          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1825          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1826          */
1827         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1828         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1829                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1830
1831         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1832         if (unlikely(!page)) {
1833                 oo = s->min;
1834                 alloc_gfp = flags;
1835                 /*
1836                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1837                  * Try a lower order alloc if possible
1838                  */
1839                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1840                 if (unlikely(!page))
1841                         goto out;
1842                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1843         }
1844
1845         page->objects = oo_objects(oo);
1846
1847         account_slab_page(page, oo_order(oo), s, flags);
1848
1849         page->slab_cache = s;
1850         __SetPageSlab(page);
1851         if (page_is_pfmemalloc(page))
1852                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1853
1854         kasan_poison_slab(page);
1855
1856         start = page_address(page);
1857
1858         setup_page_debug(s, page, start);
1859
1860         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1861
1862         if (!shuffle) {
1863                 start = fixup_red_left(s, start);
1864                 start = setup_object(s, page, start);
1865                 page->freelist = start;
1866                 for (idx = 0, p = start; idx < page->objects - 1; idx++) {
1867                         next = p + s->size;
1868                         next = setup_object(s, page, next);
1869                         set_freepointer(s, p, next);
1870                         p = next;
1871                 }
1872                 set_freepointer(s, p, NULL);
1873         }
1874
1875         page->inuse = page->objects;
1876         page->frozen = 1;
1877
1878 out:
1879         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1880                 local_irq_disable();
1881         if (!page)
1882                 return NULL;
1883
1884         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1885
1886         return page;
1887 }
1888
1889 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1890 {
1891         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
1892                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
1893
1894         return allocate_slab(s,
1895                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1896 }
1897
1898 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1899 {
1900         int order = compound_order(page);
1901         int pages = 1 << order;
1902
1903         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
1904                 void *p;
1905
1906                 slab_pad_check(s, page);
1907                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1908                                                 page->objects)
1909                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1910         }
1911
1912         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1913         __ClearPageSlab(page);
1914         /* In union with page->mapping where page allocator expects NULL */
1915         page->slab_cache = NULL;
1916         if (current->reclaim_state)
1917                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1918         unaccount_slab_page(page, order, s);
1919         __free_pages(page, order);
1920 }
1921
1922 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1923 {
1924         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1925
1926         __free_slab(page->slab_cache, page);
1927 }
1928
1929 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1930 {
1931         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1932                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1933         } else
1934                 __free_slab(s, page);
1935 }
1936
1937 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1938 {
1939         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1940         free_slab(s, page);
1941 }
1942
1943 /*
1944  * Management of partially allocated slabs.
1945  */
1946 static inline void
1947 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1948 {
1949         n->nr_partial++;
1950         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1951                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->partial);
1952         else
1953                 list_add(&page->slab_list, &n->partial);
1954 }
1955
1956 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1957                                 struct page *page, int tail)
1958 {
1959         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1960         __add_partial(n, page, tail);
1961 }
1962
1963 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1964                                         struct page *page)
1965 {
1966         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1967         list_del(&page->slab_list);
1968         n->nr_partial--;
1969 }
1970
1971 /*
1972  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1973  * return the pointer to the freelist.
1974  *
1975  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1976  */
1977 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1978                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1979                 int mode, int *objects)
1980 {
1981         void *freelist;
1982         unsigned long counters;
1983         struct page new;
1984
1985         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1986
1987         /*
1988          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1989          * The old freelist is the list of objects for the
1990          * per cpu allocation list.
1991          */
1992         freelist = page->freelist;
1993         counters = page->counters;
1994         new.counters = counters;
1995         *objects = new.objects - new.inuse;
1996         if (mode) {
1997                 new.inuse = page->objects;
1998                 new.freelist = NULL;
1999         } else {
2000                 new.freelist = freelist;
2001         }
2002
2003         VM_BUG_ON(new.frozen);
2004         new.frozen = 1;
2005
2006         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2007                         freelist, counters,
2008                         new.freelist, new.counters,
2009                         "acquire_slab"))
2010                 return NULL;
2011
2012         remove_partial(n, page);
2013         WARN_ON(!freelist);
2014         return freelist;
2015 }
2016
2017 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
2018 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
2019
2020 /*
2021  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
2022  */
2023 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
2024                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
2025 {
2026         struct page *page, *page2;
2027         void *object = NULL;
2028         unsigned int available = 0;
2029         int objects;
2030
2031         /*
2032          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
2033          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
2034          * partial slab and there is none available then get_partial()
2035          * will return NULL.
2036          */
2037         if (!n || !n->nr_partial)
2038                 return NULL;
2039
2040         spin_lock(&n->list_lock);
2041         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, slab_list) {
2042                 void *t;
2043
2044                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
2045                         continue;
2046
2047                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
2048                 if (!t)
2049                         break;
2050
2051                 available += objects;
2052                 if (!object) {
2053                         c->page = page;
2054                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
2055                         object = t;
2056                 } else {
2057                         put_cpu_partial(s, page, 0);
2058                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
2059                 }
2060                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
2061                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
2062                         break;
2063
2064         }
2065         spin_unlock(&n->list_lock);
2066         return object;
2067 }
2068
2069 /*
2070  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2071  */
2072 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2073                 struct kmem_cache_cpu *c)
2074 {
2075 #ifdef CONFIG_NUMA
2076         struct zonelist *zonelist;
2077         struct zoneref *z;
2078         struct zone *zone;
2079         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(flags);
2080         void *object;
2081         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2082
2083         /*
2084          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2085          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2086          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2087          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2088          *
2089          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2090          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2091          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2092          * from other nodes and filled up.
2093          *
2094          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2095          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2096          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2097          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2098          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2099          * with available objects.
2100          */
2101         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2102                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2103                 return NULL;
2104
2105         do {
2106                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2107                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
2108                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2109                         struct kmem_cache_node *n;
2110
2111                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2112
2113                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
2114                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2115                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
2116                                 if (object) {
2117                                         /*
2118                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2119                                          * here - if mems_allowed was updated in
2120                                          * parallel, that was a harmless race
2121                                          * between allocation and the cpuset
2122                                          * update
2123                                          */
2124                                         return object;
2125                                 }
2126                         }
2127                 }
2128         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2129 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2130         return NULL;
2131 }
2132
2133 /*
2134  * Get a partial page, lock it and return it.
2135  */
2136 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
2137                 struct kmem_cache_cpu *c)
2138 {
2139         void *object;
2140         int searchnode = node;
2141
2142         if (node == NUMA_NO_NODE)
2143                 searchnode = numa_mem_id();
2144
2145         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
2146         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
2147                 return object;
2148
2149         return get_any_partial(s, flags, c);
2150 }
2151
2152 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2153 /*
2154  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2155  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2156  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2157  */
2158 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2159 #else
2160 /*
2161  * No preemption supported therefore also no need to check for
2162  * different cpus.
2163  */
2164 #define TID_STEP 1
2165 #endif
2166
2167 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2168 {
2169         return tid + TID_STEP;
2170 }
2171
2172 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2173 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2174 {
2175         return tid % TID_STEP;
2176 }
2177
2178 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2179 {
2180         return tid / TID_STEP;
2181 }
2182 #endif
2183
2184 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2185 {
2186         return cpu;
2187 }
2188
2189 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2190                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2191 {
2192 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2193         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2194
2195         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2196
2197 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2198         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2199                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2200                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2201         else
2202 #endif
2203         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2204                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2205                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2206         else
2207                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2208                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2209 #endif
2210         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2211 }
2212
2213 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2214 {
2215         int cpu;
2216
2217         for_each_possible_cpu(cpu)
2218                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2219 }
2220
2221 /*
2222  * Remove the cpu slab
2223  */
2224 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2225                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2226 {
2227         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2228         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2229         int lock = 0, free_delta = 0;
2230         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2231         void *nextfree, *freelist_iter, *freelist_tail;
2232         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2233         struct page new;
2234         struct page old;
2235
2236         if (page->freelist) {
2237                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2238                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2239         }
2240
2241         /*
2242          * Stage one: Count the objects on cpu's freelist as free_delta and
2243          * remember the last object in freelist_tail for later splicing.
2244          */
2245         freelist_tail = NULL;
2246         freelist_iter = freelist;
2247         while (freelist_iter) {
2248                 nextfree = get_freepointer(s, freelist_iter);
2249
2250                 /*
2251                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2252                  * 'freelist_iter' is already corrupted.  So isolate all objects
2253                  * starting at 'freelist_iter' by skipping them.
2254                  */
2255                 if (freelist_corrupted(s, page, &freelist_iter, nextfree))
2256                         break;
2257
2258                 freelist_tail = freelist_iter;
2259                 free_delta++;
2260
2261                 freelist_iter = nextfree;
2262         }
2263
2264         /*
2265          * Stage two: Unfreeze the page while splicing the per-cpu
2266          * freelist to the head of page's freelist.
2267          *
2268          * Ensure that the page is unfrozen while the list presence
2269          * reflects the actual number of objects during unfreeze.
2270          *
2271          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2272          * with the count. If there is a mismatch then the page
2273          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2274          *
2275          * Then we restart the process which may have to remove
2276          * the page from the list that we just put it on again
2277          * because the number of objects in the slab may have
2278          * changed.
2279          */
2280 redo:
2281
2282         old.freelist = READ_ONCE(page->freelist);
2283         old.counters = READ_ONCE(page->counters);
2284         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2285
2286         /* Determine target state of the slab */
2287         new.counters = old.counters;
2288         if (freelist_tail) {
2289                 new.inuse -= free_delta;
2290                 set_freepointer(s, freelist_tail, old.freelist);
2291                 new.freelist = freelist;
2292         } else
2293                 new.freelist = old.freelist;
2294
2295         new.frozen = 0;
2296
2297         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2298                 m = M_FREE;
2299         else if (new.freelist) {
2300                 m = M_PARTIAL;
2301                 if (!lock) {
2302                         lock = 1;
2303                         /*
2304                          * Taking the spinlock removes the possibility
2305                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2306                          * is frozen
2307                          */
2308                         spin_lock(&n->list_lock);
2309                 }
2310         } else {
2311                 m = M_FULL;
2312                 if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER) && !lock) {
2313                         lock = 1;
2314                         /*
2315                          * This also ensures that the scanning of full
2316                          * slabs from diagnostic functions will not see
2317                          * any frozen slabs.
2318                          */
2319                         spin_lock(&n->list_lock);
2320                 }
2321         }
2322
2323         if (l != m) {
2324                 if (l == M_PARTIAL)
2325                         remove_partial(n, page);
2326                 else if (l == M_FULL)
2327                         remove_full(s, n, page);
2328
2329                 if (m == M_PARTIAL)
2330                         add_partial(n, page, tail);
2331                 else if (m == M_FULL)
2332                         add_full(s, n, page);
2333         }
2334
2335         l = m;
2336         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2337                                 old.freelist, old.counters,
2338                                 new.freelist, new.counters,
2339                                 "unfreezing slab"))
2340                 goto redo;
2341
2342         if (lock)
2343                 spin_unlock(&n->list_lock);
2344
2345         if (m == M_PARTIAL)
2346                 stat(s, tail);
2347         else if (m == M_FULL)
2348                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2349         else if (m == M_FREE) {
2350                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2351                 discard_slab(s, page);
2352                 stat(s, FREE_SLAB);
2353         }
2354
2355         c->page = NULL;
2356         c->freelist = NULL;
2357 }
2358
2359 /*
2360  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2361  *
2362  * This function must be called with interrupts disabled
2363  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2364  * to guarantee no concurrent accesses).
2365  */
2366 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2367                 struct kmem_cache_cpu *c)
2368 {
2369 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2370         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2371         struct page *page, *discard_page = NULL;
2372
2373         while ((page = slub_percpu_partial(c))) {
2374                 struct page new;
2375                 struct page old;
2376
2377                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2378
2379                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2380                 if (n != n2) {
2381                         if (n)
2382                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2383
2384                         n = n2;
2385                         spin_lock(&n->list_lock);
2386                 }
2387
2388                 do {
2389
2390                         old.freelist = page->freelist;
2391                         old.counters = page->counters;
2392                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2393
2394                         new.counters = old.counters;
2395                         new.freelist = old.freelist;
2396
2397                         new.frozen = 0;
2398
2399                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2400                                 old.freelist, old.counters,
2401                                 new.freelist, new.counters,
2402                                 "unfreezing slab"));
2403
2404                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2405                         page->next = discard_page;
2406                         discard_page = page;
2407                 } else {
2408                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2409                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2410                 }
2411         }
2412
2413         if (n)
2414                 spin_unlock(&n->list_lock);
2415
2416         while (discard_page) {
2417                 page = discard_page;
2418                 discard_page = discard_page->next;
2419
2420                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2421                 discard_slab(s, page);
2422                 stat(s, FREE_SLAB);
2423         }
2424 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2425 }
2426
2427 /*
2428  * Put a page that was just frozen (in __slab_free|get_partial_node) into a
2429  * partial page slot if available.
2430  *
2431  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2432  * per node partial list.
2433  */
2434 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2435 {
2436 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2437         struct page *oldpage;
2438         int pages;
2439         int pobjects;
2440
2441         preempt_disable();
2442         do {
2443                 pages = 0;
2444                 pobjects = 0;
2445                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2446
2447                 if (oldpage) {
2448                         pobjects = oldpage->pobjects;
2449                         pages = oldpage->pages;
2450                         if (drain && pobjects > slub_cpu_partial(s)) {
2451                                 unsigned long flags;
2452                                 /*
2453                                  * partial array is full. Move the existing
2454                                  * set to the per node partial list.
2455                                  */
2456                                 local_irq_save(flags);
2457                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2458                                 local_irq_restore(flags);
2459                                 oldpage = NULL;
2460                                 pobjects = 0;
2461                                 pages = 0;
2462                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2463                         }
2464                 }
2465
2466                 pages++;
2467                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2468
2469                 page->pages = pages;
2470                 page->pobjects = pobjects;
2471                 page->next = oldpage;
2472
2473         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2474                                                                 != oldpage);
2475         if (unlikely(!slub_cpu_partial(s))) {
2476                 unsigned long flags;
2477
2478                 local_irq_save(flags);
2479                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2480                 local_irq_restore(flags);
2481         }
2482         preempt_enable();
2483 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2484 }
2485
2486 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2487 {
2488         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2489         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2490
2491         c->tid = next_tid(c->tid);
2492 }
2493
2494 /*
2495  * Flush cpu slab.
2496  *
2497  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2498  */
2499 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2500 {
2501         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2502
2503         if (c->page)
2504                 flush_slab(s, c);
2505
2506         unfreeze_partials(s, c);
2507 }
2508
2509 static void flush_cpu_slab(void *d)
2510 {
2511         struct kmem_cache *s = d;
2512
2513         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2514 }
2515
2516 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2517 {
2518         struct kmem_cache *s = info;
2519         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2520
2521         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2522 }
2523
2524 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2525 {
2526         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1);
2527 }
2528
2529 /*
2530  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2531  * necessary.
2532  */
2533 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2534 {
2535         struct kmem_cache *s;
2536         unsigned long flags;
2537
2538         mutex_lock(&slab_mutex);
2539         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2540                 local_irq_save(flags);
2541                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2542                 local_irq_restore(flags);
2543         }
2544         mutex_unlock(&slab_mutex);
2545         return 0;
2546 }
2547
2548 /*
2549  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2550  * locality expectations.
2551  */
2552 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2553 {
2554 #ifdef CONFIG_NUMA
2555         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2556                 return 0;
2557 #endif
2558         return 1;
2559 }
2560
2561 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2562 static int count_free(struct page *page)
2563 {
2564         return page->objects - page->inuse;
2565 }
2566
2567 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2568 {
2569         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2570 }
2571 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2572
2573 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2574 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2575                                         int (*get_count)(struct page *))
2576 {
2577         unsigned long flags;
2578         unsigned long x = 0;
2579         struct page *page;
2580
2581         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2582         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
2583                 x += get_count(page);
2584         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2585         return x;
2586 }
2587 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2588
2589 static noinline void
2590 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2591 {
2592 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2593         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2594                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2595         int node;
2596         struct kmem_cache_node *n;
2597
2598         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2599                 return;
2600
2601         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2602                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2603         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2604                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2605                 oo_order(s->min));
2606
2607         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2608                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2609                         s->name);
2610
2611         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2612                 unsigned long nr_slabs;
2613                 unsigned long nr_objs;
2614                 unsigned long nr_free;
2615
2616                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2617                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2618                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2619
2620                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2621                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2622         }
2623 #endif
2624 }
2625
2626 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2627                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2628 {
2629         void *freelist;
2630         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2631         struct page *page;
2632
2633         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2634
2635         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2636
2637         if (freelist)
2638                 return freelist;
2639
2640         page = new_slab(s, flags, node);
2641         if (page) {
2642                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2643                 if (c->page)
2644                         flush_slab(s, c);
2645
2646                 /*
2647                  * No other reference to the page yet so we can
2648                  * muck around with it freely without cmpxchg
2649                  */
2650                 freelist = page->freelist;
2651                 page->freelist = NULL;
2652
2653                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2654                 c->page = page;
2655                 *pc = c;
2656         }
2657
2658         return freelist;
2659 }
2660
2661 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2662 {
2663         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2664                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2665
2666         return true;
2667 }
2668
2669 /*
2670  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2671  * per cpu freelist or deactivate the page.
2672  *
2673  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2674  *
2675  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2676  *
2677  * This function must be called with interrupt disabled.
2678  */
2679 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2680 {
2681         struct page new;
2682         unsigned long counters;
2683         void *freelist;
2684
2685         do {
2686                 freelist = page->freelist;
2687                 counters = page->counters;
2688
2689                 new.counters = counters;
2690                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2691
2692                 new.inuse = page->objects;
2693                 new.frozen = freelist != NULL;
2694
2695         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2696                 freelist, counters,
2697                 NULL, new.counters,
2698                 "get_freelist"));
2699
2700         return freelist;
2701 }
2702
2703 /*
2704  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2705  * debugging duties.
2706  *
2707  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2708  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2709  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2710  *
2711  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2712  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2713  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2714  *
2715  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2716  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2717  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2718  *
2719  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2720  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2721  */
2722 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2723                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2724 {
2725         void *freelist;
2726         struct page *page;
2727
2728         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2729
2730         page = c->page;
2731         if (!page) {
2732                 /*
2733                  * if the node is not online or has no normal memory, just
2734                  * ignore the node constraint
2735                  */
2736                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
2737                              !node_isset(node, slab_nodes)))
2738                         node = NUMA_NO_NODE;
2739                 goto new_slab;
2740         }
2741 redo:
2742
2743         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2744                 /*
2745                  * same as above but node_match() being false already
2746                  * implies node != NUMA_NO_NODE
2747                  */
2748                 if (!node_isset(node, slab_nodes)) {
2749                         node = NUMA_NO_NODE;
2750                         goto redo;
2751                 } else {
2752                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2753                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2754                         goto new_slab;
2755                 }
2756         }
2757
2758         /*
2759          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2760          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2761          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2762          */
2763         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2764                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2765                 goto new_slab;
2766         }
2767
2768         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2769         freelist = c->freelist;
2770         if (freelist)
2771                 goto load_freelist;
2772
2773         freelist = get_freelist(s, page);
2774
2775         if (!freelist) {
2776                 c->page = NULL;
2777                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2778                 goto new_slab;
2779         }
2780
2781         stat(s, ALLOC_REFILL);
2782
2783 load_freelist:
2784         /*
2785          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2786          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2787          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2788          */
2789         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2790         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2791         c->tid = next_tid(c->tid);
2792         return freelist;
2793
2794 new_slab:
2795
2796         if (slub_percpu_partial(c)) {
2797                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2798                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2799                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2800                 goto redo;
2801         }
2802
2803         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2804
2805         if (unlikely(!freelist)) {
2806                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2807                 return NULL;
2808         }
2809
2810         page = c->page;
2811         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2812                 goto load_freelist;
2813
2814         /* Only entered in the debug case */
2815         if (kmem_cache_debug(s) &&
2816                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2817                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2818
2819         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2820         return freelist;
2821 }
2822
2823 /*
2824  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2825  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2826  */
2827 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2828                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2829 {
2830         void *p;
2831         unsigned long flags;
2832
2833         local_irq_save(flags);
2834 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2835         /*
2836          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2837          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2838          * pointer.
2839          */
2840         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2841 #endif
2842
2843         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2844         local_irq_restore(flags);
2845         return p;
2846 }
2847
2848 /*
2849  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
2850  * zeroing out freelist pointer.
2851  */
2852 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
2853                                                    void *obj)
2854 {
2855         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj)
2856                 memset((void *)((char *)kasan_reset_tag(obj) + s->offset),
2857                         0, sizeof(void *));
2858 }
2859
2860 /*
2861  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2862  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2863  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2864  *
2865  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2866  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2867  *
2868  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2869  */
2870 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2871                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
2872 {
2873         void *object;
2874         struct kmem_cache_cpu *c;
2875         struct page *page;
2876         unsigned long tid;
2877         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2878         bool init = false;
2879
2880         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, 1, gfpflags);
2881         if (!s)
2882                 return NULL;
2883
2884         object = kfence_alloc(s, orig_size, gfpflags);
2885         if (unlikely(object))
2886                 goto out;
2887
2888 redo:
2889         /*
2890          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2891          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2892          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2893          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2894          *
2895          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2896          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPTION so we need
2897          * to check if it is matched or not.
2898          */
2899         do {
2900                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2901                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2902         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
2903                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2904
2905         /*
2906          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2907          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2908          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2909          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2910          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2911          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2912          */
2913         barrier();
2914
2915         /*
2916          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2917          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2918          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2919          * linked list in between.
2920          */
2921
2922         object = c->freelist;
2923         page = c->page;
2924         if (unlikely(!object || !page || !node_match(page, node))) {
2925                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2926         } else {
2927                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2928
2929                 /*
2930                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2931                  * operation and if we are on the right processor.
2932                  *
2933                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2934                  * semantics!)
2935                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2936                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2937                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2938                  *
2939                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2940                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2941                  * other cpus.
2942                  */
2943                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2944                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2945                                 object, tid,
2946                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2947
2948                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2949                         goto redo;
2950                 }
2951                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2952                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2953         }
2954
2955         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
2956         init = slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s);
2957
2958 out:
2959         slab_post_alloc_hook(s, objcg, gfpflags, 1, &object, init);
2960
2961         return object;
2962 }
2963
2964 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2965                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr, size_t orig_size)
2966 {
2967         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr, orig_size);
2968 }
2969
2970 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2971 {
2972         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_, s->object_size);
2973
2974         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2975                                 s->size, gfpflags);
2976
2977         return ret;
2978 }
2979 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2980
2981 #ifdef CONFIG_TRACING
2982 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2983 {
2984         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_, size);
2985         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2986         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2987         return ret;
2988 }
2989 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2990 #endif
2991
2992 #ifdef CONFIG_NUMA
2993 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2994 {
2995         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_, s->object_size);
2996
2997         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2998                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2999
3000         return ret;
3001 }
3002 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3003
3004 #ifdef CONFIG_TRACING
3005 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
3006                                     gfp_t gfpflags,
3007                                     int node, size_t size)
3008 {
3009         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_, size);
3010
3011         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3012                            size, s->size, gfpflags, node);
3013
3014         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
3015         return ret;
3016 }
3017 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3018 #endif
3019 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3020
3021 /*
3022  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
3023  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
3024  *
3025  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
3026  * lock and free the item. If there is no additional partial page
3027  * handling required then we can return immediately.
3028  */
3029 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3030                         void *head, void *tail, int cnt,
3031                         unsigned long addr)
3032
3033 {
3034         void *prior;
3035         int was_frozen;
3036         struct page new;
3037         unsigned long counters;
3038         struct kmem_cache_node *n = NULL;
3039         unsigned long flags;
3040
3041         stat(s, FREE_SLOWPATH);
3042
3043         if (kfence_free(head))
3044                 return;
3045
3046         if (kmem_cache_debug(s) &&
3047             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
3048                 return;
3049
3050         do {
3051                 if (unlikely(n)) {
3052                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3053                         n = NULL;
3054                 }
3055                 prior = page->freelist;
3056                 counters = page->counters;
3057                 set_freepointer(s, tail, prior);
3058                 new.counters = counters;
3059                 was_frozen = new.frozen;
3060                 new.inuse -= cnt;
3061                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
3062
3063                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
3064
3065                                 /*
3066                                  * Slab was on no list before and will be
3067                                  * partially empty
3068                                  * We can defer the list move and instead
3069                                  * freeze it.
3070                                  */
3071                                 new.frozen = 1;
3072
3073                         } else { /* Needs to be taken off a list */
3074
3075                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
3076                                 /*
3077                                  * Speculatively acquire the list_lock.
3078                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
3079                                  * drop the list_lock without any processing.
3080                                  *
3081                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
3082                                  * other processors updating the list of slabs.
3083                                  */
3084                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3085
3086                         }
3087                 }
3088
3089         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
3090                 prior, counters,
3091                 head, new.counters,
3092                 "__slab_free"));
3093
3094         if (likely(!n)) {
3095
3096                 if (likely(was_frozen)) {
3097                         /*
3098                          * The list lock was not taken therefore no list
3099                          * activity can be necessary.
3100                          */
3101                         stat(s, FREE_FROZEN);
3102                 } else if (new.frozen) {
3103                         /*
3104                          * If we just froze the page then put it onto the
3105                          * per cpu partial list.
3106                          */
3107                         put_cpu_partial(s, page, 1);
3108                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
3109                 }
3110
3111                 return;
3112         }
3113
3114         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
3115                 goto slab_empty;
3116
3117         /*
3118          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
3119          * then add it.
3120          */
3121         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
3122                 remove_full(s, n, page);
3123                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
3124                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
3125         }
3126         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3127         return;
3128
3129 slab_empty:
3130         if (prior) {
3131                 /*
3132                  * Slab on the partial list.
3133                  */
3134                 remove_partial(n, page);
3135                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
3136         } else {
3137                 /* Slab must be on the full list */
3138                 remove_full(s, n, page);
3139         }
3140
3141         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3142         stat(s, FREE_SLAB);
3143         discard_slab(s, page);
3144 }
3145
3146 /*
3147  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
3148  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
3149  *
3150  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
3151  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
3152  * the item before.
3153  *
3154  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
3155  * with all sorts of special processing.
3156  *
3157  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
3158  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
3159  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
3160  */
3161 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
3162                                 struct page *page, void *head, void *tail,
3163                                 int cnt, unsigned long addr)
3164 {
3165         void *tail_obj = tail ? : head;
3166         struct kmem_cache_cpu *c;
3167         unsigned long tid;
3168
3169         memcg_slab_free_hook(s, &head, 1);
3170 redo:
3171         /*
3172          * Determine the currently cpus per cpu slab.
3173          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
3174          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
3175          * during the cmpxchg then the free will succeed.
3176          */
3177         do {
3178                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
3179                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3180         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
3181                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
3182
3183         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
3184         barrier();
3185
3186         if (likely(page == c->page)) {
3187                 void **freelist = READ_ONCE(c->freelist);
3188
3189                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
3190
3191                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
3192                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
3193                                 freelist, tid,
3194                                 head, next_tid(tid)))) {
3195
3196                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
3197                         goto redo;
3198                 }
3199                 stat(s, FREE_FASTPATH);
3200         } else
3201                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
3202
3203 }
3204
3205 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3206                                       void *head, void *tail, int cnt,
3207                                       unsigned long addr)
3208 {
3209         /*
3210          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
3211          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
3212          */
3213         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
3214                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
3215 }
3216
3217 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
3218 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3219 {
3220         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3221 }
3222 #endif
3223
3224 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3225 {
3226         s = cache_from_obj(s, x);
3227         if (!s)
3228                 return;
3229         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3230         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x, s->name);
3231 }
3232 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3233
3234 struct detached_freelist {
3235         struct page *page;
3236         void *tail;
3237         void *freelist;
3238         int cnt;
3239         struct kmem_cache *s;
3240 };
3241
3242 static inline void free_nonslab_page(struct page *page, void *object)
3243 {
3244         unsigned int order = compound_order(page);
3245
3246         VM_BUG_ON_PAGE(!PageCompound(page), page);
3247         kfree_hook(object);
3248         mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B, -(PAGE_SIZE << order));
3249         __free_pages(page, order);
3250 }
3251
3252 /*
3253  * This function progressively scans the array with free objects (with
3254  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3255  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3256  * page/objects.  This can happen without any need for
3257  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3258  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3259  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3260  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3261  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3262  * to performance reasons.
3263  */
3264 static inline
3265 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3266                             void **p, struct detached_freelist *df)
3267 {
3268         size_t first_skipped_index = 0;
3269         int lookahead = 3;
3270         void *object;
3271         struct page *page;
3272
3273         /* Always re-init detached_freelist */
3274         df->page = NULL;
3275
3276         do {
3277                 object = p[--size];
3278                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3279         } while (!object && size);
3280
3281         if (!object)
3282                 return 0;
3283
3284         page = virt_to_head_page(object);
3285         if (!s) {
3286                 /* Handle kalloc'ed objects */
3287                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3288                         free_nonslab_page(page, object);
3289                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3290                         return size;
3291                 }
3292                 /* Derive kmem_cache from object */
3293                 df->s = page->slab_cache;
3294         } else {
3295                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3296         }
3297
3298         if (is_kfence_address(object)) {
3299                 slab_free_hook(df->s, object, false);
3300                 __kfence_free(object);
3301                 p[size] = NULL; /* mark object processed */
3302                 return size;
3303         }
3304
3305         /* Start new detached freelist */
3306         df->page = page;
3307         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3308         df->tail = object;
3309         df->freelist = object;
3310         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3311         df->cnt = 1;
3312
3313         while (size) {
3314                 object = p[--size];
3315                 if (!object)
3316                         continue; /* Skip processed objects */
3317
3318                 /* df->page is always set at this point */
3319                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3320                         /* Opportunity build freelist */
3321                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3322                         df->freelist = object;
3323                         df->cnt++;
3324                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3325
3326                         continue;
3327                 }
3328
3329                 /* Limit look ahead search */
3330                 if (!--lookahead)
3331                         break;
3332
3333                 if (!first_skipped_index)
3334                         first_skipped_index = size + 1;
3335         }
3336
3337         return first_skipped_index;
3338 }
3339
3340 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3341 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3342 {
3343         if (WARN_ON(!size))
3344                 return;
3345
3346         memcg_slab_free_hook(s, p, size);
3347         do {
3348                 struct detached_freelist df;
3349
3350                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3351                 if (!df.page)
3352                         continue;
3353
3354                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt, _RET_IP_);
3355         } while (likely(size));
3356 }
3357 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3358
3359 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3360 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3361                           void **p)
3362 {
3363         struct kmem_cache_cpu *c;
3364         int i;
3365         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3366
3367         /* memcg and kmem_cache debug support */
3368         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, size, flags);
3369         if (unlikely(!s))
3370                 return false;
3371         /*
3372          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3373          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3374          * handlers invoking normal fastpath.
3375          */
3376         local_irq_disable();
3377         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3378
3379         for (i = 0; i < size; i++) {
3380                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
3381
3382                 if (unlikely(object)) {
3383                         p[i] = object;
3384                         continue;
3385                 }
3386
3387                 object = c->freelist;
3388                 if (unlikely(!object)) {
3389                         /*
3390                          * We may have removed an object from c->freelist using
3391                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
3392                          * c->tid has not been bumped yet.
3393                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
3394                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
3395                          */
3396                         c->tid = next_tid(c->tid);
3397
3398                         /*
3399                          * Invoking slow path likely have side-effect
3400                          * of re-populating per CPU c->freelist
3401                          */
3402                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3403                                             _RET_IP_, c);
3404                         if (unlikely(!p[i]))
3405                                 goto error;
3406
3407                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3408                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3409
3410                         continue; /* goto for-loop */
3411                 }
3412                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3413                 p[i] = object;
3414                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3415         }
3416         c->tid = next_tid(c->tid);
3417         local_irq_enable();
3418
3419         /*
3420          * memcg and kmem_cache debug support and memory initialization.
3421          * Done outside of the IRQ disabled fastpath loop.
3422          */
3423         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p,
3424                                 slab_want_init_on_alloc(flags, s));
3425         return i;
3426 error:
3427         local_irq_enable();
3428         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, i, p, false);
3429         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3430         return 0;
3431 }
3432 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3433
3434
3435 /*
3436  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3437  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3438  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3439  * another.
3440  *
3441  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3442  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3443  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3444  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3445  * locking overhead.
3446  */
3447
3448 /*
3449  * Minimum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3450  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3451  * and increases the number of allocations possible without having to
3452  * take the list_lock.
3453  */
3454 static unsigned int slub_min_order;
3455 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3456 static unsigned int slub_min_objects;
3457
3458 /*
3459  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3460  *
3461  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3462  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3463  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3464  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3465  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3466  * would be wasted.
3467  *
3468  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3469  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3470  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3471  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3472  *
3473  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3474  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3475  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3476  * of space in favor of a small page order.
3477  *
3478  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3479  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3480  * requested a higher minimum order then we start with that one instead of
3481  * the smallest order which will fit the object.
3482  */
3483 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3484                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3485                 unsigned int fract_leftover)
3486 {
3487         unsigned int min_order = slub_min_order;
3488         unsigned int order;
3489
3490         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3491                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3492
3493         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3494                         order <= max_order; order++) {
3495
3496                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3497                 unsigned int rem;
3498
3499                 rem = slab_size % size;
3500
3501                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3502                         break;
3503         }
3504
3505         return order;
3506 }
3507
3508 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3509 {
3510         unsigned int order;
3511         unsigned int min_objects;
3512         unsigned int max_objects;
3513         unsigned int nr_cpus;
3514
3515         /*
3516          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3517          * works by first attempting to generate a layout with
3518          * the best configuration and backing off gradually.
3519          *
3520          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3521          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3522          */
3523         min_objects = slub_min_objects;
3524         if (!min_objects) {
3525                 /*
3526                  * Some architectures will only update present cpus when
3527                  * onlining them, so don't trust the number if it's just 1. But
3528                  * we also don't want to use nr_cpu_ids always, as on some other
3529                  * architectures, there can be many possible cpus, but never
3530                  * onlined. Here we compromise between trying to avoid too high
3531                  * order on systems that appear larger than they are, and too
3532                  * low order on systems that appear smaller than they are.
3533                  */
3534                 nr_cpus = num_present_cpus();
3535                 if (nr_cpus <= 1)
3536                         nr_cpus = nr_cpu_ids;
3537                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpus) + 1);
3538         }
3539         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3540         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3541
3542         while (min_objects > 1) {
3543                 unsigned int fraction;
3544
3545                 fraction = 16;
3546                 while (fraction >= 4) {
3547                         order = slab_order(size, min_objects,
3548                                         slub_max_order, fraction);
3549                         if (order <= slub_max_order)
3550                                 return order;
3551                         fraction /= 2;
3552                 }
3553                 min_objects--;
3554         }
3555
3556         /*
3557          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3558          * lets see if we can place a single object there.
3559          */
3560         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3561         if (order <= slub_max_order)
3562                 return order;
3563
3564         /*
3565          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3566          */
3567         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3568         if (order < MAX_ORDER)
3569                 return order;
3570         return -ENOSYS;
3571 }
3572
3573 static void
3574 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3575 {
3576         n->nr_partial = 0;
3577         spin_lock_init(&n->list_lock);
3578         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3579 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3580         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3581         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3582         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3583 #endif
3584 }
3585
3586 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3587 {
3588         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3589                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3590
3591         /*
3592          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3593          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3594          */
3595         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3596                                      2 * sizeof(void *));
3597
3598         if (!s->cpu_slab)
3599                 return 0;
3600
3601         init_kmem_cache_cpus(s);
3602
3603         return 1;
3604 }
3605
3606 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3607
3608 /*
3609  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3610  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3611  * possible.
3612  *
3613  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3614  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3615  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3616  */
3617 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3618 {
3619         struct page *page;
3620         struct kmem_cache_node *n;
3621
3622         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3623
3624         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3625
3626         BUG_ON(!page);
3627         if (page_to_nid(page) != node) {
3628                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3629                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3630         }
3631
3632         n = page->freelist;
3633         BUG_ON(!n);
3634 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3635         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3636         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3637 #endif
3638         n = kasan_slab_alloc(kmem_cache_node, n, GFP_KERNEL, false);
3639         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3640         page->inuse = 1;
3641         page->frozen = 0;
3642         kmem_cache_node->node[node] = n;
3643         init_kmem_cache_node(n);
3644         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3645
3646         /*
3647          * No locks need to be taken here as it has just been
3648          * initialized and there is no concurrent access.
3649          */
3650         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3651 }
3652
3653 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3654 {
3655         int node;
3656         struct kmem_cache_node *n;
3657
3658         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3659                 s->node[node] = NULL;
3660                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3661         }
3662 }
3663
3664 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3665 {
3666         cache_random_seq_destroy(s);
3667         free_percpu(s->cpu_slab);
3668         free_kmem_cache_nodes(s);
3669 }
3670
3671 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3672 {
3673         int node;
3674
3675         for_each_node_mask(node, slab_nodes) {
3676                 struct kmem_cache_node *n;
3677
3678                 if (slab_state == DOWN) {
3679                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3680                         continue;
3681                 }
3682                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3683                                                 GFP_KERNEL, node);
3684
3685                 if (!n) {
3686                         free_kmem_cache_nodes(s);
3687                         return 0;
3688                 }
3689
3690                 init_kmem_cache_node(n);
3691                 s->node[node] = n;
3692         }
3693         return 1;
3694 }
3695
3696 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3697 {
3698         if (min < MIN_PARTIAL)
3699                 min = MIN_PARTIAL;
3700         else if (min > MAX_PARTIAL)
3701                 min = MAX_PARTIAL;
3702         s->min_partial = min;
3703 }
3704
3705 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3706 {
3707 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3708         /*
3709          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3710          * per cpu partial lists of a processor.
3711          *
3712          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3713          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3714          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3715          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3716          *
3717          * This setting also determines
3718          *
3719          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3720          *    per node list when we reach the limit.
3721          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3722          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3723          *    50% to keep some capacity around for frees.
3724          */
3725         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3726                 slub_set_cpu_partial(s, 0);
3727         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3728                 slub_set_cpu_partial(s, 2);
3729         else if (s->size >= 1024)
3730                 slub_set_cpu_partial(s, 6);
3731         else if (s->size >= 256)
3732                 slub_set_cpu_partial(s, 13);
3733         else
3734                 slub_set_cpu_partial(s, 30);
3735 #endif
3736 }
3737
3738 /*
3739  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3740  * a slab object.
3741  */
3742 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3743 {
3744         slab_flags_t flags = s->flags;
3745         unsigned int size = s->object_size;
3746         unsigned int order;
3747
3748         /*
3749          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3750          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3751          * the possible location of the free pointer.
3752          */
3753         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3754
3755 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3756         /*
3757          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3758          * the slab may touch the object after free or before allocation
3759          * then we should never poison the object itself.
3760          */
3761         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3762                         !s->ctor)
3763                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3764         else
3765                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3766
3767
3768         /*
3769          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3770          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3771          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3772          */
3773         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3774                 size += sizeof(void *);
3775 #endif
3776
3777         /*
3778          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3779          * by the object and redzoning.
3780          */
3781         s->inuse = size;
3782
3783         if ((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3784             ((flags & SLAB_RED_ZONE) && s->object_size < sizeof(void *)) ||
3785             s->ctor) {
3786                 /*
3787                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3788                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3789                  * kmem_cache_free.
3790                  *
3791                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3792                  * destructor, are poisoning the objects, or are
3793                  * redzoning an object smaller than sizeof(void *).
3794                  *
3795                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
3796                  * pointer is outside of the object is used in the
3797                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
3798                  * longer true, the function needs to be modified.
3799                  */
3800                 s->offset = size;
3801                 size += sizeof(void *);
3802         } else {
3803                 /*
3804                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
3805                  * it away from the edges of the object to avoid small
3806                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
3807                  */
3808                 s->offset = ALIGN_DOWN(s->object_size / 2, sizeof(void *));
3809         }
3810
3811 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3812         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3813                 /*
3814                  * Need to store information about allocs and frees after
3815                  * the object.
3816                  */
3817                 size += 2 * sizeof(struct track);
3818 #endif
3819
3820         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3821 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3822         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3823                 /*
3824                  * Add some empty padding so that we can catch
3825                  * overwrites from earlier objects rather than let
3826                  * tracking information or the free pointer be
3827                  * corrupted if a user writes before the start
3828                  * of the object.
3829                  */
3830                 size += sizeof(void *);
3831
3832                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3833                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3834                 size += s->red_left_pad;
3835         }
3836 #endif
3837
3838         /*
3839          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3840          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3841          * each object to conform to the alignment.
3842          */
3843         size = ALIGN(size, s->align);
3844         s->size = size;
3845         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
3846         if (forced_order >= 0)
3847                 order = forced_order;
3848         else
3849                 order = calculate_order(size);
3850
3851         if ((int)order < 0)
3852                 return 0;
3853
3854         s->allocflags = 0;
3855         if (order)
3856                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3857
3858         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3859                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3860
3861         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
3862                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
3863
3864         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3865                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3866
3867         /*
3868          * Determine the number of objects per slab
3869          */
3870         s->oo = oo_make(order, size);
3871         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3872         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3873                 s->max = s->oo;
3874
3875         return !!oo_objects(s->oo);
3876 }
3877
3878 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3879 {
3880         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name);
3881 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3882         s->random = get_random_long();
3883 #endif
3884
3885         if (!calculate_sizes(s, -1))
3886                 goto error;
3887         if (disable_higher_order_debug) {
3888                 /*
3889                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3890                  * order increased.
3891                  */
3892                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3893                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3894                         s->offset = 0;
3895                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3896                                 goto error;
3897                 }
3898         }
3899
3900 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3901     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3902         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3903                 /* Enable fast mode */
3904                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3905 #endif
3906
3907         /*
3908          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3909          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3910          */
3911         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3912
3913         set_cpu_partial(s);
3914
3915 #ifdef CONFIG_NUMA
3916         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3917 #endif
3918
3919         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3920         if (slab_state >= UP) {
3921                 if (init_cache_random_seq(s))
3922                         goto error;
3923         }
3924
3925         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3926                 goto error;
3927
3928         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3929                 return 0;
3930
3931         free_kmem_cache_nodes(s);
3932 error:
3933         return -EINVAL;
3934 }
3935
3936 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3937                               const char *text)
3938 {
3939 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3940         void *addr = page_address(page);
3941         unsigned long *map;
3942         void *p;
3943
3944         slab_err(s, page, text, s->name);
3945         slab_lock(page);
3946
3947         map = get_map(s, page);
3948         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3949
3950                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map)) {
3951                         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3952                         print_tracking(s, p);
3953                 }
3954         }
3955         put_map(map);
3956         slab_unlock(page);
3957 #endif
3958 }
3959
3960 /*
3961  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3962  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3963  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3964  */
3965 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3966 {
3967         LIST_HEAD(discard);
3968         struct page *page, *h;
3969
3970         BUG_ON(irqs_disabled());
3971         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3972         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, slab_list) {
3973                 if (!page->inuse) {
3974                         remove_partial(n, page);
3975                         list_add(&page->slab_list, &discard);
3976                 } else {
3977                         list_slab_objects(s, page,
3978                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3979                 }
3980         }
3981         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3982
3983         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, slab_list)
3984                 discard_slab(s, page);
3985 }
3986
3987 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
3988 {
3989         int node;
3990         struct kmem_cache_node *n;
3991
3992         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3993                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3994                         return false;
3995         return true;
3996 }
3997
3998 /*
3999  * Release all resources used by a slab cache.
4000  */
4001 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
4002 {
4003         int node;
4004         struct kmem_cache_node *n;
4005
4006         flush_all(s);
4007         /* Attempt to free all objects */
4008         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4009                 free_partial(s, n);
4010                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
4011                         return 1;
4012         }
4013         return 0;
4014 }
4015
4016 #ifdef CONFIG_PRINTK
4017 void kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct page *page)
4018 {
4019         void *base;
4020         int __maybe_unused i;
4021         unsigned int objnr;
4022         void *objp;
4023         void *objp0;
4024         struct kmem_cache *s = page->slab_cache;
4025         struct track __maybe_unused *trackp;
4026
4027         kpp->kp_ptr = object;
4028         kpp->kp_page = page;
4029         kpp->kp_slab_cache = s;
4030         base = page_address(page);
4031         objp0 = kasan_reset_tag(object);
4032 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4033         objp = restore_red_left(s, objp0);
4034 #else
4035         objp = objp0;
4036 #endif
4037         objnr = obj_to_index(s, page, objp);
4038         kpp->kp_data_offset = (unsigned long)((char *)objp0 - (char *)objp);
4039         objp = base + s->size * objnr;
4040         kpp->kp_objp = objp;
4041         if (WARN_ON_ONCE(objp < base || objp >= base + page->objects * s->size || (objp - base) % s->size) ||
4042             !(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4043                 return;
4044 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4045         objp = fixup_red_left(s, objp);
4046         trackp = get_track(s, objp, TRACK_ALLOC);
4047         kpp->kp_ret = (void *)trackp->addr;
4048 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
4049         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++) {
4050                 kpp->kp_stack[i] = (void *)trackp->addrs[i];
4051                 if (!kpp->kp_stack[i])
4052                         break;
4053         }
4054
4055         trackp = get_track(s, objp, TRACK_FREE);
4056         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++) {
4057                 kpp->kp_free_stack[i] = (void *)trackp->addrs[i];
4058                 if (!kpp->kp_free_stack[i])
4059                         break;
4060         }
4061 #endif
4062 #endif
4063 }
4064 #endif
4065
4066 /********************************************************************
4067  *              Kmalloc subsystem
4068  *******************************************************************/
4069
4070 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
4071 {
4072         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
4073
4074         return 1;
4075 }
4076
4077 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
4078
4079 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
4080 {
4081         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
4082         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
4083
4084         return 1;
4085 }
4086
4087 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
4088
4089 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
4090 {
4091         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
4092
4093         return 1;
4094 }
4095
4096 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
4097
4098 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
4099 {
4100         struct kmem_cache *s;
4101         void *ret;
4102
4103         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4104                 return kmalloc_large(size, flags);
4105
4106         s = kmalloc_slab(size, flags);
4107
4108         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4109                 return s;
4110
4111         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_, size);
4112
4113         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
4114
4115         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4116
4117         return ret;
4118 }
4119 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
4120
4121 #ifdef CONFIG_NUMA
4122 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4123 {
4124         struct page *page;
4125         void *ptr = NULL;
4126         unsigned int order = get_order(size);
4127
4128         flags |= __GFP_COMP;
4129         page = alloc_pages_node(node, flags, order);
4130         if (page) {
4131                 ptr = page_address(page);
4132                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4133                                       PAGE_SIZE << order);
4134         }
4135
4136         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
4137 }
4138
4139 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4140 {
4141         struct kmem_cache *s;
4142         void *ret;
4143
4144         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4145                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
4146
4147                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
4148                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4149                                    flags, node);
4150
4151                 return ret;
4152         }
4153
4154         s = kmalloc_slab(size, flags);
4155
4156         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4157                 return s;
4158
4159         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_, size);
4160
4161         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
4162
4163         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4164
4165         return ret;
4166 }
4167 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
4168 #endif  /* CONFIG_NUMA */
4169
4170 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
4171 /*
4172  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
4173  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
4174  * cache's usercopy region.
4175  *
4176  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4177  * to indicate an error.
4178  */
4179 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
4180                          bool to_user)
4181 {
4182         struct kmem_cache *s;
4183         unsigned int offset;
4184         size_t object_size;
4185         bool is_kfence = is_kfence_address(ptr);
4186
4187         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
4188
4189         /* Find object and usable object size. */
4190         s = page->slab_cache;
4191
4192         /* Reject impossible pointers. */
4193         if (ptr < page_address(page))
4194                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
4195                                to_user, 0, n);
4196
4197         /* Find offset within object. */
4198         if (is_kfence)
4199                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
4200         else
4201                 offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
4202
4203         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
4204         if (!is_kfence && kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
4205                 if (offset < s->red_left_pad)
4206                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
4207                                        s->name, to_user, offset, n);
4208                 offset -= s->red_left_pad;
4209         }
4210
4211         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
4212         if (offset >= s->useroffset &&
4213             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
4214             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
4215                 return;
4216
4217         /*
4218          * If the copy is still within the allocated object, produce
4219          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
4220          * to be a temporary method to find any missing usercopy
4221          * whitelists.
4222          */
4223         object_size = slab_ksize(s);
4224         if (usercopy_fallback &&
4225             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
4226                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4227                 return;
4228         }
4229
4230         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4231 }
4232 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4233
4234 size_t __ksize(const void *object)
4235 {
4236         struct page *page;
4237
4238         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
4239                 return 0;
4240
4241         page = virt_to_head_page(object);
4242
4243         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4244                 WARN_ON(!PageCompound(page));
4245                 return page_size(page);
4246         }
4247
4248         return slab_ksize(page->slab_cache);
4249 }
4250 EXPORT_SYMBOL(__ksize);
4251
4252 void kfree(const void *x)
4253 {
4254         struct page *page;
4255         void *object = (void *)x;
4256
4257         trace_kfree(_RET_IP_, x);
4258
4259         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
4260                 return;
4261
4262         page = virt_to_head_page(x);
4263         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4264                 free_nonslab_page(page, object);
4265                 return;
4266         }
4267         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
4268 }
4269 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4270
4271 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
4272
4273 /*
4274  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
4275  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
4276  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
4277  *
4278  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
4279  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
4280  * are freed in them.
4281  */
4282 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
4283 {
4284         int node;
4285         int i;
4286         struct kmem_cache_node *n;
4287         struct page *page;
4288         struct page *t;
4289         struct list_head discard;
4290         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
4291         unsigned long flags;
4292         int ret = 0;
4293
4294         flush_all(s);
4295         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4296                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
4297                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
4298                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
4299
4300                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4301
4302                 /*
4303                  * Build lists of slabs to discard or promote.
4304                  *
4305                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
4306                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
4307                  */
4308                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, slab_list) {
4309                         int free = page->objects - page->inuse;
4310
4311                         /* Do not reread page->inuse */
4312                         barrier();
4313
4314                         /* We do not keep full slabs on the list */
4315                         BUG_ON(free <= 0);
4316
4317                         if (free == page->objects) {
4318                                 list_move(&page->slab_list, &discard);
4319                                 n->nr_partial--;
4320                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4321                                 list_move(&page->slab_list, promote + free - 1);
4322                 }
4323
4324                 /*
4325                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4326                  * partial list.
4327                  */
4328                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4329                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4330
4331                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4332
4333                 /* Release empty slabs */
4334                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, slab_list)
4335                         discard_slab(s, page);
4336
4337                 if (slabs_node(s, node))
4338                         ret = 1;
4339         }
4340
4341         return ret;
4342 }
4343
4344 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4345 {
4346         struct kmem_cache *s;
4347
4348         mutex_lock(&slab_mutex);
4349         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4350                 __kmem_cache_shrink(s);
4351         mutex_unlock(&slab_mutex);
4352
4353         return 0;
4354 }
4355
4356 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4357 {
4358         struct memory_notify *marg = arg;
4359         int offline_node;
4360
4361         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4362
4363         /*
4364          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4365          * for it yet.
4366          */
4367         if (offline_node < 0)
4368                 return;
4369
4370         mutex_lock(&slab_mutex);
4371         node_clear(offline_node, slab_nodes);
4372         /*
4373          * We no longer free kmem_cache_node structures here, as it would be
4374          * racy with all get_node() users, and infeasible to protect them with
4375          * slab_mutex.
4376          */
4377         mutex_unlock(&slab_mutex);
4378 }
4379
4380 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4381 {
4382         struct kmem_cache_node *n;
4383         struct kmem_cache *s;
4384         struct memory_notify *marg = arg;
4385         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4386         int ret = 0;
4387
4388         /*
4389          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4390          * already created. Nothing to do.
4391          */
4392         if (nid < 0)
4393                 return 0;
4394
4395         /*
4396          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4397          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4398          * online.
4399          */
4400         mutex_lock(&slab_mutex);
4401         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4402                 /*
4403                  * The structure may already exist if the node was previously
4404                  * onlined and offlined.
4405                  */
4406                 if (get_node(s, nid))
4407                         continue;
4408                 /*
4409                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4410                  *      since memory is not yet available from the node that
4411                  *      is brought up.
4412                  */
4413                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4414                 if (!n) {
4415                         ret = -ENOMEM;
4416                         goto out;
4417                 }
4418                 init_kmem_cache_node(n);
4419                 s->node[nid] = n;
4420         }
4421         /*
4422          * Any cache created after this point will also have kmem_cache_node
4423          * initialized for the new node.
4424          */
4425         node_set(nid, slab_nodes);
4426 out:
4427         mutex_unlock(&slab_mutex);
4428         return ret;
4429 }
4430
4431 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4432                                 unsigned long action, void *arg)
4433 {
4434         int ret = 0;
4435
4436         switch (action) {
4437         case MEM_GOING_ONLINE:
4438                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4439                 break;
4440         case MEM_GOING_OFFLINE:
4441                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4442                 break;
4443         case MEM_OFFLINE:
4444         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4445                 slab_mem_offline_callback(arg);
4446                 break;
4447         case MEM_ONLINE:
4448         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4449                 break;
4450         }
4451         if (ret)
4452                 ret = notifier_from_errno(ret);
4453         else
4454                 ret = NOTIFY_OK;
4455         return ret;
4456 }
4457
4458 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4459         .notifier_call = slab_memory_callback,
4460         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4461 };
4462
4463 /********************************************************************
4464  *                      Basic setup of slabs
4465  *******************************************************************/
4466
4467 /*
4468  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4469  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4470  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4471  */
4472
4473 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4474 {
4475         int node;
4476         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4477         struct kmem_cache_node *n;
4478
4479         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4480
4481         /*
4482          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4483          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4484          * IPIs around.
4485          */
4486         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4487         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4488                 struct page *p;
4489
4490                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
4491                         p->slab_cache = s;
4492
4493 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4494                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
4495                         p->slab_cache = s;
4496 #endif
4497         }
4498         list_add(&s->list, &slab_caches);
4499         return s;
4500 }
4501
4502 void __init kmem_cache_init(void)
4503 {
4504         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4505                 boot_kmem_cache_node;
4506         int node;
4507
4508         if (debug_guardpage_minorder())
4509                 slub_max_order = 0;
4510
4511         /* Print slub debugging pointers without hashing */
4512         if (__slub_debug_enabled())
4513                 no_hash_pointers_enable(NULL);
4514
4515         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4516         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4517
4518         /*
4519          * Initialize the nodemask for which we will allocate per node
4520          * structures. Here we don't need taking slab_mutex yet.
4521          */
4522         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4523                 node_set(node, slab_nodes);
4524
4525         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4526                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4527
4528         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4529
4530         /* Able to allocate the per node structures */
4531         slab_state = PARTIAL;
4532
4533         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4534                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4535                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4536                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4537
4538         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4539         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4540
4541         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4542         setup_kmalloc_cache_index_table();
4543         create_kmalloc_caches(0);
4544
4545         /* Setup random freelists for each cache */
4546         init_freelist_randomization();
4547
4548         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4549                                   slub_cpu_dead);
4550
4551         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
4552                 cache_line_size(),
4553                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4554                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4555 }
4556
4557 void __init kmem_cache_init_late(void)
4558 {
4559 }
4560
4561 struct kmem_cache *
4562 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4563                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4564 {
4565         struct kmem_cache *s;
4566
4567         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4568         if (s) {
4569                 s->refcount++;
4570
4571                 /*
4572                  * Adjust the object sizes so that we clear
4573                  * the complete object on kzalloc.
4574                  */
4575                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4576                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4577
4578                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4579                         s->refcount--;
4580                         s = NULL;
4581                 }
4582         }
4583
4584         return s;
4585 }
4586
4587 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4588 {
4589         int err;
4590
4591         err = kmem_cache_open(s, flags);
4592         if (err)
4593                 return err;
4594
4595         /* Mutex is not taken during early boot */
4596         if (slab_state <= UP)
4597                 return 0;
4598
4599         err = sysfs_slab_add(s);
4600         if (err)
4601                 __kmem_cache_release(s);
4602
4603         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
4604                 debugfs_slab_add(s);
4605
4606         return err;
4607 }
4608
4609 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4610 {
4611         struct kmem_cache *s;
4612         void *ret;
4613
4614         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4615                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4616
4617         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4618
4619         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4620                 return s;
4621
4622         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller, size);
4623
4624         /* Honor the call site pointer we received. */
4625         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4626
4627         return ret;
4628 }
4629 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
4630
4631 #ifdef CONFIG_NUMA
4632 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4633                                         int node, unsigned long caller)
4634 {
4635         struct kmem_cache *s;
4636         void *ret;
4637
4638         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4639                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4640
4641                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4642                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4643                                    gfpflags, node);
4644
4645                 return ret;
4646         }
4647
4648         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4649
4650         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4651                 return s;
4652
4653         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller, size);
4654
4655         /* Honor the call site pointer we received. */
4656         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4657
4658         return ret;
4659 }
4660 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
4661 #endif
4662
4663 #ifdef CONFIG_SYSFS
4664 static int count_inuse(struct page *page)
4665 {
4666         return page->inuse;
4667 }
4668
4669 static int count_total(struct page *page)
4670 {
4671         return page->objects;
4672 }
4673 #endif
4674
4675 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4676 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
4677 {
4678         void *p;
4679         void *addr = page_address(page);
4680         unsigned long *map;
4681
4682         slab_lock(page);
4683
4684         if (!check_slab(s, page) || !on_freelist(s, page, NULL))
4685                 goto unlock;
4686
4687         /* Now we know that a valid freelist exists */
4688         map = get_map(s, page);
4689         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4690                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map) ?
4691                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
4692
4693                 if (!check_object(s, page, p, val))
4694                         break;
4695         }
4696         put_map(map);
4697 unlock:
4698         slab_unlock(page);
4699 }
4700
4701 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4702                 struct kmem_cache_node *n)
4703 {
4704         unsigned long count = 0;
4705         struct page *page;
4706         unsigned long flags;
4707
4708         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4709
4710         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list) {
4711                 validate_slab(s, page);
4712                 count++;
4713         }
4714         if (count != n->nr_partial) {
4715                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4716                        s->name, count, n->nr_partial);
4717                 slab_add_kunit_errors();
4718         }
4719
4720         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4721                 goto out;
4722
4723         list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list) {
4724                 validate_slab(s, page);
4725                 count++;
4726         }
4727         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs)) {
4728                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4729                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4730                 slab_add_kunit_errors();
4731         }
4732
4733 out:
4734         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4735         return count;
4736 }
4737
4738 long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4739 {
4740         int node;
4741         unsigned long count = 0;
4742         struct kmem_cache_node *n;
4743
4744         flush_all(s);
4745         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4746                 count += validate_slab_node(s, n);
4747
4748         return count;
4749 }
4750 EXPORT_SYMBOL(validate_slab_cache);
4751
4752 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
4753 /*
4754  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4755  * and freed.
4756  */
4757
4758 struct location {
4759         unsigned long count;
4760         unsigned long addr;
4761         long long sum_time;
4762         long min_time;
4763         long max_time;
4764         long min_pid;
4765         long max_pid;
4766         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4767         nodemask_t nodes;
4768 };
4769
4770 struct loc_track {
4771         unsigned long max;
4772         unsigned long count;
4773         struct location *loc;
4774 };
4775
4776 static struct dentry *slab_debugfs_root;
4777
4778 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4779 {
4780         if (t->max)
4781                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4782                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4783 }
4784
4785 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4786 {
4787         struct location *l;
4788         int order;
4789
4790         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4791
4792         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4793         if (!l)
4794                 return 0;
4795
4796         if (t->count) {
4797                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4798                 free_loc_track(t);
4799         }
4800         t->max = max;
4801         t->loc = l;
4802         return 1;
4803 }
4804
4805 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4806                                 const struct track *track)
4807 {
4808         long start, end, pos;
4809         struct location *l;
4810         unsigned long caddr;
4811         unsigned long age = jiffies - track->when;
4812
4813         start = -1;
4814         end = t->count;
4815
4816         for ( ; ; ) {
4817                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4818
4819                 /*
4820                  * There is nothing at "end". If we end up there
4821                  * we need to add something to before end.
4822                  */
4823                 if (pos == end)
4824                         break;
4825
4826                 caddr = t->loc[pos].addr;
4827                 if (track->addr == caddr) {
4828
4829                         l = &t->loc[pos];
4830                         l->count++;
4831                         if (track->when) {
4832                                 l->sum_time += age;
4833                                 if (age < l->min_time)
4834                                         l->min_time = age;
4835                                 if (age > l->max_time)
4836                                         l->max_time = age;
4837
4838                                 if (track->pid < l->min_pid)
4839                                         l->min_pid = track->pid;
4840                                 if (track->pid > l->max_pid)
4841                                         l->max_pid = track->pid;
4842
4843                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4844                                                 to_cpumask(l->cpus));
4845                         }
4846                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4847                         return 1;
4848                 }
4849
4850                 if (track->addr < caddr)
4851                         end = pos;
4852                 else
4853                         start = pos;
4854         }
4855
4856         /*
4857          * Not found. Insert new tracking element.
4858          */
4859         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4860                 return 0;
4861
4862         l = t->loc + pos;
4863         if (pos < t->count)
4864                 memmove(l + 1, l,
4865                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4866         t->count++;
4867         l->count = 1;
4868         l->addr = track->addr;
4869         l->sum_time = age;
4870         l->min_time = age;
4871         l->max_time = age;
4872         l->min_pid = track->pid;
4873         l->max_pid = track->pid;
4874         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4875         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4876         nodes_clear(l->nodes);
4877         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4878         return 1;
4879 }
4880
4881 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4882                 struct page *page, enum track_item alloc)
4883 {
4884         void *addr = page_address(page);
4885         void *p;
4886         unsigned long *map;
4887
4888         map = get_map(s, page);
4889         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4890                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map))
4891                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4892         put_map(map);
4893 }
4894 #endif  /* CONFIG_DEBUG_FS   */
4895 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4896
4897 #ifdef CONFIG_SYSFS
4898 enum slab_stat_type {
4899         SL_ALL,                 /* All slabs */
4900         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4901         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4902         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4903         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4904 };
4905
4906 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4907 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4908 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4909 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4910 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4911
4912 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4913                                  char *buf, unsigned long flags)
4914 {
4915         unsigned long total = 0;
4916         int node;
4917         int x;
4918         unsigned long *nodes;
4919         int len = 0;
4920
4921         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4922         if (!nodes)
4923                 return -ENOMEM;
4924
4925         if (flags & SO_CPU) {
4926                 int cpu;
4927
4928                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4929                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4930                                                                cpu);
4931                         int node;
4932                         struct page *page;
4933
4934                         page = READ_ONCE(c->page);
4935                         if (!page)
4936                                 continue;
4937
4938                         node = page_to_nid(page);
4939                         if (flags & SO_TOTAL)
4940                                 x = page->objects;
4941                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4942                                 x = page->inuse;
4943                         else
4944                                 x = 1;
4945
4946                         total += x;
4947                         nodes[node] += x;
4948
4949                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4950                         if (page) {
4951                                 node = page_to_nid(page);
4952                                 if (flags & SO_TOTAL)
4953                                         WARN_ON_ONCE(1);
4954                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4955                                         WARN_ON_ONCE(1);
4956                                 else
4957                                         x = page->pages;
4958                                 total += x;
4959                                 nodes[node] += x;
4960                         }
4961                 }
4962         }
4963
4964         /*
4965          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
4966          * already held which will conflict with an existing lock order:
4967          *
4968          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
4969          *
4970          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
4971          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
4972          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
4973          */
4974
4975 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4976         if (flags & SO_ALL) {
4977                 struct kmem_cache_node *n;
4978
4979                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4980
4981                         if (flags & SO_TOTAL)
4982                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4983                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4984                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4985                                         count_partial(n, count_free);
4986                         else
4987                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4988                         total += x;
4989                         nodes[node] += x;
4990                 }
4991
4992         } else
4993 #endif
4994         if (flags & SO_PARTIAL) {
4995                 struct kmem_cache_node *n;
4996
4997                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4998                         if (flags & SO_TOTAL)
4999                                 x = count_partial(n, count_total);
5000                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5001                                 x = count_partial(n, count_inuse);
5002                         else
5003                                 x = n->nr_partial;
5004                         total += x;
5005                         nodes[node] += x;
5006                 }
5007         }
5008
5009         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", total);
5010 #ifdef CONFIG_NUMA
5011         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
5012                 if (nodes[node])
5013                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " N%d=%lu",
5014                                              node, nodes[node]);
5015         }
5016 #endif
5017         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5018         kfree(nodes);
5019
5020         return len;
5021 }
5022
5023 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
5024 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
5025
5026 struct slab_attribute {
5027         struct attribute attr;
5028         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
5029         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
5030 };
5031
5032 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
5033         static struct slab_attribute _name##_attr = \
5034         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
5035
5036 #define SLAB_ATTR(_name) \
5037         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
5038         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
5039
5040 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5041 {
5042         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->size);
5043 }
5044 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
5045
5046 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5047 {
5048         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->align);
5049 }
5050 SLAB_ATTR_RO(align);
5051
5052 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5053 {
5054         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->object_size);
5055 }
5056 SLAB_ATTR_RO(object_size);
5057
5058 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5059 {
5060         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
5061 }
5062 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
5063
5064 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5065 {
5066         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
5067 }
5068 SLAB_ATTR_RO(order);
5069
5070 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5071 {
5072         return sysfs_emit(buf, "%lu\n", s->min_partial);
5073 }
5074
5075 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5076                                  size_t length)
5077 {
5078         unsigned long min;
5079         int err;
5080
5081         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
5082         if (err)
5083                 return err;
5084
5085         set_min_partial(s, min);
5086         return length;
5087 }
5088 SLAB_ATTR(min_partial);
5089
5090 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5091 {
5092         return sysfs_emit(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
5093 }
5094
5095 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5096                                  size_t length)
5097 {
5098         unsigned int objects;
5099         int err;
5100
5101         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5102         if (err)
5103                 return err;
5104         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5105                 return -EINVAL;
5106
5107         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5108         flush_all(s);
5109         return length;
5110 }
5111 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5112
5113 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5114 {
5115         if (!s->ctor)
5116                 return 0;
5117         return sysfs_emit(buf, "%pS\n", s->ctor);
5118 }
5119 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5120
5121 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5122 {
5123         return sysfs_emit(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5124 }
5125 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5126
5127 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5128 {
5129         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5130 }
5131 SLAB_ATTR_RO(partial);
5132
5133 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5134 {
5135         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5136 }
5137 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5138
5139 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5140 {
5141         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5142 }
5143 SLAB_ATTR_RO(objects);
5144
5145 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5146 {
5147         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5148 }
5149 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5150
5151 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5152 {
5153         int objects = 0;
5154         int pages = 0;
5155         int cpu;
5156         int len = 0;
5157
5158         for_each_online_cpu(cpu) {
5159                 struct page *page;
5160
5161                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5162
5163                 if (page) {
5164                         pages += page->pages;
5165                         objects += page->pobjects;
5166                 }
5167         }
5168
5169         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%d(%d)", objects, pages);
5170
5171 #ifdef CONFIG_SMP
5172         for_each_online_cpu(cpu) {
5173                 struct page *page;
5174
5175                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5176                 if (page)
5177                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%d(%d)",
5178                                              cpu, page->pobjects, page->pages);
5179         }
5180 #endif
5181         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5182
5183         return len;
5184 }
5185 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5186
5187 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5188 {
5189         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5190 }
5191 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
5192
5193 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5194 {
5195         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5196 }
5197 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5198
5199 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5200 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5201 {
5202         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5203 }
5204 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5205 #endif
5206
5207 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5208 {
5209         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->usersize);
5210 }
5211 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5212
5213 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5214 {
5215         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5216 }
5217 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5218
5219 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5220 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5221 {
5222         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5223 }
5224 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5225
5226 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5227 {
5228         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5229 }
5230 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5231
5232 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5233 {
5234         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5235 }
5236 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
5237
5238 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5239 {
5240         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5241 }
5242 SLAB_ATTR_RO(trace);
5243
5244 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5245 {
5246         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5247 }
5248
5249 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
5250
5251 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5252 {
5253         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5254 }
5255
5256 SLAB_ATTR_RO(poison);
5257
5258 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5259 {
5260         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5261 }
5262
5263 SLAB_ATTR_RO(store_user);
5264
5265 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5266 {
5267         return 0;
5268 }
5269
5270 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5271                         const char *buf, size_t length)
5272 {
5273         int ret = -EINVAL;
5274
5275         if (buf[0] == '1') {
5276                 ret = validate_slab_cache(s);
5277                 if (ret >= 0)
5278                         ret = length;
5279         }
5280         return ret;
5281 }
5282 SLAB_ATTR(validate);
5283
5284 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5285
5286 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5287 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5288 {
5289         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5290 }
5291 SLAB_ATTR_RO(failslab);
5292 #endif
5293
5294 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5295 {
5296         return 0;
5297 }
5298
5299 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5300                         const char *buf, size_t length)
5301 {
5302         if (buf[0] == '1')
5303                 kmem_cache_shrink(s);
5304         else
5305                 return -EINVAL;
5306         return length;
5307 }
5308 SLAB_ATTR(shrink);
5309
5310 #ifdef CONFIG_NUMA
5311 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5312 {
5313         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5314 }
5315
5316 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5317                                 const char *buf, size_t length)
5318 {
5319         unsigned int ratio;
5320         int err;
5321
5322         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5323         if (err)
5324                 return err;
5325         if (ratio > 100)
5326                 return -ERANGE;
5327
5328         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5329
5330         return length;
5331 }
5332 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5333 #endif
5334
5335 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5336 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5337 {
5338         unsigned long sum  = 0;
5339         int cpu;
5340         int len = 0;
5341         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5342
5343         if (!data)
5344                 return -ENOMEM;
5345
5346         for_each_online_cpu(cpu) {
5347                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5348
5349                 data[cpu] = x;
5350                 sum += x;
5351         }
5352
5353         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", sum);
5354
5355 #ifdef CONFIG_SMP
5356         for_each_online_cpu(cpu) {
5357                 if (data[cpu])
5358                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%u",
5359                                              cpu, data[cpu]);
5360         }
5361 #endif
5362         kfree(data);
5363         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5364
5365         return len;
5366 }
5367
5368 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5369 {
5370         int cpu;
5371
5372         for_each_online_cpu(cpu)
5373                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5374 }
5375
5376 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5377 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5378 {                                                               \
5379         return show_stat(s, buf, si);                           \
5380 }                                                               \
5381 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5382                                 const char *buf, size_t length) \
5383 {                                                               \
5384         if (buf[0] != '0')                                      \
5385                 return -EINVAL;                                 \
5386         clear_stat(s, si);                                      \
5387         return length;                                          \
5388 }                                                               \
5389 SLAB_ATTR(text);                                                \
5390
5391 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5392 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5393 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5394 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5395 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5396 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5397 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5398 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5399 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5400 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5401 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5402 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5403 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5404 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5405 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5406 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5407 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5408 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5409 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5410 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5411 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5412 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5413 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5414 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5415 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5416 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5417 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
5418
5419 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5420         &slab_size_attr.attr,
5421         &object_size_attr.attr,
5422         &objs_per_slab_attr.attr,
5423         &order_attr.attr,
5424         &min_partial_attr.attr,
5425         &cpu_partial_attr.attr,
5426         &objects_attr.attr,
5427         &objects_partial_attr.attr,
5428         &partial_attr.attr,
5429         &cpu_slabs_attr.attr,
5430         &ctor_attr.attr,
5431         &aliases_attr.attr,
5432         &align_attr.attr,
5433         &hwcache_align_attr.attr,
5434         &reclaim_account_attr.attr,
5435         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5436         &shrink_attr.attr,
5437         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5438 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5439         &total_objects_attr.attr,
5440         &slabs_attr.attr,
5441         &sanity_checks_attr.attr,
5442         &trace_attr.attr,
5443         &red_zone_attr.attr,
5444         &poison_attr.attr,
5445         &store_user_attr.attr,
5446         &validate_attr.attr,
5447 #endif
5448 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5449         &cache_dma_attr.attr,
5450 #endif
5451 #ifdef CONFIG_NUMA
5452         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5453 #endif
5454 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5455         &alloc_fastpath_attr.attr,
5456         &alloc_slowpath_attr.attr,
5457         &free_fastpath_attr.attr,
5458         &free_slowpath_attr.attr,
5459         &free_frozen_attr.attr,
5460         &free_add_partial_attr.attr,
5461         &free_remove_partial_attr.attr,
5462         &alloc_from_partial_attr.attr,
5463         &alloc_slab_attr.attr,
5464         &alloc_refill_attr.attr,
5465         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5466         &free_slab_attr.attr,
5467         &cpuslab_flush_attr.attr,
5468         &deactivate_full_attr.attr,
5469         &deactivate_empty_attr.attr,
5470         &deactivate_to_head_attr.attr,
5471         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5472         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5473         &deactivate_bypass_attr.attr,
5474         &order_fallback_attr.attr,
5475         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5476         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5477         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5478         &cpu_partial_free_attr.attr,
5479         &cpu_partial_node_attr.attr,
5480         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5481 #endif
5482 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5483         &failslab_attr.attr,
5484 #endif
5485         &usersize_attr.attr,
5486
5487         NULL
5488 };
5489
5490 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5491         .attrs = slab_attrs,
5492 };
5493
5494 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5495                                 struct attribute *attr,
5496                                 char *buf)
5497 {
5498         struct slab_attribute *attribute;
5499         struct kmem_cache *s;
5500         int err;
5501
5502         attribute = to_slab_attr(attr);
5503         s = to_slab(kobj);
5504
5505         if (!attribute->show)
5506                 return -EIO;
5507
5508         err = attribute->show(s, buf);
5509
5510         return err;
5511 }
5512
5513 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5514                                 struct attribute *attr,
5515                                 const char *buf, size_t len)
5516 {
5517         struct slab_attribute *attribute;
5518         struct kmem_cache *s;
5519         int err;
5520
5521         attribute = to_slab_attr(attr);
5522         s = to_slab(kobj);
5523
5524         if (!attribute->store)
5525                 return -EIO;
5526
5527         err = attribute->store(s, buf, len);
5528         return err;
5529 }
5530
5531 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5532 {
5533         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5534 }
5535
5536 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5537         .show = slab_attr_show,
5538         .store = slab_attr_store,
5539 };
5540
5541 static struct kobj_type slab_ktype = {
5542         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5543         .release = kmem_cache_release,
5544 };
5545
5546 static struct kset *slab_kset;
5547
5548 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5549 {
5550         return slab_kset;
5551 }
5552
5553 #define ID_STR_LENGTH 64
5554
5555 /* Create a unique string id for a slab cache:
5556  *
5557  * Format       :[flags-]size
5558  */
5559 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5560 {
5561         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5562         char *p = name;
5563
5564         BUG_ON(!name);
5565
5566         *p++ = ':';
5567         /*
5568          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5569          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5570          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5571          * are matched during merging to guarantee that the id is
5572          * unique.
5573          */
5574         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5575                 *p++ = 'd';
5576         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5577                 *p++ = 'D';
5578         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5579                 *p++ = 'a';
5580         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5581                 *p++ = 'F';
5582         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5583                 *p++ = 'A';
5584         if (p != name + 1)
5585                 *p++ = '-';
5586         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5587
5588         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5589         return name;
5590 }
5591
5592 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5593 {
5594         int err;
5595         const char *name;
5596         struct kset *kset = cache_kset(s);
5597         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5598
5599         if (!kset) {
5600                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5601                 return 0;
5602         }
5603
5604         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5605                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5606                 unmergeable = 1;
5607
5608         if (unmergeable) {
5609                 /*
5610                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5611                  * This is typically the case for debug situations. In that
5612                  * case we can catch duplicate names easily.
5613                  */
5614                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5615                 name = s->name;
5616         } else {
5617                 /*
5618                  * Create a unique name for the slab as a target
5619                  * for the symlinks.
5620                  */
5621                 name = create_unique_id(s);
5622         }
5623
5624         s->kobj.kset = kset;
5625         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5626         if (err)
5627                 goto out;
5628
5629         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5630         if (err)
5631                 goto out_del_kobj;
5632
5633         if (!unmergeable) {
5634                 /* Setup first alias */
5635                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5636         }
5637 out:
5638         if (!unmergeable)
5639                 kfree(name);
5640         return err;
5641 out_del_kobj:
5642         kobject_del(&s->kobj);
5643         goto out;
5644 }
5645
5646 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5647 {
5648         if (slab_state >= FULL)
5649                 kobject_del(&s->kobj);
5650 }
5651
5652 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5653 {
5654         if (slab_state >= FULL)
5655                 kobject_put(&s->kobj);
5656 }
5657
5658 /*
5659  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5660  * available lest we lose that information.
5661  */
5662 struct saved_alias {
5663         struct kmem_cache *s;
5664         const char *name;
5665         struct saved_alias *next;
5666 };
5667
5668 static struct saved_alias *alias_list;
5669
5670 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5671 {
5672         struct saved_alias *al;
5673
5674         if (slab_state == FULL) {
5675                 /*
5676                  * If we have a leftover link then remove it.
5677                  */
5678                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5679                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5680         }
5681
5682         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5683         if (!al)
5684                 return -ENOMEM;
5685
5686         al->s = s;
5687         al->name = name;
5688         al->next = alias_list;
5689         alias_list = al;
5690         return 0;
5691 }
5692
5693 static int __init slab_sysfs_init(void)
5694 {
5695         struct kmem_cache *s;
5696         int err;
5697
5698         mutex_lock(&slab_mutex);
5699
5700         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
5701         if (!slab_kset) {
5702                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5703                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5704                 return -ENOSYS;
5705         }
5706
5707         slab_state = FULL;
5708
5709         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5710                 err = sysfs_slab_add(s);
5711                 if (err)
5712                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5713                                s->name);
5714         }
5715
5716         while (alias_list) {
5717                 struct saved_alias *al = alias_list;
5718
5719                 alias_list = alias_list->next;
5720                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5721                 if (err)
5722                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5723                                al->name);
5724                 kfree(al);
5725         }
5726
5727         mutex_unlock(&slab_mutex);
5728         return 0;
5729 }
5730
5731 __initcall(slab_sysfs_init);
5732 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5733
5734 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) && defined(CONFIG_DEBUG_FS)
5735 static int slab_debugfs_show(struct seq_file *seq, void *v)
5736 {
5737
5738         struct location *l;
5739         unsigned int idx = *(unsigned int *)v;
5740         struct loc_track *t = seq->private;
5741
5742         if (idx < t->count) {
5743                 l = &t->loc[idx];
5744
5745                 seq_printf(seq, "%7ld ", l->count);
5746
5747                 if (l->addr)
5748                         seq_printf(seq, "%pS", (void *)l->addr);
5749                 else
5750                         seq_puts(seq, "<not-available>");
5751
5752                 if (l->sum_time != l->min_time) {
5753                         seq_printf(seq, " age=%ld/%llu/%ld",
5754                                 l->min_time, div_u64(l->sum_time, l->count),
5755                                 l->max_time);
5756                 } else
5757                         seq_printf(seq, " age=%ld", l->min_time);
5758
5759                 if (l->min_pid != l->max_pid)
5760                         seq_printf(seq, " pid=%ld-%ld", l->min_pid, l->max_pid);
5761                 else
5762                         seq_printf(seq, " pid=%ld",
5763                                 l->min_pid);
5764
5765                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)))
5766                         seq_printf(seq, " cpus=%*pbl",
5767                                  cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
5768
5769                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes))
5770                         seq_printf(seq, " nodes=%*pbl",
5771                                  nodemask_pr_args(&l->nodes));
5772
5773                 seq_puts(seq, "\n");
5774         }
5775
5776         if (!idx && !t->count)
5777                 seq_puts(seq, "No data\n");
5778
5779         return 0;
5780 }
5781
5782 static void slab_debugfs_stop(struct seq_file *seq, void *v)
5783 {
5784 }
5785
5786 static void *slab_debugfs_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *ppos)
5787 {
5788         struct loc_track *t = seq->private;
5789
5790         v = ppos;
5791         ++*ppos;
5792         if (*ppos <= t->count)
5793                 return v;
5794
5795         return NULL;
5796 }
5797
5798 static void *slab_debugfs_start(struct seq_file *seq, loff_t *ppos)
5799 {
5800         return ppos;
5801 }
5802
5803 static const struct seq_operations slab_debugfs_sops = {
5804         .start  = slab_debugfs_start,
5805         .next   = slab_debugfs_next,
5806         .stop   = slab_debugfs_stop,
5807         .show   = slab_debugfs_show,
5808 };
5809
5810 static int slab_debug_trace_open(struct inode *inode, struct file *filep)
5811 {
5812
5813         struct kmem_cache_node *n;
5814         enum track_item alloc;
5815         int node;
5816         struct loc_track *t = __seq_open_private(filep, &slab_debugfs_sops,
5817                                                 sizeof(struct loc_track));
5818         struct kmem_cache *s = file_inode(filep)->i_private;
5819
5820         if (strcmp(filep->f_path.dentry->d_name.name, "alloc_traces") == 0)
5821                 alloc = TRACK_ALLOC;
5822         else
5823                 alloc = TRACK_FREE;
5824
5825         if (!alloc_loc_track(t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location), GFP_KERNEL))
5826                 return -ENOMEM;
5827
5828         /* Push back cpu slabs */
5829         flush_all(s);
5830
5831         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5832                 unsigned long flags;
5833                 struct page *page;
5834
5835                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
5836                         continue;
5837
5838                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5839                 list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
5840                         process_slab(t, s, page, alloc);
5841                 list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list)
5842                         process_slab(t, s, page, alloc);
5843                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5844         }
5845
5846         return 0;
5847 }
5848
5849 static int slab_debug_trace_release(struct inode *inode, struct file *file)
5850 {
5851         struct seq_file *seq = file->private_data;
5852         struct loc_track *t = seq->private;
5853
5854         free_loc_track(t);
5855         return seq_release_private(inode, file);
5856 }
5857
5858 static const struct file_operations slab_debugfs_fops = {
5859         .open    = slab_debug_trace_open,
5860         .read    = seq_read,
5861         .llseek  = seq_lseek,
5862         .release = slab_debug_trace_release,
5863 };
5864
5865 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5866 {
5867         struct dentry *slab_cache_dir;
5868
5869         if (unlikely(!slab_debugfs_root))
5870                 return;
5871
5872         slab_cache_dir = debugfs_create_dir(s->name, slab_debugfs_root);
5873
5874         debugfs_create_file("alloc_traces", 0400,
5875                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
5876
5877         debugfs_create_file("free_traces", 0400,
5878                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
5879 }
5880
5881 void debugfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5882 {
5883         debugfs_remove_recursive(debugfs_lookup(s->name, slab_debugfs_root));
5884 }
5885
5886 static int __init slab_debugfs_init(void)
5887 {
5888         struct kmem_cache *s;
5889
5890         slab_debugfs_root = debugfs_create_dir("slab", NULL);
5891
5892         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
5893                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
5894                         debugfs_slab_add(s);
5895
5896         return 0;
5897
5898 }
5899 __initcall(slab_debugfs_init);
5900 #endif
5901 /*
5902  * The /proc/slabinfo ABI
5903  */
5904 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5905 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5906 {
5907         unsigned long nr_slabs = 0;
5908         unsigned long nr_objs = 0;
5909         unsigned long nr_free = 0;
5910         int node;
5911         struct kmem_cache_node *n;
5912
5913         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5914                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5915                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5916                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5917         }
5918
5919         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5920         sinfo->num_objs = nr_objs;
5921         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5922         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5923         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5924         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5925 }
5926
5927 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5928 {
5929 }
5930
5931 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5932                        size_t count, loff_t *ppos)
5933 {
5934         return -EIO;
5935 }
5936 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */