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