Merge tag 'for-linus-5.3' of git://github.com/cminyard/linux-ipmi
[sfrench/cifs-2.6.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/bitops.h>
19 #include <linux/slab.h>
20 #include "slab.h"
21 #include <linux/proc_fs.h>
22 #include <linux/seq_file.h>
23 #include <linux/kasan.h>
24 #include <linux/cpu.h>
25 #include <linux/cpuset.h>
26 #include <linux/mempolicy.h>
27 #include <linux/ctype.h>
28 #include <linux/debugobjects.h>
29 #include <linux/kallsyms.h>
30 #include <linux/memory.h>
31 #include <linux/math64.h>
32 #include <linux/fault-inject.h>
33 #include <linux/stacktrace.h>
34 #include <linux/prefetch.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36 #include <linux/random.h>
37
38 #include <trace/events/kmem.h>
39
40 #include "internal.h"
41
42 /*
43  * Lock order:
44  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
45  *   2. node->list_lock
46  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
47  *
48  *   slab_mutex
49  *
50  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
51  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
52  *
53  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
54  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects:
55  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
56  *      B. page->inuse          -> Number of objects in use
57  *      C. page->objects        -> Number of objects in page
58  *      D. page->frozen         -> frozen state
59  *
60  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
61  *   on any list except per cpu partial list. The processor that froze the
62  *   slab is the one who can perform list operations on the page. Other
63  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
64  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
65  *   page's freelist.
66  *
67  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
68  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
69  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
70  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
71  *   modified without taking the list lock).
72  *
73  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
74  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
75  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
76  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
77  *   the list lock.
78  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
79  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
80  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
81  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
82  *
83  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
84  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
85  *
86  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
87  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
88  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
89  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
90  * cannot scan all objects.
91  *
92  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
93  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
94  * fast frees and allocs.
95  *
96  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
97  *
98  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
99  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
100  *                      such as satisfying allocations for a specific
101  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
102  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
103  *                      list operations. It is up to the processor holding
104  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
105  *                      when the slab is no longer needed.
106  *
107  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
108  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
109  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
110  *                      freelist that allows lockless access to
111  *                      free objects in addition to the regular freelist
112  *                      that requires the slab lock.
113  *
114  * PageError            Slab requires special handling due to debug
115  *                      options set. This moves slab handling out of
116  *                      the fast path and disables lockless freelists.
117  */
118
119 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
120 {
121 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
122         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
123 #else
124         return 0;
125 #endif
126 }
127
128 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
129 {
130         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE)
131                 p += s->red_left_pad;
132
133         return p;
134 }
135
136 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
137 {
138 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
139         return !kmem_cache_debug(s);
140 #else
141         return false;
142 #endif
143 }
144
145 /*
146  * Issues still to be resolved:
147  *
148  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
149  *
150  * - Variable sizing of the per node arrays
151  */
152
153 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
154 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
155
156 /* Enable to log cmpxchg failures */
157 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
158
159 /*
160  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
161  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
162  */
163 #define MIN_PARTIAL 5
164
165 /*
166  * Maximum number of desirable partial slabs.
167  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
168  * sort the partial list by the number of objects in use.
169  */
170 #define MAX_PARTIAL 10
171
172 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
173                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
174
175 /*
176  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
177  * issues when checking or reading debug information
178  */
179 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
180                                 SLAB_TRACE)
181
182
183 /*
184  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
185  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
186  * metadata.
187  */
188 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
189
190 #define OO_SHIFT        16
191 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
192 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
193
194 /* Internal SLUB flags */
195 /* Poison object */
196 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
197 /* Use cmpxchg_double */
198 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
199
200 /*
201  * Tracking user of a slab.
202  */
203 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
204 struct track {
205         unsigned long addr;     /* Called from address */
206 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
207         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
208 #endif
209         int cpu;                /* Was running on cpu */
210         int pid;                /* Pid context */
211         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
212 };
213
214 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
215
216 #ifdef CONFIG_SYSFS
217 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
218 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
219 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
220 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s);
221 #else
222 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
223 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
224                                                         { return 0; }
225 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
226 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
227 #endif
228
229 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
230 {
231 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
232         /*
233          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
234          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
235          */
236         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
237 #endif
238 }
239
240 /********************************************************************
241  *                      Core slab cache functions
242  *******************************************************************/
243
244 /*
245  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
246  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
247  * random number.
248  */
249 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
250                                  unsigned long ptr_addr)
251 {
252 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
253         /*
254          * When CONFIG_KASAN_SW_TAGS is enabled, ptr_addr might be tagged.
255          * Normally, this doesn't cause any issues, as both set_freepointer()
256          * and get_freepointer() are called with a pointer with the same tag.
257          * However, there are some issues with CONFIG_SLUB_DEBUG code. For
258          * example, when __free_slub() iterates over objects in a cache, it
259          * passes untagged pointers to check_object(). check_object() in turns
260          * calls get_freepointer() with an untagged pointer, which causes the
261          * freepointer to be restored incorrectly.
262          */
263         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^
264                         (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)ptr_addr));
265 #else
266         return ptr;
267 #endif
268 }
269
270 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
271 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
272                                          void *ptr_addr)
273 {
274         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
275                             (unsigned long)ptr_addr);
276 }
277
278 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
279 {
280         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
281 }
282
283 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
284 {
285         prefetch(object + s->offset);
286 }
287
288 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
289 {
290         unsigned long freepointer_addr;
291         void *p;
292
293         if (!debug_pagealloc_enabled())
294                 return get_freepointer(s, object);
295
296         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
297         probe_kernel_read(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
298         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
299 }
300
301 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
302 {
303         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
304
305 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
306         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
307 #endif
308
309         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
310 }
311
312 /* Loop over all objects in a slab */
313 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
314         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
315                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
316                 __p += (__s)->size)
317
318 /* Determine object index from a given position */
319 static inline unsigned int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
320 {
321         return (kasan_reset_tag(p) - addr) / s->size;
322 }
323
324 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
325 {
326         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
327 }
328
329 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
330                 unsigned int size)
331 {
332         struct kmem_cache_order_objects x = {
333                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
334         };
335
336         return x;
337 }
338
339 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
340 {
341         return x.x >> OO_SHIFT;
342 }
343
344 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
345 {
346         return x.x & OO_MASK;
347 }
348
349 /*
350  * Per slab locking using the pagelock
351  */
352 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
353 {
354         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
355         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
356 }
357
358 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
359 {
360         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
361         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
362 }
363
364 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
365 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
366                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
367                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
368                 const char *n)
369 {
370         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
371 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
372     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
373         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
374                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
375                                    freelist_old, counters_old,
376                                    freelist_new, counters_new))
377                         return true;
378         } else
379 #endif
380         {
381                 slab_lock(page);
382                 if (page->freelist == freelist_old &&
383                                         page->counters == counters_old) {
384                         page->freelist = freelist_new;
385                         page->counters = counters_new;
386                         slab_unlock(page);
387                         return true;
388                 }
389                 slab_unlock(page);
390         }
391
392         cpu_relax();
393         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
394
395 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
396         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
397 #endif
398
399         return false;
400 }
401
402 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
403                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
404                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
405                 const char *n)
406 {
407 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
408     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
409         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
410                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
411                                    freelist_old, counters_old,
412                                    freelist_new, counters_new))
413                         return true;
414         } else
415 #endif
416         {
417                 unsigned long flags;
418
419                 local_irq_save(flags);
420                 slab_lock(page);
421                 if (page->freelist == freelist_old &&
422                                         page->counters == counters_old) {
423                         page->freelist = freelist_new;
424                         page->counters = counters_new;
425                         slab_unlock(page);
426                         local_irq_restore(flags);
427                         return true;
428                 }
429                 slab_unlock(page);
430                 local_irq_restore(flags);
431         }
432
433         cpu_relax();
434         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
435
436 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
437         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
438 #endif
439
440         return false;
441 }
442
443 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
444 /*
445  * Determine a map of object in use on a page.
446  *
447  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
448  * not vanish from under us.
449  */
450 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
451 {
452         void *p;
453         void *addr = page_address(page);
454
455         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
456                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
457 }
458
459 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
460 {
461         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
462                 return s->size - s->red_left_pad;
463
464         return s->size;
465 }
466
467 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
468 {
469         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
470                 p -= s->red_left_pad;
471
472         return p;
473 }
474
475 /*
476  * Debug settings:
477  */
478 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
479 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
480 #else
481 static slab_flags_t slub_debug;
482 #endif
483
484 static char *slub_debug_slabs;
485 static int disable_higher_order_debug;
486
487 /*
488  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
489  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
490  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
491  * to tell kasan that these accesses are OK.
492  */
493 static inline void metadata_access_enable(void)
494 {
495         kasan_disable_current();
496 }
497
498 static inline void metadata_access_disable(void)
499 {
500         kasan_enable_current();
501 }
502
503 /*
504  * Object debugging
505  */
506
507 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
508 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
509                                 struct page *page, void *object)
510 {
511         void *base;
512
513         if (!object)
514                 return 1;
515
516         base = page_address(page);
517         object = kasan_reset_tag(object);
518         object = restore_red_left(s, object);
519         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
520                 (object - base) % s->size) {
521                 return 0;
522         }
523
524         return 1;
525 }
526
527 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
528                           unsigned int length)
529 {
530         metadata_access_enable();
531         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
532                         length, 1);
533         metadata_access_disable();
534 }
535
536 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
537         enum track_item alloc)
538 {
539         struct track *p;
540
541         if (s->offset)
542                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
543         else
544                 p = object + s->inuse;
545
546         return p + alloc;
547 }
548
549 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
550                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
551 {
552         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
553
554         if (addr) {
555 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
556                 unsigned int nr_entries;
557
558                 metadata_access_enable();
559                 nr_entries = stack_trace_save(p->addrs, TRACK_ADDRS_COUNT, 3);
560                 metadata_access_disable();
561
562                 if (nr_entries < TRACK_ADDRS_COUNT)
563                         p->addrs[nr_entries] = 0;
564 #endif
565                 p->addr = addr;
566                 p->cpu = smp_processor_id();
567                 p->pid = current->pid;
568                 p->when = jiffies;
569         } else {
570                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
571         }
572 }
573
574 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
575 {
576         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
577                 return;
578
579         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
580         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
581 }
582
583 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
584 {
585         if (!t->addr)
586                 return;
587
588         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
589                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
590 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
591         {
592                 int i;
593                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
594                         if (t->addrs[i])
595                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
596                         else
597                                 break;
598         }
599 #endif
600 }
601
602 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
603 {
604         unsigned long pr_time = jiffies;
605         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
606                 return;
607
608         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
609         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
610 }
611
612 static void print_page_info(struct page *page)
613 {
614         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
615                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
616
617 }
618
619 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
620 {
621         struct va_format vaf;
622         va_list args;
623
624         va_start(args, fmt);
625         vaf.fmt = fmt;
626         vaf.va = &args;
627         pr_err("=============================================================================\n");
628         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
629         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
630
631         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
632         va_end(args);
633 }
634
635 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
636 {
637         struct va_format vaf;
638         va_list args;
639
640         va_start(args, fmt);
641         vaf.fmt = fmt;
642         vaf.va = &args;
643         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
644         va_end(args);
645 }
646
647 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
648 {
649         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
650         u8 *addr = page_address(page);
651
652         print_tracking(s, p);
653
654         print_page_info(page);
655
656         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
657                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
658
659         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
660                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p - s->red_left_pad,
661                               s->red_left_pad);
662         else if (p > addr + 16)
663                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
664
665         print_section(KERN_ERR, "Object ", p,
666                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
667         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
668                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p + s->object_size,
669                         s->inuse - s->object_size);
670
671         if (s->offset)
672                 off = s->offset + sizeof(void *);
673         else
674                 off = s->inuse;
675
676         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
677                 off += 2 * sizeof(struct track);
678
679         off += kasan_metadata_size(s);
680
681         if (off != size_from_object(s))
682                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
683                 print_section(KERN_ERR, "Padding ", p + off,
684                               size_from_object(s) - off);
685
686         dump_stack();
687 }
688
689 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
690                         u8 *object, char *reason)
691 {
692         slab_bug(s, "%s", reason);
693         print_trailer(s, page, object);
694 }
695
696 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
697                         const char *fmt, ...)
698 {
699         va_list args;
700         char buf[100];
701
702         va_start(args, fmt);
703         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
704         va_end(args);
705         slab_bug(s, "%s", buf);
706         print_page_info(page);
707         dump_stack();
708 }
709
710 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
711 {
712         u8 *p = object;
713
714         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
715                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
716
717         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
718                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
719                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
720         }
721
722         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
723                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
724 }
725
726 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
727                                                 void *from, void *to)
728 {
729         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
730         memset(from, data, to - from);
731 }
732
733 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
734                         u8 *object, char *what,
735                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
736 {
737         u8 *fault;
738         u8 *end;
739
740         metadata_access_enable();
741         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
742         metadata_access_disable();
743         if (!fault)
744                 return 1;
745
746         end = start + bytes;
747         while (end > fault && end[-1] == value)
748                 end--;
749
750         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
751         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
752                                         fault, end - 1, fault[0], value);
753         print_trailer(s, page, object);
754
755         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
756         return 0;
757 }
758
759 /*
760  * Object layout:
761  *
762  * object address
763  *      Bytes of the object to be managed.
764  *      If the freepointer may overlay the object then the free
765  *      pointer is the first word of the object.
766  *
767  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
768  *      0xa5 (POISON_END)
769  *
770  * object + s->object_size
771  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
772  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
773  *      object_size == inuse.
774  *
775  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
776  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
777  *
778  * object + s->inuse
779  *      Meta data starts here.
780  *
781  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
782  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
783  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
784  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
785  *              before the word boundary.
786  *
787  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
788  *
789  * object + s->size
790  *      Nothing is used beyond s->size.
791  *
792  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
793  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
794  * may be used with merged slabcaches.
795  */
796
797 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
798 {
799         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
800
801         if (s->offset)
802                 /* Freepointer is placed after the object. */
803                 off += sizeof(void *);
804
805         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
806                 /* We also have user information there */
807                 off += 2 * sizeof(struct track);
808
809         off += kasan_metadata_size(s);
810
811         if (size_from_object(s) == off)
812                 return 1;
813
814         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
815                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
816 }
817
818 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
819 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
820 {
821         u8 *start;
822         u8 *fault;
823         u8 *end;
824         u8 *pad;
825         int length;
826         int remainder;
827
828         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
829                 return 1;
830
831         start = page_address(page);
832         length = PAGE_SIZE << compound_order(page);
833         end = start + length;
834         remainder = length % s->size;
835         if (!remainder)
836                 return 1;
837
838         pad = end - remainder;
839         metadata_access_enable();
840         fault = memchr_inv(pad, POISON_INUSE, remainder);
841         metadata_access_disable();
842         if (!fault)
843                 return 1;
844         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
845                 end--;
846
847         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
848         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
849
850         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
851         return 0;
852 }
853
854 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
855                                         void *object, u8 val)
856 {
857         u8 *p = object;
858         u8 *endobject = object + s->object_size;
859
860         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
861                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
862                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
863                         return 0;
864
865                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
866                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
867                         return 0;
868         } else {
869                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
870                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
871                                 endobject, POISON_INUSE,
872                                 s->inuse - s->object_size);
873                 }
874         }
875
876         if (s->flags & SLAB_POISON) {
877                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
878                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
879                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
880                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
881                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
882                         return 0;
883                 /*
884                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
885                  */
886                 check_pad_bytes(s, page, p);
887         }
888
889         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
890                 /*
891                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
892                  * freepointer while object is allocated.
893                  */
894                 return 1;
895
896         /* Check free pointer validity */
897         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
898                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
899                 /*
900                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
901                  * of the free objects in this slab. May cause
902                  * another error because the object count is now wrong.
903                  */
904                 set_freepointer(s, p, NULL);
905                 return 0;
906         }
907         return 1;
908 }
909
910 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
911 {
912         int maxobj;
913
914         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
915
916         if (!PageSlab(page)) {
917                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
918                 return 0;
919         }
920
921         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size);
922         if (page->objects > maxobj) {
923                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
924                         page->objects, maxobj);
925                 return 0;
926         }
927         if (page->inuse > page->objects) {
928                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
929                         page->inuse, page->objects);
930                 return 0;
931         }
932         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
933         slab_pad_check(s, page);
934         return 1;
935 }
936
937 /*
938  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
939  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
940  */
941 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
942 {
943         int nr = 0;
944         void *fp;
945         void *object = NULL;
946         int max_objects;
947
948         fp = page->freelist;
949         while (fp && nr <= page->objects) {
950                 if (fp == search)
951                         return 1;
952                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
953                         if (object) {
954                                 object_err(s, page, object,
955                                         "Freechain corrupt");
956                                 set_freepointer(s, object, NULL);
957                         } else {
958                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
959                                 page->freelist = NULL;
960                                 page->inuse = page->objects;
961                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
962                                 return 0;
963                         }
964                         break;
965                 }
966                 object = fp;
967                 fp = get_freepointer(s, object);
968                 nr++;
969         }
970
971         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size);
972         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
973                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
974
975         if (page->objects != max_objects) {
976                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
977                          page->objects, max_objects);
978                 page->objects = max_objects;
979                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
980         }
981         if (page->inuse != page->objects - nr) {
982                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
983                          page->inuse, page->objects - nr);
984                 page->inuse = page->objects - nr;
985                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
986         }
987         return search == NULL;
988 }
989
990 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
991                                                                 int alloc)
992 {
993         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
994                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
995                         s->name,
996                         alloc ? "alloc" : "free",
997                         object, page->inuse,
998                         page->freelist);
999
1000                 if (!alloc)
1001                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1002                                         s->object_size);
1003
1004                 dump_stack();
1005         }
1006 }
1007
1008 /*
1009  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1010  */
1011 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1012         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1013 {
1014         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1015                 return;
1016
1017         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1018         list_add(&page->slab_list, &n->full);
1019 }
1020
1021 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1022 {
1023         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1024                 return;
1025
1026         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1027         list_del(&page->slab_list);
1028 }
1029
1030 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1031 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1032 {
1033         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1034
1035         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1036 }
1037
1038 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1039 {
1040         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1041 }
1042
1043 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1044 {
1045         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1046
1047         /*
1048          * May be called early in order to allocate a slab for the
1049          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1050          * dilemma by deferring the increment of the count during
1051          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1052          */
1053         if (likely(n)) {
1054                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1055                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1056         }
1057 }
1058 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1059 {
1060         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1061
1062         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1063         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1064 }
1065
1066 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1067 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1068                                                                 void *object)
1069 {
1070         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1071                 return;
1072
1073         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1074         init_tracking(s, object);
1075 }
1076
1077 static void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, void *addr, int order)
1078 {
1079         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
1080                 return;
1081
1082         metadata_access_enable();
1083         memset(addr, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1084         metadata_access_disable();
1085 }
1086
1087 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1088                                         struct page *page, void *object)
1089 {
1090         if (!check_slab(s, page))
1091                 return 0;
1092
1093         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1094                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1095                 return 0;
1096         }
1097
1098         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1099                 return 0;
1100
1101         return 1;
1102 }
1103
1104 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1105                                         struct page *page,
1106                                         void *object, unsigned long addr)
1107 {
1108         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1109                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object))
1110                         goto bad;
1111         }
1112
1113         /* Success perform special debug activities for allocs */
1114         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1115                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1116         trace(s, page, object, 1);
1117         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1118         return 1;
1119
1120 bad:
1121         if (PageSlab(page)) {
1122                 /*
1123                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1124                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1125                  * as used avoids touching the remaining objects.
1126                  */
1127                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1128                 page->inuse = page->objects;
1129                 page->freelist = NULL;
1130         }
1131         return 0;
1132 }
1133
1134 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1135                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1136 {
1137         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1138                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1139                 return 0;
1140         }
1141
1142         if (on_freelist(s, page, object)) {
1143                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1144                 return 0;
1145         }
1146
1147         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1148                 return 0;
1149
1150         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1151                 if (!PageSlab(page)) {
1152                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1153                                  object);
1154                 } else if (!page->slab_cache) {
1155                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1156                                object);
1157                         dump_stack();
1158                 } else
1159                         object_err(s, page, object,
1160                                         "page slab pointer corrupt.");
1161                 return 0;
1162         }
1163         return 1;
1164 }
1165
1166 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1167 static noinline int free_debug_processing(
1168         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1169         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1170         unsigned long addr)
1171 {
1172         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1173         void *object = head;
1174         int cnt = 0;
1175         unsigned long uninitialized_var(flags);
1176         int ret = 0;
1177
1178         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1179         slab_lock(page);
1180
1181         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1182                 if (!check_slab(s, page))
1183                         goto out;
1184         }
1185
1186 next_object:
1187         cnt++;
1188
1189         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1190                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1191                         goto out;
1192         }
1193
1194         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1195                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1196         trace(s, page, object, 0);
1197         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1198         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1199
1200         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1201         if (object != tail) {
1202                 object = get_freepointer(s, object);
1203                 goto next_object;
1204         }
1205         ret = 1;
1206
1207 out:
1208         if (cnt != bulk_cnt)
1209                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1210                          bulk_cnt, cnt);
1211
1212         slab_unlock(page);
1213         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1214         if (!ret)
1215                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1216         return ret;
1217 }
1218
1219 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1220 {
1221         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1222         if (*str++ != '=' || !*str)
1223                 /*
1224                  * No options specified. Switch on full debugging.
1225                  */
1226                 goto out;
1227
1228         if (*str == ',')
1229                 /*
1230                  * No options but restriction on slabs. This means full
1231                  * debugging for slabs matching a pattern.
1232                  */
1233                 goto check_slabs;
1234
1235         slub_debug = 0;
1236         if (*str == '-')
1237                 /*
1238                  * Switch off all debugging measures.
1239                  */
1240                 goto out;
1241
1242         /*
1243          * Determine which debug features should be switched on
1244          */
1245         for (; *str && *str != ','; str++) {
1246                 switch (tolower(*str)) {
1247                 case 'f':
1248                         slub_debug |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1249                         break;
1250                 case 'z':
1251                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1252                         break;
1253                 case 'p':
1254                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1255                         break;
1256                 case 'u':
1257                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1258                         break;
1259                 case 't':
1260                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1261                         break;
1262                 case 'a':
1263                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1264                         break;
1265                 case 'o':
1266                         /*
1267                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1268                          * order would increase as a result.
1269                          */
1270                         disable_higher_order_debug = 1;
1271                         break;
1272                 default:
1273                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1274                                *str);
1275                 }
1276         }
1277
1278 check_slabs:
1279         if (*str == ',')
1280                 slub_debug_slabs = str + 1;
1281 out:
1282         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1283              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1284             (slub_debug & SLAB_POISON))
1285                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1286         return 1;
1287 }
1288
1289 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1290
1291 /*
1292  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1293  * @object_size:        the size of an object without meta data
1294  * @flags:              flags to set
1295  * @name:               name of the cache
1296  * @ctor:               constructor function
1297  *
1298  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1299  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1300  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1301  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1302  */
1303 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1304         slab_flags_t flags, const char *name,
1305         void (*ctor)(void *))
1306 {
1307         char *iter;
1308         size_t len;
1309
1310         /* If slub_debug = 0, it folds into the if conditional. */
1311         if (!slub_debug_slabs)
1312                 return flags | slub_debug;
1313
1314         len = strlen(name);
1315         iter = slub_debug_slabs;
1316         while (*iter) {
1317                 char *end, *glob;
1318                 size_t cmplen;
1319
1320                 end = strchrnul(iter, ',');
1321
1322                 glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1323                 if (glob)
1324                         cmplen = glob - iter;
1325                 else
1326                         cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1327
1328                 if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1329                         flags |= slub_debug;
1330                         break;
1331                 }
1332
1333                 if (!*end)
1334                         break;
1335                 iter = end + 1;
1336         }
1337
1338         return flags;
1339 }
1340 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1341 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1342                         struct page *page, void *object) {}
1343 static inline void setup_page_debug(struct kmem_cache *s,
1344                         void *addr, int order) {}
1345
1346 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1347         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1348
1349 static inline int free_debug_processing(
1350         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1351         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1352         unsigned long addr) { return 0; }
1353
1354 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1355                         { return 1; }
1356 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1357                         void *object, u8 val) { return 1; }
1358 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1359                                         struct page *page) {}
1360 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1361                                         struct page *page) {}
1362 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1363         slab_flags_t flags, const char *name,
1364         void (*ctor)(void *))
1365 {
1366         return flags;
1367 }
1368 #define slub_debug 0
1369
1370 #define disable_higher_order_debug 0
1371
1372 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1373                                                         { return 0; }
1374 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1375                                                         { return 0; }
1376 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1377                                                         int objects) {}
1378 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1379                                                         int objects) {}
1380
1381 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1382
1383 /*
1384  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1385  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1386  */
1387 static inline void *kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1388 {
1389         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1390         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1391         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1392         return ptr;
1393 }
1394
1395 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1396 {
1397         kmemleak_free(x);
1398         kasan_kfree_large(x, _RET_IP_);
1399 }
1400
1401 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1402 {
1403         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1404
1405         /*
1406          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1407          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1408          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1409          */
1410 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1411         {
1412                 unsigned long flags;
1413
1414                 local_irq_save(flags);
1415                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1416                 local_irq_restore(flags);
1417         }
1418 #endif
1419         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1420                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1421
1422         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse */
1423         return kasan_slab_free(s, x, _RET_IP_);
1424 }
1425
1426 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1427                                            void **head, void **tail)
1428 {
1429
1430         void *object;
1431         void *next = *head;
1432         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1433         int rsize;
1434
1435         if (slab_want_init_on_free(s))
1436                 do {
1437                         object = next;
1438                         next = get_freepointer(s, object);
1439                         /*
1440                          * Clear the object and the metadata, but don't touch
1441                          * the redzone.
1442                          */
1443                         memset(object, 0, s->object_size);
1444                         rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad
1445                                                            : 0;
1446                         memset((char *)object + s->inuse, 0,
1447                                s->size - s->inuse - rsize);
1448                         set_freepointer(s, object, next);
1449                 } while (object != old_tail);
1450
1451 /*
1452  * Compiler cannot detect this function can be removed if slab_free_hook()
1453  * evaluates to nothing.  Thus, catch all relevant config debug options here.
1454  */
1455 #if defined(CONFIG_LOCKDEP)     ||              \
1456         defined(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK) ||       \
1457         defined(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_FREE) ||   \
1458         defined(CONFIG_KASAN)
1459
1460         next = *head;
1461
1462         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1463         *head = NULL;
1464         *tail = NULL;
1465
1466         do {
1467                 object = next;
1468                 next = get_freepointer(s, object);
1469                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1470                 if (!slab_free_hook(s, object)) {
1471                         /* Move object to the new freelist */
1472                         set_freepointer(s, object, *head);
1473                         *head = object;
1474                         if (!*tail)
1475                                 *tail = object;
1476                 }
1477         } while (object != old_tail);
1478
1479         if (*head == *tail)
1480                 *tail = NULL;
1481
1482         return *head != NULL;
1483 #else
1484         return true;
1485 #endif
1486 }
1487
1488 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1489                                 void *object)
1490 {
1491         setup_object_debug(s, page, object);
1492         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
1493         if (unlikely(s->ctor)) {
1494                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1495                 s->ctor(object);
1496                 kasan_poison_object_data(s, object);
1497         }
1498         return object;
1499 }
1500
1501 /*
1502  * Slab allocation and freeing
1503  */
1504 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1505                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1506 {
1507         struct page *page;
1508         unsigned int order = oo_order(oo);
1509
1510         if (node == NUMA_NO_NODE)
1511                 page = alloc_pages(flags, order);
1512         else
1513                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1514
1515         if (page && charge_slab_page(page, flags, order, s)) {
1516                 __free_pages(page, order);
1517                 page = NULL;
1518         }
1519
1520         return page;
1521 }
1522
1523 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1524 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1525 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1526 {
1527         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1528         int err;
1529
1530         /* Bailout if already initialised */
1531         if (s->random_seq)
1532                 return 0;
1533
1534         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1535         if (err) {
1536                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1537                         s->name);
1538                 return err;
1539         }
1540
1541         /* Transform to an offset on the set of pages */
1542         if (s->random_seq) {
1543                 unsigned int i;
1544
1545                 for (i = 0; i < count; i++)
1546                         s->random_seq[i] *= s->size;
1547         }
1548         return 0;
1549 }
1550
1551 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1552 static void __init init_freelist_randomization(void)
1553 {
1554         struct kmem_cache *s;
1555
1556         mutex_lock(&slab_mutex);
1557
1558         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1559                 init_cache_random_seq(s);
1560
1561         mutex_unlock(&slab_mutex);
1562 }
1563
1564 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1565 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1566                                 unsigned long *pos, void *start,
1567                                 unsigned long page_limit,
1568                                 unsigned long freelist_count)
1569 {
1570         unsigned int idx;
1571
1572         /*
1573          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1574          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1575          */
1576         do {
1577                 idx = s->random_seq[*pos];
1578                 *pos += 1;
1579                 if (*pos >= freelist_count)
1580                         *pos = 0;
1581         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1582
1583         return (char *)start + idx;
1584 }
1585
1586 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1587 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1588 {
1589         void *start;
1590         void *cur;
1591         void *next;
1592         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1593
1594         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1595                 return false;
1596
1597         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1598         pos = get_random_int() % freelist_count;
1599
1600         page_limit = page->objects * s->size;
1601         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1602
1603         /* First entry is used as the base of the freelist */
1604         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1605                                 freelist_count);
1606         cur = setup_object(s, page, cur);
1607         page->freelist = cur;
1608
1609         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1610                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1611                         freelist_count);
1612                 next = setup_object(s, page, next);
1613                 set_freepointer(s, cur, next);
1614                 cur = next;
1615         }
1616         set_freepointer(s, cur, NULL);
1617
1618         return true;
1619 }
1620 #else
1621 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1622 {
1623         return 0;
1624 }
1625 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1626 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1627 {
1628         return false;
1629 }
1630 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1631
1632 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1633 {
1634         struct page *page;
1635         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1636         gfp_t alloc_gfp;
1637         void *start, *p, *next;
1638         int idx, order;
1639         bool shuffle;
1640
1641         flags &= gfp_allowed_mask;
1642
1643         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1644                 local_irq_enable();
1645
1646         flags |= s->allocflags;
1647
1648         /*
1649          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1650          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1651          */
1652         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1653         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1654                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1655
1656         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1657         if (unlikely(!page)) {
1658                 oo = s->min;
1659                 alloc_gfp = flags;
1660                 /*
1661                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1662                  * Try a lower order alloc if possible
1663                  */
1664                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1665                 if (unlikely(!page))
1666                         goto out;
1667                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1668         }
1669
1670         page->objects = oo_objects(oo);
1671
1672         order = compound_order(page);
1673         page->slab_cache = s;
1674         __SetPageSlab(page);
1675         if (page_is_pfmemalloc(page))
1676                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1677
1678         kasan_poison_slab(page);
1679
1680         start = page_address(page);
1681
1682         setup_page_debug(s, start, order);
1683
1684         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1685
1686         if (!shuffle) {
1687                 start = fixup_red_left(s, start);
1688                 start = setup_object(s, page, start);
1689                 page->freelist = start;
1690                 for (idx = 0, p = start; idx < page->objects - 1; idx++) {
1691                         next = p + s->size;
1692                         next = setup_object(s, page, next);
1693                         set_freepointer(s, p, next);
1694                         p = next;
1695                 }
1696                 set_freepointer(s, p, NULL);
1697         }
1698
1699         page->inuse = page->objects;
1700         page->frozen = 1;
1701
1702 out:
1703         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1704                 local_irq_disable();
1705         if (!page)
1706                 return NULL;
1707
1708         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1709
1710         return page;
1711 }
1712
1713 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1714 {
1715         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1716                 gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
1717                 flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
1718                 pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
1719                                 invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
1720                 dump_stack();
1721         }
1722
1723         return allocate_slab(s,
1724                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1725 }
1726
1727 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1728 {
1729         int order = compound_order(page);
1730         int pages = 1 << order;
1731
1732         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1733                 void *p;
1734
1735                 slab_pad_check(s, page);
1736                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1737                                                 page->objects)
1738                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1739         }
1740
1741         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1742         __ClearPageSlab(page);
1743
1744         page->mapping = NULL;
1745         if (current->reclaim_state)
1746                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1747         uncharge_slab_page(page, order, s);
1748         __free_pages(page, order);
1749 }
1750
1751 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1752 {
1753         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1754
1755         __free_slab(page->slab_cache, page);
1756 }
1757
1758 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1759 {
1760         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1761                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1762         } else
1763                 __free_slab(s, page);
1764 }
1765
1766 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1767 {
1768         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1769         free_slab(s, page);
1770 }
1771
1772 /*
1773  * Management of partially allocated slabs.
1774  */
1775 static inline void
1776 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1777 {
1778         n->nr_partial++;
1779         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1780                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->partial);
1781         else
1782                 list_add(&page->slab_list, &n->partial);
1783 }
1784
1785 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1786                                 struct page *page, int tail)
1787 {
1788         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1789         __add_partial(n, page, tail);
1790 }
1791
1792 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1793                                         struct page *page)
1794 {
1795         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1796         list_del(&page->slab_list);
1797         n->nr_partial--;
1798 }
1799
1800 /*
1801  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1802  * return the pointer to the freelist.
1803  *
1804  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1805  */
1806 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1807                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1808                 int mode, int *objects)
1809 {
1810         void *freelist;
1811         unsigned long counters;
1812         struct page new;
1813
1814         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1815
1816         /*
1817          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1818          * The old freelist is the list of objects for the
1819          * per cpu allocation list.
1820          */
1821         freelist = page->freelist;
1822         counters = page->counters;
1823         new.counters = counters;
1824         *objects = new.objects - new.inuse;
1825         if (mode) {
1826                 new.inuse = page->objects;
1827                 new.freelist = NULL;
1828         } else {
1829                 new.freelist = freelist;
1830         }
1831
1832         VM_BUG_ON(new.frozen);
1833         new.frozen = 1;
1834
1835         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1836                         freelist, counters,
1837                         new.freelist, new.counters,
1838                         "acquire_slab"))
1839                 return NULL;
1840
1841         remove_partial(n, page);
1842         WARN_ON(!freelist);
1843         return freelist;
1844 }
1845
1846 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1847 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1848
1849 /*
1850  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1851  */
1852 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1853                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1854 {
1855         struct page *page, *page2;
1856         void *object = NULL;
1857         unsigned int available = 0;
1858         int objects;
1859
1860         /*
1861          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1862          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1863          * partial slab and there is none available then get_partials()
1864          * will return NULL.
1865          */
1866         if (!n || !n->nr_partial)
1867                 return NULL;
1868
1869         spin_lock(&n->list_lock);
1870         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, slab_list) {
1871                 void *t;
1872
1873                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1874                         continue;
1875
1876                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1877                 if (!t)
1878                         break;
1879
1880                 available += objects;
1881                 if (!object) {
1882                         c->page = page;
1883                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1884                         object = t;
1885                 } else {
1886                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1887                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1888                 }
1889                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1890                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
1891                         break;
1892
1893         }
1894         spin_unlock(&n->list_lock);
1895         return object;
1896 }
1897
1898 /*
1899  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1900  */
1901 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1902                 struct kmem_cache_cpu *c)
1903 {
1904 #ifdef CONFIG_NUMA
1905         struct zonelist *zonelist;
1906         struct zoneref *z;
1907         struct zone *zone;
1908         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1909         void *object;
1910         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1911
1912         /*
1913          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1914          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1915          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1916          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1917          *
1918          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1919          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1920          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1921          * from other nodes and filled up.
1922          *
1923          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
1924          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
1925          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
1926          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
1927          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1928          * with available objects.
1929          */
1930         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1931                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1932                 return NULL;
1933
1934         do {
1935                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1936                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1937                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1938                         struct kmem_cache_node *n;
1939
1940                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1941
1942                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1943                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1944                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1945                                 if (object) {
1946                                         /*
1947                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1948                                          * here - if mems_allowed was updated in
1949                                          * parallel, that was a harmless race
1950                                          * between allocation and the cpuset
1951                                          * update
1952                                          */
1953                                         return object;
1954                                 }
1955                         }
1956                 }
1957         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1958 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1959         return NULL;
1960 }
1961
1962 /*
1963  * Get a partial page, lock it and return it.
1964  */
1965 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1966                 struct kmem_cache_cpu *c)
1967 {
1968         void *object;
1969         int searchnode = node;
1970
1971         if (node == NUMA_NO_NODE)
1972                 searchnode = numa_mem_id();
1973         else if (!node_present_pages(node))
1974                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1975
1976         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1977         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1978                 return object;
1979
1980         return get_any_partial(s, flags, c);
1981 }
1982
1983 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1984 /*
1985  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1986  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1987  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1988  */
1989 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1990 #else
1991 /*
1992  * No preemption supported therefore also no need to check for
1993  * different cpus.
1994  */
1995 #define TID_STEP 1
1996 #endif
1997
1998 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1999 {
2000         return tid + TID_STEP;
2001 }
2002
2003 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2004 {
2005         return tid % TID_STEP;
2006 }
2007
2008 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2009 {
2010         return tid / TID_STEP;
2011 }
2012
2013 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2014 {
2015         return cpu;
2016 }
2017
2018 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2019                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2020 {
2021 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2022         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2023
2024         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2025
2026 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2027         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2028                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2029                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2030         else
2031 #endif
2032         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2033                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2034                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2035         else
2036                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2037                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2038 #endif
2039         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2040 }
2041
2042 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2043 {
2044         int cpu;
2045
2046         for_each_possible_cpu(cpu)
2047                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2048 }
2049
2050 /*
2051  * Remove the cpu slab
2052  */
2053 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2054                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2055 {
2056         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2057         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2058         int lock = 0;
2059         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2060         void *nextfree;
2061         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2062         struct page new;
2063         struct page old;
2064
2065         if (page->freelist) {
2066                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2067                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2068         }
2069
2070         /*
2071          * Stage one: Free all available per cpu objects back
2072          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
2073          * last one.
2074          *
2075          * There is no need to take the list->lock because the page
2076          * is still frozen.
2077          */
2078         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
2079                 void *prior;
2080                 unsigned long counters;
2081
2082                 do {
2083                         prior = page->freelist;
2084                         counters = page->counters;
2085                         set_freepointer(s, freelist, prior);
2086                         new.counters = counters;
2087                         new.inuse--;
2088                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
2089
2090                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2091                         prior, counters,
2092                         freelist, new.counters,
2093                         "drain percpu freelist"));
2094
2095                 freelist = nextfree;
2096         }
2097
2098         /*
2099          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
2100          * list presence reflects the actual number of objects
2101          * during unfreeze.
2102          *
2103          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2104          * with the count. If there is a mismatch then the page
2105          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2106          *
2107          * Then we restart the process which may have to remove
2108          * the page from the list that we just put it on again
2109          * because the number of objects in the slab may have
2110          * changed.
2111          */
2112 redo:
2113
2114         old.freelist = page->freelist;
2115         old.counters = page->counters;
2116         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2117
2118         /* Determine target state of the slab */
2119         new.counters = old.counters;
2120         if (freelist) {
2121                 new.inuse--;
2122                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
2123                 new.freelist = freelist;
2124         } else
2125                 new.freelist = old.freelist;
2126
2127         new.frozen = 0;
2128
2129         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2130                 m = M_FREE;
2131         else if (new.freelist) {
2132                 m = M_PARTIAL;
2133                 if (!lock) {
2134                         lock = 1;
2135                         /*
2136                          * Taking the spinlock removes the possibility
2137                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2138                          * is frozen
2139                          */
2140                         spin_lock(&n->list_lock);
2141                 }
2142         } else {
2143                 m = M_FULL;
2144                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
2145                         lock = 1;
2146                         /*
2147                          * This also ensures that the scanning of full
2148                          * slabs from diagnostic functions will not see
2149                          * any frozen slabs.
2150                          */
2151                         spin_lock(&n->list_lock);
2152                 }
2153         }
2154
2155         if (l != m) {
2156                 if (l == M_PARTIAL)
2157                         remove_partial(n, page);
2158                 else if (l == M_FULL)
2159                         remove_full(s, n, page);
2160
2161                 if (m == M_PARTIAL)
2162                         add_partial(n, page, tail);
2163                 else if (m == M_FULL)
2164                         add_full(s, n, page);
2165         }
2166
2167         l = m;
2168         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2169                                 old.freelist, old.counters,
2170                                 new.freelist, new.counters,
2171                                 "unfreezing slab"))
2172                 goto redo;
2173
2174         if (lock)
2175                 spin_unlock(&n->list_lock);
2176
2177         if (m == M_PARTIAL)
2178                 stat(s, tail);
2179         else if (m == M_FULL)
2180                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2181         else if (m == M_FREE) {
2182                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2183                 discard_slab(s, page);
2184                 stat(s, FREE_SLAB);
2185         }
2186
2187         c->page = NULL;
2188         c->freelist = NULL;
2189 }
2190
2191 /*
2192  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2193  *
2194  * This function must be called with interrupts disabled
2195  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2196  * to guarantee no concurrent accesses).
2197  */
2198 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2199                 struct kmem_cache_cpu *c)
2200 {
2201 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2202         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2203         struct page *page, *discard_page = NULL;
2204
2205         while ((page = c->partial)) {
2206                 struct page new;
2207                 struct page old;
2208
2209                 c->partial = page->next;
2210
2211                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2212                 if (n != n2) {
2213                         if (n)
2214                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2215
2216                         n = n2;
2217                         spin_lock(&n->list_lock);
2218                 }
2219
2220                 do {
2221
2222                         old.freelist = page->freelist;
2223                         old.counters = page->counters;
2224                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2225
2226                         new.counters = old.counters;
2227                         new.freelist = old.freelist;
2228
2229                         new.frozen = 0;
2230
2231                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2232                                 old.freelist, old.counters,
2233                                 new.freelist, new.counters,
2234                                 "unfreezing slab"));
2235
2236                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2237                         page->next = discard_page;
2238                         discard_page = page;
2239                 } else {
2240                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2241                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2242                 }
2243         }
2244
2245         if (n)
2246                 spin_unlock(&n->list_lock);
2247
2248         while (discard_page) {
2249                 page = discard_page;
2250                 discard_page = discard_page->next;
2251
2252                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2253                 discard_slab(s, page);
2254                 stat(s, FREE_SLAB);
2255         }
2256 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2257 }
2258
2259 /*
2260  * Put a page that was just frozen (in __slab_free|get_partial_node) into a
2261  * partial page slot if available.
2262  *
2263  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2264  * per node partial list.
2265  */
2266 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2267 {
2268 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2269         struct page *oldpage;
2270         int pages;
2271         int pobjects;
2272
2273         preempt_disable();
2274         do {
2275                 pages = 0;
2276                 pobjects = 0;
2277                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2278
2279                 if (oldpage) {
2280                         pobjects = oldpage->pobjects;
2281                         pages = oldpage->pages;
2282                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2283                                 unsigned long flags;
2284                                 /*
2285                                  * partial array is full. Move the existing
2286                                  * set to the per node partial list.
2287                                  */
2288                                 local_irq_save(flags);
2289                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2290                                 local_irq_restore(flags);
2291                                 oldpage = NULL;
2292                                 pobjects = 0;
2293                                 pages = 0;
2294                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2295                         }
2296                 }
2297
2298                 pages++;
2299                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2300
2301                 page->pages = pages;
2302                 page->pobjects = pobjects;
2303                 page->next = oldpage;
2304
2305         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2306                                                                 != oldpage);
2307         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2308                 unsigned long flags;
2309
2310                 local_irq_save(flags);
2311                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2312                 local_irq_restore(flags);
2313         }
2314         preempt_enable();
2315 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2316 }
2317
2318 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2319 {
2320         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2321         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2322
2323         c->tid = next_tid(c->tid);
2324 }
2325
2326 /*
2327  * Flush cpu slab.
2328  *
2329  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2330  */
2331 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2332 {
2333         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2334
2335         if (c->page)
2336                 flush_slab(s, c);
2337
2338         unfreeze_partials(s, c);
2339 }
2340
2341 static void flush_cpu_slab(void *d)
2342 {
2343         struct kmem_cache *s = d;
2344
2345         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2346 }
2347
2348 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2349 {
2350         struct kmem_cache *s = info;
2351         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2352
2353         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2354 }
2355
2356 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2357 {
2358         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2359 }
2360
2361 /*
2362  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2363  * necessary.
2364  */
2365 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2366 {
2367         struct kmem_cache *s;
2368         unsigned long flags;
2369
2370         mutex_lock(&slab_mutex);
2371         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2372                 local_irq_save(flags);
2373                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2374                 local_irq_restore(flags);
2375         }
2376         mutex_unlock(&slab_mutex);
2377         return 0;
2378 }
2379
2380 /*
2381  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2382  * locality expectations.
2383  */
2384 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2385 {
2386 #ifdef CONFIG_NUMA
2387         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2388                 return 0;
2389 #endif
2390         return 1;
2391 }
2392
2393 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2394 static int count_free(struct page *page)
2395 {
2396         return page->objects - page->inuse;
2397 }
2398
2399 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2400 {
2401         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2402 }
2403 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2404
2405 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2406 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2407                                         int (*get_count)(struct page *))
2408 {
2409         unsigned long flags;
2410         unsigned long x = 0;
2411         struct page *page;
2412
2413         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2414         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
2415                 x += get_count(page);
2416         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2417         return x;
2418 }
2419 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2420
2421 static noinline void
2422 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2423 {
2424 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2425         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2426                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2427         int node;
2428         struct kmem_cache_node *n;
2429
2430         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2431                 return;
2432
2433         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2434                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2435         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2436                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2437                 oo_order(s->min));
2438
2439         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2440                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2441                         s->name);
2442
2443         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2444                 unsigned long nr_slabs;
2445                 unsigned long nr_objs;
2446                 unsigned long nr_free;
2447
2448                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2449                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2450                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2451
2452                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2453                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2454         }
2455 #endif
2456 }
2457
2458 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2459                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2460 {
2461         void *freelist;
2462         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2463         struct page *page;
2464
2465         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2466
2467         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2468
2469         if (freelist)
2470                 return freelist;
2471
2472         page = new_slab(s, flags, node);
2473         if (page) {
2474                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2475                 if (c->page)
2476                         flush_slab(s, c);
2477
2478                 /*
2479                  * No other reference to the page yet so we can
2480                  * muck around with it freely without cmpxchg
2481                  */
2482                 freelist = page->freelist;
2483                 page->freelist = NULL;
2484
2485                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2486                 c->page = page;
2487                 *pc = c;
2488         }
2489
2490         return freelist;
2491 }
2492
2493 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2494 {
2495         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2496                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2497
2498         return true;
2499 }
2500
2501 /*
2502  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2503  * per cpu freelist or deactivate the page.
2504  *
2505  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2506  *
2507  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2508  *
2509  * This function must be called with interrupt disabled.
2510  */
2511 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2512 {
2513         struct page new;
2514         unsigned long counters;
2515         void *freelist;
2516
2517         do {
2518                 freelist = page->freelist;
2519                 counters = page->counters;
2520
2521                 new.counters = counters;
2522                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2523
2524                 new.inuse = page->objects;
2525                 new.frozen = freelist != NULL;
2526
2527         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2528                 freelist, counters,
2529                 NULL, new.counters,
2530                 "get_freelist"));
2531
2532         return freelist;
2533 }
2534
2535 /*
2536  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2537  * debugging duties.
2538  *
2539  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2540  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2541  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2542  *
2543  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2544  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2545  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2546  *
2547  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2548  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2549  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2550  *
2551  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2552  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2553  */
2554 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2555                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2556 {
2557         void *freelist;
2558         struct page *page;
2559
2560         page = c->page;
2561         if (!page)
2562                 goto new_slab;
2563 redo:
2564
2565         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2566                 int searchnode = node;
2567
2568                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2569                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2570
2571                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2572                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2573                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2574                         goto new_slab;
2575                 }
2576         }
2577
2578         /*
2579          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2580          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2581          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2582          */
2583         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2584                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2585                 goto new_slab;
2586         }
2587
2588         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2589         freelist = c->freelist;
2590         if (freelist)
2591                 goto load_freelist;
2592
2593         freelist = get_freelist(s, page);
2594
2595         if (!freelist) {
2596                 c->page = NULL;
2597                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2598                 goto new_slab;
2599         }
2600
2601         stat(s, ALLOC_REFILL);
2602
2603 load_freelist:
2604         /*
2605          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2606          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2607          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2608          */
2609         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2610         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2611         c->tid = next_tid(c->tid);
2612         return freelist;
2613
2614 new_slab:
2615
2616         if (slub_percpu_partial(c)) {
2617                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2618                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2619                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2620                 goto redo;
2621         }
2622
2623         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2624
2625         if (unlikely(!freelist)) {
2626                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2627                 return NULL;
2628         }
2629
2630         page = c->page;
2631         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2632                 goto load_freelist;
2633
2634         /* Only entered in the debug case */
2635         if (kmem_cache_debug(s) &&
2636                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2637                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2638
2639         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2640         return freelist;
2641 }
2642
2643 /*
2644  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2645  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2646  */
2647 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2648                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2649 {
2650         void *p;
2651         unsigned long flags;
2652
2653         local_irq_save(flags);
2654 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2655         /*
2656          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2657          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2658          * pointer.
2659          */
2660         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2661 #endif
2662
2663         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2664         local_irq_restore(flags);
2665         return p;
2666 }
2667
2668 /*
2669  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2670  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2671  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2672  *
2673  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2674  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2675  *
2676  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2677  */
2678 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2679                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2680 {
2681         void *object;
2682         struct kmem_cache_cpu *c;
2683         struct page *page;
2684         unsigned long tid;
2685
2686         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2687         if (!s)
2688                 return NULL;
2689 redo:
2690         /*
2691          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2692          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2693          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2694          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2695          *
2696          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2697          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2698          * to check if it is matched or not.
2699          */
2700         do {
2701                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2702                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2703         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2704                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2705
2706         /*
2707          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2708          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2709          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2710          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2711          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2712          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2713          */
2714         barrier();
2715
2716         /*
2717          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2718          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2719          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2720          * linked list in between.
2721          */
2722
2723         object = c->freelist;
2724         page = c->page;
2725         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2726                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2727                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2728         } else {
2729                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2730
2731                 /*
2732                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2733                  * operation and if we are on the right processor.
2734                  *
2735                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2736                  * semantics!)
2737                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2738                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2739                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2740                  *
2741                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2742                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2743                  * other cpus.
2744                  */
2745                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2746                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2747                                 object, tid,
2748                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2749
2750                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2751                         goto redo;
2752                 }
2753                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2754                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2755         }
2756         /*
2757          * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully
2758          * initialized by zeroing out freelist pointer.
2759          */
2760         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && object)
2761                 memset(object + s->offset, 0, sizeof(void *));
2762
2763         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s)) && object)
2764                 memset(object, 0, s->object_size);
2765
2766         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2767
2768         return object;
2769 }
2770
2771 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2772                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2773 {
2774         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2775 }
2776
2777 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2778 {
2779         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2780
2781         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2782                                 s->size, gfpflags);
2783
2784         return ret;
2785 }
2786 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2787
2788 #ifdef CONFIG_TRACING
2789 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2790 {
2791         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2792         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2793         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2794         return ret;
2795 }
2796 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2797 #endif
2798
2799 #ifdef CONFIG_NUMA
2800 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2801 {
2802         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2803
2804         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2805                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2806
2807         return ret;
2808 }
2809 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2810
2811 #ifdef CONFIG_TRACING
2812 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2813                                     gfp_t gfpflags,
2814                                     int node, size_t size)
2815 {
2816         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2817
2818         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2819                            size, s->size, gfpflags, node);
2820
2821         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2822         return ret;
2823 }
2824 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2825 #endif
2826 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2827
2828 /*
2829  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2830  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2831  *
2832  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2833  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2834  * handling required then we can return immediately.
2835  */
2836 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2837                         void *head, void *tail, int cnt,
2838                         unsigned long addr)
2839
2840 {
2841         void *prior;
2842         int was_frozen;
2843         struct page new;
2844         unsigned long counters;
2845         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2846         unsigned long uninitialized_var(flags);
2847
2848         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2849
2850         if (kmem_cache_debug(s) &&
2851             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2852                 return;
2853
2854         do {
2855                 if (unlikely(n)) {
2856                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2857                         n = NULL;
2858                 }
2859                 prior = page->freelist;
2860                 counters = page->counters;
2861                 set_freepointer(s, tail, prior);
2862                 new.counters = counters;
2863                 was_frozen = new.frozen;
2864                 new.inuse -= cnt;
2865                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2866
2867                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2868
2869                                 /*
2870                                  * Slab was on no list before and will be
2871                                  * partially empty
2872                                  * We can defer the list move and instead
2873                                  * freeze it.
2874                                  */
2875                                 new.frozen = 1;
2876
2877                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2878
2879                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2880                                 /*
2881                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2882                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2883                                  * drop the list_lock without any processing.
2884                                  *
2885                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2886                                  * other processors updating the list of slabs.
2887                                  */
2888                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2889
2890                         }
2891                 }
2892
2893         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2894                 prior, counters,
2895                 head, new.counters,
2896                 "__slab_free"));
2897
2898         if (likely(!n)) {
2899
2900                 /*
2901                  * If we just froze the page then put it onto the
2902                  * per cpu partial list.
2903                  */
2904                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2905                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2906                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2907                 }
2908                 /*
2909                  * The list lock was not taken therefore no list
2910                  * activity can be necessary.
2911                  */
2912                 if (was_frozen)
2913                         stat(s, FREE_FROZEN);
2914                 return;
2915         }
2916
2917         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2918                 goto slab_empty;
2919
2920         /*
2921          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2922          * then add it.
2923          */
2924         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2925                 remove_full(s, n, page);
2926                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2927                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2928         }
2929         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2930         return;
2931
2932 slab_empty:
2933         if (prior) {
2934                 /*
2935                  * Slab on the partial list.
2936                  */
2937                 remove_partial(n, page);
2938                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2939         } else {
2940                 /* Slab must be on the full list */
2941                 remove_full(s, n, page);
2942         }
2943
2944         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2945         stat(s, FREE_SLAB);
2946         discard_slab(s, page);
2947 }
2948
2949 /*
2950  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2951  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2952  *
2953  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2954  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2955  * the item before.
2956  *
2957  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2958  * with all sorts of special processing.
2959  *
2960  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2961  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2962  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2963  */
2964 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
2965                                 struct page *page, void *head, void *tail,
2966                                 int cnt, unsigned long addr)
2967 {
2968         void *tail_obj = tail ? : head;
2969         struct kmem_cache_cpu *c;
2970         unsigned long tid;
2971 redo:
2972         /*
2973          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2974          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2975          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2976          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2977          */
2978         do {
2979                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2980                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2981         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2982                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2983
2984         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2985         barrier();
2986
2987         if (likely(page == c->page)) {
2988                 set_freepointer(s, tail_obj, c->freelist);
2989
2990                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2991                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2992                                 c->freelist, tid,
2993                                 head, next_tid(tid)))) {
2994
2995                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2996                         goto redo;
2997                 }
2998                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2999         } else
3000                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
3001
3002 }
3003
3004 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3005                                       void *head, void *tail, int cnt,
3006                                       unsigned long addr)
3007 {
3008         /*
3009          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
3010          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
3011          */
3012         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
3013                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
3014 }
3015
3016 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
3017 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3018 {
3019         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3020 }
3021 #endif
3022
3023 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3024 {
3025         s = cache_from_obj(s, x);
3026         if (!s)
3027                 return;
3028         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3029         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
3030 }
3031 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3032
3033 struct detached_freelist {
3034         struct page *page;
3035         void *tail;
3036         void *freelist;
3037         int cnt;
3038         struct kmem_cache *s;
3039 };
3040
3041 /*
3042  * This function progressively scans the array with free objects (with
3043  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3044  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3045  * page/objects.  This can happen without any need for
3046  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3047  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3048  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3049  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3050  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3051  * to performance reasons.
3052  */
3053 static inline
3054 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3055                             void **p, struct detached_freelist *df)
3056 {
3057         size_t first_skipped_index = 0;
3058         int lookahead = 3;
3059         void *object;
3060         struct page *page;
3061
3062         /* Always re-init detached_freelist */
3063         df->page = NULL;
3064
3065         do {
3066                 object = p[--size];
3067                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3068         } while (!object && size);
3069
3070         if (!object)
3071                 return 0;
3072
3073         page = virt_to_head_page(object);
3074         if (!s) {
3075                 /* Handle kalloc'ed objects */
3076                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3077                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3078                         kfree_hook(object);
3079                         __free_pages(page, compound_order(page));
3080                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3081                         return size;
3082                 }
3083                 /* Derive kmem_cache from object */
3084                 df->s = page->slab_cache;
3085         } else {
3086                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3087         }
3088
3089         /* Start new detached freelist */
3090         df->page = page;
3091         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3092         df->tail = object;
3093         df->freelist = object;
3094         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3095         df->cnt = 1;
3096
3097         while (size) {
3098                 object = p[--size];
3099                 if (!object)
3100                         continue; /* Skip processed objects */
3101
3102                 /* df->page is always set at this point */
3103                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3104                         /* Opportunity build freelist */
3105                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3106                         df->freelist = object;
3107                         df->cnt++;
3108                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3109
3110                         continue;
3111                 }
3112
3113                 /* Limit look ahead search */
3114                 if (!--lookahead)
3115                         break;
3116
3117                 if (!first_skipped_index)
3118                         first_skipped_index = size + 1;
3119         }
3120
3121         return first_skipped_index;
3122 }
3123
3124 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3125 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3126 {
3127         if (WARN_ON(!size))
3128                 return;
3129
3130         do {
3131                 struct detached_freelist df;
3132
3133                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3134                 if (!df.page)
3135                         continue;
3136
3137                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
3138         } while (likely(size));
3139 }
3140 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3141
3142 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3143 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3144                           void **p)
3145 {
3146         struct kmem_cache_cpu *c;
3147         int i;
3148
3149         /* memcg and kmem_cache debug support */
3150         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3151         if (unlikely(!s))
3152                 return false;
3153         /*
3154          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3155          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3156          * handlers invoking normal fastpath.
3157          */
3158         local_irq_disable();
3159         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3160
3161         for (i = 0; i < size; i++) {
3162                 void *object = c->freelist;
3163
3164                 if (unlikely(!object)) {
3165                         /*
3166                          * Invoking slow path likely have side-effect
3167                          * of re-populating per CPU c->freelist
3168                          */
3169                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3170                                             _RET_IP_, c);
3171                         if (unlikely(!p[i]))
3172                                 goto error;
3173
3174                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3175                         continue; /* goto for-loop */
3176                 }
3177                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3178                 p[i] = object;
3179         }
3180         c->tid = next_tid(c->tid);
3181         local_irq_enable();
3182
3183         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3184         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(flags, s))) {
3185                 int j;
3186
3187                 for (j = 0; j < i; j++)
3188                         memset(p[j], 0, s->object_size);
3189         }
3190
3191         /* memcg and kmem_cache debug support */
3192         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3193         return i;
3194 error:
3195         local_irq_enable();
3196         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3197         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3198         return 0;
3199 }
3200 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3201
3202
3203 /*
3204  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3205  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3206  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3207  * another.
3208  *
3209  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3210  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3211  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3212  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3213  * locking overhead.
3214  */
3215
3216 /*
3217  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3218  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3219  * and increases the number of allocations possible without having to
3220  * take the list_lock.
3221  */
3222 static unsigned int slub_min_order;
3223 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3224 static unsigned int slub_min_objects;
3225
3226 /*
3227  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3228  *
3229  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3230  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3231  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3232  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3233  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3234  * would be wasted.
3235  *
3236  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3237  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3238  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3239  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3240  *
3241  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3242  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3243  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3244  * of space in favor of a small page order.
3245  *
3246  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3247  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3248  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3249  * the smallest order which will fit the object.
3250  */
3251 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3252                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3253                 unsigned int fract_leftover)
3254 {
3255         unsigned int min_order = slub_min_order;
3256         unsigned int order;
3257
3258         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3259                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3260
3261         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3262                         order <= max_order; order++) {
3263
3264                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3265                 unsigned int rem;
3266
3267                 rem = slab_size % size;
3268
3269                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3270                         break;
3271         }
3272
3273         return order;
3274 }
3275
3276 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3277 {
3278         unsigned int order;
3279         unsigned int min_objects;
3280         unsigned int max_objects;
3281
3282         /*
3283          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3284          * works by first attempting to generate a layout with
3285          * the best configuration and backing off gradually.
3286          *
3287          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3288          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3289          */
3290         min_objects = slub_min_objects;
3291         if (!min_objects)
3292                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3293         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3294         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3295
3296         while (min_objects > 1) {
3297                 unsigned int fraction;
3298
3299                 fraction = 16;
3300                 while (fraction >= 4) {
3301                         order = slab_order(size, min_objects,
3302                                         slub_max_order, fraction);
3303                         if (order <= slub_max_order)
3304                                 return order;
3305                         fraction /= 2;
3306                 }
3307                 min_objects--;
3308         }
3309
3310         /*
3311          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3312          * lets see if we can place a single object there.
3313          */
3314         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3315         if (order <= slub_max_order)
3316                 return order;
3317
3318         /*
3319          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3320          */
3321         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3322         if (order < MAX_ORDER)
3323                 return order;
3324         return -ENOSYS;
3325 }
3326
3327 static void
3328 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3329 {
3330         n->nr_partial = 0;
3331         spin_lock_init(&n->list_lock);
3332         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3333 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3334         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3335         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3336         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3337 #endif
3338 }
3339
3340 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3341 {
3342         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3343                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3344
3345         /*
3346          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3347          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3348          */
3349         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3350                                      2 * sizeof(void *));
3351
3352         if (!s->cpu_slab)
3353                 return 0;
3354
3355         init_kmem_cache_cpus(s);
3356
3357         return 1;
3358 }
3359
3360 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3361
3362 /*
3363  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3364  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3365  * possible.
3366  *
3367  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3368  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3369  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3370  */
3371 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3372 {
3373         struct page *page;
3374         struct kmem_cache_node *n;
3375
3376         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3377
3378         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3379
3380         BUG_ON(!page);
3381         if (page_to_nid(page) != node) {
3382                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3383                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3384         }
3385
3386         n = page->freelist;
3387         BUG_ON(!n);
3388 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3389         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3390         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3391 #endif
3392         n = kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node),
3393                       GFP_KERNEL);
3394         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3395         page->inuse = 1;
3396         page->frozen = 0;
3397         kmem_cache_node->node[node] = n;
3398         init_kmem_cache_node(n);
3399         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3400
3401         /*
3402          * No locks need to be taken here as it has just been
3403          * initialized and there is no concurrent access.
3404          */
3405         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3406 }
3407
3408 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3409 {
3410         int node;
3411         struct kmem_cache_node *n;
3412
3413         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3414                 s->node[node] = NULL;
3415                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3416         }
3417 }
3418
3419 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3420 {
3421         cache_random_seq_destroy(s);
3422         free_percpu(s->cpu_slab);
3423         free_kmem_cache_nodes(s);
3424 }
3425
3426 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3427 {
3428         int node;
3429
3430         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3431                 struct kmem_cache_node *n;
3432
3433                 if (slab_state == DOWN) {
3434                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3435                         continue;
3436                 }
3437                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3438                                                 GFP_KERNEL, node);
3439
3440                 if (!n) {
3441                         free_kmem_cache_nodes(s);
3442                         return 0;
3443                 }
3444
3445                 init_kmem_cache_node(n);
3446                 s->node[node] = n;
3447         }
3448         return 1;
3449 }
3450
3451 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3452 {
3453         if (min < MIN_PARTIAL)
3454                 min = MIN_PARTIAL;
3455         else if (min > MAX_PARTIAL)
3456                 min = MAX_PARTIAL;
3457         s->min_partial = min;
3458 }
3459
3460 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3461 {
3462 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3463         /*
3464          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3465          * per cpu partial lists of a processor.
3466          *
3467          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3468          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3469          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3470          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3471          *
3472          * This setting also determines
3473          *
3474          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3475          *    per node list when we reach the limit.
3476          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3477          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3478          *    50% to keep some capacity around for frees.
3479          */
3480         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3481                 s->cpu_partial = 0;
3482         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3483                 s->cpu_partial = 2;
3484         else if (s->size >= 1024)
3485                 s->cpu_partial = 6;
3486         else if (s->size >= 256)
3487                 s->cpu_partial = 13;
3488         else
3489                 s->cpu_partial = 30;
3490 #endif
3491 }
3492
3493 /*
3494  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3495  * a slab object.
3496  */
3497 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3498 {
3499         slab_flags_t flags = s->flags;
3500         unsigned int size = s->object_size;
3501         unsigned int order;
3502
3503         /*
3504          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3505          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3506          * the possible location of the free pointer.
3507          */
3508         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3509
3510 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3511         /*
3512          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3513          * the slab may touch the object after free or before allocation
3514          * then we should never poison the object itself.
3515          */
3516         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3517                         !s->ctor)
3518                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3519         else
3520                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3521
3522
3523         /*
3524          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3525          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3526          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3527          */
3528         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3529                 size += sizeof(void *);
3530 #endif
3531
3532         /*
3533          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3534          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3535          */
3536         s->inuse = size;
3537
3538         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3539                 s->ctor)) {
3540                 /*
3541                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3542                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3543                  * kmem_cache_free.
3544                  *
3545                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3546                  * destructor or are poisoning the objects.
3547                  */
3548                 s->offset = size;
3549                 size += sizeof(void *);
3550         }
3551
3552 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3553         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3554                 /*
3555                  * Need to store information about allocs and frees after
3556                  * the object.
3557                  */
3558                 size += 2 * sizeof(struct track);
3559 #endif
3560
3561         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3562 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3563         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3564                 /*
3565                  * Add some empty padding so that we can catch
3566                  * overwrites from earlier objects rather than let
3567                  * tracking information or the free pointer be
3568                  * corrupted if a user writes before the start
3569                  * of the object.
3570                  */
3571                 size += sizeof(void *);
3572
3573                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3574                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3575                 size += s->red_left_pad;
3576         }
3577 #endif
3578
3579         /*
3580          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3581          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3582          * each object to conform to the alignment.
3583          */
3584         size = ALIGN(size, s->align);
3585         s->size = size;
3586         if (forced_order >= 0)
3587                 order = forced_order;
3588         else
3589                 order = calculate_order(size);
3590
3591         if ((int)order < 0)
3592                 return 0;
3593
3594         s->allocflags = 0;
3595         if (order)
3596                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3597
3598         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3599                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3600
3601         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
3602                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
3603
3604         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3605                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3606
3607         /*
3608          * Determine the number of objects per slab
3609          */
3610         s->oo = oo_make(order, size);
3611         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3612         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3613                 s->max = s->oo;
3614
3615         return !!oo_objects(s->oo);
3616 }
3617
3618 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3619 {
3620         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3621 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3622         s->random = get_random_long();
3623 #endif
3624
3625         if (!calculate_sizes(s, -1))
3626                 goto error;
3627         if (disable_higher_order_debug) {
3628                 /*
3629                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3630                  * order increased.
3631                  */
3632                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3633                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3634                         s->offset = 0;
3635                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3636                                 goto error;
3637                 }
3638         }
3639
3640 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3641     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3642         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3643                 /* Enable fast mode */
3644                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3645 #endif
3646
3647         /*
3648          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3649          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3650          */
3651         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3652
3653         set_cpu_partial(s);
3654
3655 #ifdef CONFIG_NUMA
3656         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3657 #endif
3658
3659         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3660         if (slab_state >= UP) {
3661                 if (init_cache_random_seq(s))
3662                         goto error;
3663         }
3664
3665         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3666                 goto error;
3667
3668         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3669                 return 0;
3670
3671         free_kmem_cache_nodes(s);
3672 error:
3673         return -EINVAL;
3674 }
3675
3676 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3677                                                         const char *text)
3678 {
3679 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3680         void *addr = page_address(page);
3681         void *p;
3682         unsigned long *map = bitmap_zalloc(page->objects, GFP_ATOMIC);
3683         if (!map)
3684                 return;
3685         slab_err(s, page, text, s->name);
3686         slab_lock(page);
3687
3688         get_map(s, page, map);
3689         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3690
3691                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3692                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3693                         print_tracking(s, p);
3694                 }
3695         }
3696         slab_unlock(page);
3697         bitmap_free(map);
3698 #endif
3699 }
3700
3701 /*
3702  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3703  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3704  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3705  */
3706 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3707 {
3708         LIST_HEAD(discard);
3709         struct page *page, *h;
3710
3711         BUG_ON(irqs_disabled());
3712         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3713         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, slab_list) {
3714                 if (!page->inuse) {
3715                         remove_partial(n, page);
3716                         list_add(&page->slab_list, &discard);
3717                 } else {
3718                         list_slab_objects(s, page,
3719                         "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3720                 }
3721         }
3722         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3723
3724         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, slab_list)
3725                 discard_slab(s, page);
3726 }
3727
3728 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
3729 {
3730         int node;
3731         struct kmem_cache_node *n;
3732
3733         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3734                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3735                         return false;
3736         return true;
3737 }
3738
3739 /*
3740  * Release all resources used by a slab cache.
3741  */
3742 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3743 {
3744         int node;
3745         struct kmem_cache_node *n;
3746
3747         flush_all(s);
3748         /* Attempt to free all objects */
3749         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3750                 free_partial(s, n);
3751                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3752                         return 1;
3753         }
3754         sysfs_slab_remove(s);
3755         return 0;
3756 }
3757
3758 /********************************************************************
3759  *              Kmalloc subsystem
3760  *******************************************************************/
3761
3762 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3763 {
3764         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
3765
3766         return 1;
3767 }
3768
3769 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3770
3771 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3772 {
3773         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
3774         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
3775
3776         return 1;
3777 }
3778
3779 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3780
3781 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3782 {
3783         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
3784
3785         return 1;
3786 }
3787
3788 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3789
3790 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3791 {
3792         struct kmem_cache *s;
3793         void *ret;
3794
3795         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3796                 return kmalloc_large(size, flags);
3797
3798         s = kmalloc_slab(size, flags);
3799
3800         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3801                 return s;
3802
3803         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3804
3805         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3806
3807         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3808
3809         return ret;
3810 }
3811 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3812
3813 #ifdef CONFIG_NUMA
3814 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3815 {
3816         struct page *page;
3817         void *ptr = NULL;
3818
3819         flags |= __GFP_COMP;
3820         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3821         if (page)
3822                 ptr = page_address(page);
3823
3824         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3825 }
3826
3827 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3828 {
3829         struct kmem_cache *s;
3830         void *ret;
3831
3832         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3833                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3834
3835                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3836                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3837                                    flags, node);
3838
3839                 return ret;
3840         }
3841
3842         s = kmalloc_slab(size, flags);
3843
3844         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3845                 return s;
3846
3847         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3848
3849         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3850
3851         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3852
3853         return ret;
3854 }
3855 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3856 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3857
3858 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
3859 /*
3860  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
3861  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
3862  * cache's usercopy region.
3863  *
3864  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
3865  * to indicate an error.
3866  */
3867 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
3868                          bool to_user)
3869 {
3870         struct kmem_cache *s;
3871         unsigned int offset;
3872         size_t object_size;
3873
3874         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
3875
3876         /* Find object and usable object size. */
3877         s = page->slab_cache;
3878
3879         /* Reject impossible pointers. */
3880         if (ptr < page_address(page))
3881                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
3882                                to_user, 0, n);
3883
3884         /* Find offset within object. */
3885         offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
3886
3887         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
3888         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3889                 if (offset < s->red_left_pad)
3890                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
3891                                        s->name, to_user, offset, n);
3892                 offset -= s->red_left_pad;
3893         }
3894
3895         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
3896         if (offset >= s->useroffset &&
3897             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
3898             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
3899                 return;
3900
3901         /*
3902          * If the copy is still within the allocated object, produce
3903          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
3904          * to be a temporary method to find any missing usercopy
3905          * whitelists.
3906          */
3907         object_size = slab_ksize(s);
3908         if (usercopy_fallback &&
3909             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
3910                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
3911                 return;
3912         }
3913
3914         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
3915 }
3916 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
3917
3918 size_t __ksize(const void *object)
3919 {
3920         struct page *page;
3921
3922         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3923                 return 0;
3924
3925         page = virt_to_head_page(object);
3926
3927         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3928                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3929                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3930         }
3931
3932         return slab_ksize(page->slab_cache);
3933 }
3934 EXPORT_SYMBOL(__ksize);
3935
3936 void kfree(const void *x)
3937 {
3938         struct page *page;
3939         void *object = (void *)x;
3940
3941         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3942
3943         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3944                 return;
3945
3946         page = virt_to_head_page(x);
3947         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3948                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3949                 kfree_hook(object);
3950                 __free_pages(page, compound_order(page));
3951                 return;
3952         }
3953         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3954 }
3955 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3956
3957 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3958
3959 /*
3960  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3961  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3962  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3963  *
3964  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3965  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3966  * are freed in them.
3967  */
3968 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3969 {
3970         int node;
3971         int i;
3972         struct kmem_cache_node *n;
3973         struct page *page;
3974         struct page *t;
3975         struct list_head discard;
3976         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3977         unsigned long flags;
3978         int ret = 0;
3979
3980         flush_all(s);
3981         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3982                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3983                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3984                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3985
3986                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3987
3988                 /*
3989                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3990                  *
3991                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3992                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3993                  */
3994                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, slab_list) {
3995                         int free = page->objects - page->inuse;
3996
3997                         /* Do not reread page->inuse */
3998                         barrier();
3999
4000                         /* We do not keep full slabs on the list */
4001                         BUG_ON(free <= 0);
4002
4003                         if (free == page->objects) {
4004                                 list_move(&page->slab_list, &discard);
4005                                 n->nr_partial--;
4006                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4007                                 list_move(&page->slab_list, promote + free - 1);
4008                 }
4009
4010                 /*
4011                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4012                  * partial list.
4013                  */
4014                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4015                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4016
4017                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4018
4019                 /* Release empty slabs */
4020                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, slab_list)
4021                         discard_slab(s, page);
4022
4023                 if (slabs_node(s, node))
4024                         ret = 1;
4025         }
4026
4027         return ret;
4028 }
4029
4030 #ifdef CONFIG_MEMCG
4031 void __kmemcg_cache_deactivate_after_rcu(struct kmem_cache *s)
4032 {
4033         /*
4034          * Called with all the locks held after a sched RCU grace period.
4035          * Even if @s becomes empty after shrinking, we can't know that @s
4036          * doesn't have allocations already in-flight and thus can't
4037          * destroy @s until the associated memcg is released.
4038          *
4039          * However, let's remove the sysfs files for empty caches here.
4040          * Each cache has a lot of interface files which aren't
4041          * particularly useful for empty draining caches; otherwise, we can
4042          * easily end up with millions of unnecessary sysfs files on
4043          * systems which have a lot of memory and transient cgroups.
4044          */
4045         if (!__kmem_cache_shrink(s))
4046                 sysfs_slab_remove(s);
4047 }
4048
4049 void __kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *s)
4050 {
4051         /*
4052          * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
4053          * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
4054          */
4055         slub_set_cpu_partial(s, 0);
4056         s->min_partial = 0;
4057 }
4058 #endif  /* CONFIG_MEMCG */
4059
4060 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4061 {
4062         struct kmem_cache *s;
4063
4064         mutex_lock(&slab_mutex);
4065         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4066                 __kmem_cache_shrink(s);
4067         mutex_unlock(&slab_mutex);
4068
4069         return 0;
4070 }
4071
4072 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4073 {
4074         struct kmem_cache_node *n;
4075         struct kmem_cache *s;
4076         struct memory_notify *marg = arg;
4077         int offline_node;
4078
4079         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4080
4081         /*
4082          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4083          * for it yet.
4084          */
4085         if (offline_node < 0)
4086                 return;
4087
4088         mutex_lock(&slab_mutex);
4089         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4090                 n = get_node(s, offline_node);
4091                 if (n) {
4092                         /*
4093                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
4094                          * that is going down. We were unable to free them,
4095                          * and offline_pages() function shouldn't call this
4096                          * callback. So, we must fail.
4097                          */
4098                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
4099
4100                         s->node[offline_node] = NULL;
4101                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4102                 }
4103         }
4104         mutex_unlock(&slab_mutex);
4105 }
4106
4107 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4108 {
4109         struct kmem_cache_node *n;
4110         struct kmem_cache *s;
4111         struct memory_notify *marg = arg;
4112         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4113         int ret = 0;
4114
4115         /*
4116          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4117          * already created. Nothing to do.
4118          */
4119         if (nid < 0)
4120                 return 0;
4121
4122         /*
4123          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4124          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4125          * online.
4126          */
4127         mutex_lock(&slab_mutex);
4128         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4129                 /*
4130                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4131                  *      since memory is not yet available from the node that
4132                  *      is brought up.
4133                  */
4134                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4135                 if (!n) {
4136                         ret = -ENOMEM;
4137                         goto out;
4138                 }
4139                 init_kmem_cache_node(n);
4140                 s->node[nid] = n;
4141         }
4142 out:
4143         mutex_unlock(&slab_mutex);
4144         return ret;
4145 }
4146
4147 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4148                                 unsigned long action, void *arg)
4149 {
4150         int ret = 0;
4151
4152         switch (action) {
4153         case MEM_GOING_ONLINE:
4154                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4155                 break;
4156         case MEM_GOING_OFFLINE:
4157                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4158                 break;
4159         case MEM_OFFLINE:
4160         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4161                 slab_mem_offline_callback(arg);
4162                 break;
4163         case MEM_ONLINE:
4164         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4165                 break;
4166         }
4167         if (ret)
4168                 ret = notifier_from_errno(ret);
4169         else
4170                 ret = NOTIFY_OK;
4171         return ret;
4172 }
4173
4174 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4175         .notifier_call = slab_memory_callback,
4176         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4177 };
4178
4179 /********************************************************************
4180  *                      Basic setup of slabs
4181  *******************************************************************/
4182
4183 /*
4184  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4185  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4186  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4187  */
4188
4189 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4190 {
4191         int node;
4192         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4193         struct kmem_cache_node *n;
4194
4195         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4196
4197         /*
4198          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4199          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4200          * IPIs around.
4201          */
4202         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4203         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4204                 struct page *p;
4205
4206                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
4207                         p->slab_cache = s;
4208
4209 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4210                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
4211                         p->slab_cache = s;
4212 #endif
4213         }
4214         slab_init_memcg_params(s);
4215         list_add(&s->list, &slab_caches);
4216         memcg_link_cache(s, NULL);
4217         return s;
4218 }
4219
4220 void __init kmem_cache_init(void)
4221 {
4222         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4223                 boot_kmem_cache_node;
4224
4225         if (debug_guardpage_minorder())
4226                 slub_max_order = 0;
4227
4228         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4229         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4230
4231         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4232                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4233
4234         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4235
4236         /* Able to allocate the per node structures */
4237         slab_state = PARTIAL;
4238
4239         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4240                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4241                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4242                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4243
4244         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4245         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4246
4247         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4248         setup_kmalloc_cache_index_table();
4249         create_kmalloc_caches(0);
4250
4251         /* Setup random freelists for each cache */
4252         init_freelist_randomization();
4253
4254         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4255                                   slub_cpu_dead);
4256
4257         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
4258                 cache_line_size(),
4259                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4260                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4261 }
4262
4263 void __init kmem_cache_init_late(void)
4264 {
4265 }
4266
4267 struct kmem_cache *
4268 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4269                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4270 {
4271         struct kmem_cache *s, *c;
4272
4273         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4274         if (s) {
4275                 s->refcount++;
4276
4277                 /*
4278                  * Adjust the object sizes so that we clear
4279                  * the complete object on kzalloc.
4280                  */
4281                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4282                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4283
4284                 for_each_memcg_cache(c, s) {
4285                         c->object_size = s->object_size;
4286                         c->inuse = max(c->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4287                 }
4288
4289                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4290                         s->refcount--;
4291                         s = NULL;
4292                 }
4293         }
4294
4295         return s;
4296 }
4297
4298 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4299 {
4300         int err;
4301
4302         err = kmem_cache_open(s, flags);
4303         if (err)
4304                 return err;
4305
4306         /* Mutex is not taken during early boot */
4307         if (slab_state <= UP)
4308                 return 0;
4309
4310         memcg_propagate_slab_attrs(s);
4311         err = sysfs_slab_add(s);
4312         if (err)
4313                 __kmem_cache_release(s);
4314
4315         return err;
4316 }
4317
4318 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4319 {
4320         struct kmem_cache *s;
4321         void *ret;
4322
4323         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4324                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4325
4326         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4327
4328         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4329                 return s;
4330
4331         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4332
4333         /* Honor the call site pointer we received. */
4334         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4335
4336         return ret;
4337 }
4338
4339 #ifdef CONFIG_NUMA
4340 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4341                                         int node, unsigned long caller)
4342 {
4343         struct kmem_cache *s;
4344         void *ret;
4345
4346         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4347                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4348
4349                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4350                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4351                                    gfpflags, node);
4352
4353                 return ret;
4354         }
4355
4356         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4357
4358         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4359                 return s;
4360
4361         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4362
4363         /* Honor the call site pointer we received. */
4364         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4365
4366         return ret;
4367 }
4368 #endif
4369
4370 #ifdef CONFIG_SYSFS
4371 static int count_inuse(struct page *page)
4372 {
4373         return page->inuse;
4374 }
4375
4376 static int count_total(struct page *page)
4377 {
4378         return page->objects;
4379 }
4380 #endif
4381
4382 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4383 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4384                                                 unsigned long *map)
4385 {
4386         void *p;
4387         void *addr = page_address(page);
4388
4389         if (!check_slab(s, page) ||
4390                         !on_freelist(s, page, NULL))
4391                 return 0;
4392
4393         /* Now we know that a valid freelist exists */
4394         bitmap_zero(map, page->objects);
4395
4396         get_map(s, page, map);
4397         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4398                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4399                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4400                                 return 0;
4401         }
4402
4403         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4404                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4405                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4406                                 return 0;
4407         return 1;
4408 }
4409
4410 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4411                                                 unsigned long *map)
4412 {
4413         slab_lock(page);
4414         validate_slab(s, page, map);
4415         slab_unlock(page);
4416 }
4417
4418 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4419                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4420 {
4421         unsigned long count = 0;
4422         struct page *page;
4423         unsigned long flags;
4424
4425         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4426
4427         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list) {
4428                 validate_slab_slab(s, page, map);
4429                 count++;
4430         }
4431         if (count != n->nr_partial)
4432                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4433                        s->name, count, n->nr_partial);
4434
4435         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4436                 goto out;
4437
4438         list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list) {
4439                 validate_slab_slab(s, page, map);
4440                 count++;
4441         }
4442         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4443                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4444                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4445
4446 out:
4447         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4448         return count;
4449 }
4450
4451 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4452 {
4453         int node;
4454         unsigned long count = 0;
4455         struct kmem_cache_node *n;
4456         unsigned long *map = bitmap_alloc(oo_objects(s->max), GFP_KERNEL);
4457
4458         if (!map)
4459                 return -ENOMEM;
4460
4461         flush_all(s);
4462         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4463                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4464         bitmap_free(map);
4465         return count;
4466 }
4467 /*
4468  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4469  * and freed.
4470  */
4471
4472 struct location {
4473         unsigned long count;
4474         unsigned long addr;
4475         long long sum_time;
4476         long min_time;
4477         long max_time;
4478         long min_pid;
4479         long max_pid;
4480         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4481         nodemask_t nodes;
4482 };
4483
4484 struct loc_track {
4485         unsigned long max;
4486         unsigned long count;
4487         struct location *loc;
4488 };
4489
4490 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4491 {
4492         if (t->max)
4493                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4494                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4495 }
4496
4497 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4498 {
4499         struct location *l;
4500         int order;
4501
4502         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4503
4504         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4505         if (!l)
4506                 return 0;
4507
4508         if (t->count) {
4509                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4510                 free_loc_track(t);
4511         }
4512         t->max = max;
4513         t->loc = l;
4514         return 1;
4515 }
4516
4517 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4518                                 const struct track *track)
4519 {
4520         long start, end, pos;
4521         struct location *l;
4522         unsigned long caddr;
4523         unsigned long age = jiffies - track->when;
4524
4525         start = -1;
4526         end = t->count;
4527
4528         for ( ; ; ) {
4529                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4530
4531                 /*
4532                  * There is nothing at "end". If we end up there
4533                  * we need to add something to before end.
4534                  */
4535                 if (pos == end)
4536                         break;
4537
4538                 caddr = t->loc[pos].addr;
4539                 if (track->addr == caddr) {
4540
4541                         l = &t->loc[pos];
4542                         l->count++;
4543                         if (track->when) {
4544                                 l->sum_time += age;
4545                                 if (age < l->min_time)
4546                                         l->min_time = age;
4547                                 if (age > l->max_time)
4548                                         l->max_time = age;
4549
4550                                 if (track->pid < l->min_pid)
4551                                         l->min_pid = track->pid;
4552                                 if (track->pid > l->max_pid)
4553                                         l->max_pid = track->pid;
4554
4555                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4556                                                 to_cpumask(l->cpus));
4557                         }
4558                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4559                         return 1;
4560                 }
4561
4562                 if (track->addr < caddr)
4563                         end = pos;
4564                 else
4565                         start = pos;
4566         }
4567
4568         /*
4569          * Not found. Insert new tracking element.
4570          */
4571         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4572                 return 0;
4573
4574         l = t->loc + pos;
4575         if (pos < t->count)
4576                 memmove(l + 1, l,
4577                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4578         t->count++;
4579         l->count = 1;
4580         l->addr = track->addr;
4581         l->sum_time = age;
4582         l->min_time = age;
4583         l->max_time = age;
4584         l->min_pid = track->pid;
4585         l->max_pid = track->pid;
4586         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4587         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4588         nodes_clear(l->nodes);
4589         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4590         return 1;
4591 }
4592
4593 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4594                 struct page *page, enum track_item alloc,
4595                 unsigned long *map)
4596 {
4597         void *addr = page_address(page);
4598         void *p;
4599
4600         bitmap_zero(map, page->objects);
4601         get_map(s, page, map);
4602
4603         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4604                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4605                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4606 }
4607
4608 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4609                                         enum track_item alloc)
4610 {
4611         int len = 0;
4612         unsigned long i;
4613         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4614         int node;
4615         struct kmem_cache_node *n;
4616         unsigned long *map = bitmap_alloc(oo_objects(s->max), GFP_KERNEL);
4617
4618         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4619                                      GFP_KERNEL)) {
4620                 bitmap_free(map);
4621                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4622         }
4623         /* Push back cpu slabs */
4624         flush_all(s);
4625
4626         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4627                 unsigned long flags;
4628                 struct page *page;
4629
4630                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4631                         continue;
4632
4633                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4634                 list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
4635                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4636                 list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list)
4637                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4638                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4639         }
4640
4641         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4642                 struct location *l = &t.loc[i];
4643
4644                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4645                         break;
4646                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4647
4648                 if (l->addr)
4649                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4650                 else
4651                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4652
4653                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4654                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4655                                 l->min_time,
4656                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4657                                 l->max_time);
4658                 } else
4659                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4660                                 l->min_time);
4661
4662                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4663                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4664                                 l->min_pid, l->max_pid);
4665                 else
4666                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4667                                 l->min_pid);
4668
4669                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4670                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4671                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4672                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4673                                          " cpus=%*pbl",
4674                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4675
4676                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4677                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4678                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4679                                          " nodes=%*pbl",
4680                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4681
4682                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4683         }
4684
4685         free_loc_track(&t);
4686         bitmap_free(map);
4687         if (!t.count)
4688                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4689         return len;
4690 }
4691 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4692
4693 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4694 static void __init resiliency_test(void)
4695 {
4696         u8 *p;
4697         int type = KMALLOC_NORMAL;
4698
4699         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4700
4701         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4702         pr_err("-----------------------\n");
4703         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4704
4705         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4706         p[16] = 0x12;
4707         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4708                p + 16);
4709
4710         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][4]);
4711
4712         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4713         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4714         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4715         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4716                p);
4717         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4718
4719         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][5]);
4720         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4721         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4722         *p = 0x56;
4723         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4724                p);
4725         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4726         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][6]);
4727
4728         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4729         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4730         kfree(p);
4731         *p = 0x78;
4732         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4733         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][7]);
4734
4735         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4736         kfree(p);
4737         p[50] = 0x9a;
4738         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4739         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][8]);
4740
4741         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4742         kfree(p);
4743         p[512] = 0xab;
4744         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4745         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][9]);
4746 }
4747 #else
4748 #ifdef CONFIG_SYSFS
4749 static void resiliency_test(void) {};
4750 #endif
4751 #endif  /* SLUB_RESILIENCY_TEST */
4752
4753 #ifdef CONFIG_SYSFS
4754 enum slab_stat_type {
4755         SL_ALL,                 /* All slabs */
4756         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4757         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4758         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4759         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4760 };
4761
4762 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4763 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4764 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4765 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4766 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4767
4768 #ifdef CONFIG_MEMCG
4769 static bool memcg_sysfs_enabled = IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_MEMCG_SYSFS_ON);
4770
4771 static int __init setup_slub_memcg_sysfs(char *str)
4772 {
4773         int v;
4774
4775         if (get_option(&str, &v) > 0)
4776                 memcg_sysfs_enabled = v;
4777
4778         return 1;
4779 }
4780
4781 __setup("slub_memcg_sysfs=", setup_slub_memcg_sysfs);
4782 #endif
4783
4784 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4785                             char *buf, unsigned long flags)
4786 {
4787         unsigned long total = 0;
4788         int node;
4789         int x;
4790         unsigned long *nodes;
4791
4792         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4793         if (!nodes)
4794                 return -ENOMEM;
4795
4796         if (flags & SO_CPU) {
4797                 int cpu;
4798
4799                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4800                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4801                                                                cpu);
4802                         int node;
4803                         struct page *page;
4804
4805                         page = READ_ONCE(c->page);
4806                         if (!page)
4807                                 continue;
4808
4809                         node = page_to_nid(page);
4810                         if (flags & SO_TOTAL)
4811                                 x = page->objects;
4812                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4813                                 x = page->inuse;
4814                         else
4815                                 x = 1;
4816
4817                         total += x;
4818                         nodes[node] += x;
4819
4820                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4821                         if (page) {
4822                                 node = page_to_nid(page);
4823                                 if (flags & SO_TOTAL)
4824                                         WARN_ON_ONCE(1);
4825                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4826                                         WARN_ON_ONCE(1);
4827                                 else
4828                                         x = page->pages;
4829                                 total += x;
4830                                 nodes[node] += x;
4831                         }
4832                 }
4833         }
4834
4835         get_online_mems();
4836 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4837         if (flags & SO_ALL) {
4838                 struct kmem_cache_node *n;
4839
4840                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4841
4842                         if (flags & SO_TOTAL)
4843                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4844                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4845                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4846                                         count_partial(n, count_free);
4847                         else
4848                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4849                         total += x;
4850                         nodes[node] += x;
4851                 }
4852
4853         } else
4854 #endif
4855         if (flags & SO_PARTIAL) {
4856                 struct kmem_cache_node *n;
4857
4858                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4859                         if (flags & SO_TOTAL)
4860                                 x = count_partial(n, count_total);
4861                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4862                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4863                         else
4864                                 x = n->nr_partial;
4865                         total += x;
4866                         nodes[node] += x;
4867                 }
4868         }
4869         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4870 #ifdef CONFIG_NUMA
4871         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4872                 if (nodes[node])
4873                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4874                                         node, nodes[node]);
4875 #endif
4876         put_online_mems();
4877         kfree(nodes);
4878         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4879 }
4880
4881 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4882 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4883 {
4884         int node;
4885         struct kmem_cache_node *n;
4886
4887         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4888                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4889                         return 1;
4890
4891         return 0;
4892 }
4893 #endif
4894
4895 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4896 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4897
4898 struct slab_attribute {
4899         struct attribute attr;
4900         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4901         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4902 };
4903
4904 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4905         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4906         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4907
4908 #define SLAB_ATTR(_name) \
4909         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4910         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4911
4912 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4913 {
4914         return sprintf(buf, "%u\n", s->size);
4915 }
4916 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4917
4918 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4919 {
4920         return sprintf(buf, "%u\n", s->align);
4921 }
4922 SLAB_ATTR_RO(align);
4923
4924 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4925 {
4926         return sprintf(buf, "%u\n", s->object_size);
4927 }
4928 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4929
4930 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4931 {
4932         return sprintf(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
4933 }
4934 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4935
4936 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4937                                 const char *buf, size_t length)
4938 {
4939         unsigned int order;
4940         int err;
4941
4942         err = kstrtouint(buf, 10, &order);
4943         if (err)
4944                 return err;
4945
4946         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4947                 return -EINVAL;
4948
4949         calculate_sizes(s, order);
4950         return length;
4951 }
4952
4953 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4954 {
4955         return sprintf(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
4956 }
4957 SLAB_ATTR(order);
4958
4959 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4960 {
4961         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4962 }
4963
4964 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4965                                  size_t length)
4966 {
4967         unsigned long min;
4968         int err;
4969
4970         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4971         if (err)
4972                 return err;
4973
4974         set_min_partial(s, min);
4975         return length;
4976 }
4977 SLAB_ATTR(min_partial);
4978
4979 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4980 {
4981         return sprintf(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
4982 }
4983
4984 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4985                                  size_t length)
4986 {
4987         unsigned int objects;
4988         int err;
4989
4990         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
4991         if (err)
4992                 return err;
4993         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4994                 return -EINVAL;
4995
4996         slub_set_cpu_partial(s, objects);
4997         flush_all(s);
4998         return length;
4999 }
5000 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5001
5002 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5003 {
5004         if (!s->ctor)
5005                 return 0;
5006         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
5007 }
5008 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5009
5010 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5011 {
5012         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5013 }
5014 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5015
5016 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5017 {
5018         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5019 }
5020 SLAB_ATTR_RO(partial);
5021
5022 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5023 {
5024         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5025 }
5026 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5027
5028 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5029 {
5030         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5031 }
5032 SLAB_ATTR_RO(objects);
5033
5034 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5035 {
5036         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5037 }
5038 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5039
5040 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5041 {
5042         int objects = 0;
5043         int pages = 0;
5044         int cpu;
5045         int len;
5046
5047         for_each_online_cpu(cpu) {
5048                 struct page *page;
5049
5050                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5051
5052                 if (page) {
5053                         pages += page->pages;
5054                         objects += page->pobjects;
5055                 }
5056         }
5057
5058         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
5059
5060 #ifdef CONFIG_SMP
5061         for_each_online_cpu(cpu) {
5062                 struct page *page;
5063
5064                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5065
5066                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
5067                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
5068                                 page->pobjects, page->pages);
5069         }
5070 #endif
5071         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5072 }
5073 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5074
5075 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5076 {
5077         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5078 }
5079
5080 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
5081                                 const char *buf, size_t length)
5082 {
5083         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5084         if (buf[0] == '1')
5085                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5086         return length;
5087 }
5088 SLAB_ATTR(reclaim_account);
5089
5090 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5091 {
5092         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5093 }
5094 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5095
5096 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5097 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5098 {
5099         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5100 }
5101 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5102 #endif
5103
5104 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5105 {
5106         return sprintf(buf, "%u\n", s->usersize);
5107 }
5108 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5109
5110 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5111 {
5112         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5113 }
5114 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5115
5116 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5117 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5118 {
5119         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5120 }
5121 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5122
5123 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5124 {
5125         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5126 }
5127 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5128
5129 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5130 {
5131         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5132 }
5133
5134 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
5135                                 const char *buf, size_t length)
5136 {
5137         s->flags &= ~SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5138         if (buf[0] == '1') {
5139                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5140                 s->flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5141         }
5142         return length;
5143 }
5144 SLAB_ATTR(sanity_checks);
5145
5146 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5147 {
5148         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5149 }
5150
5151 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5152                                                         size_t length)
5153 {
5154         /*
5155          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
5156          * as well as cause other issues like converting a mergeable
5157          * cache into an umergeable one.
5158          */
5159         if (s->refcount > 1)
5160                 return -EINVAL;
5161
5162         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
5163         if (buf[0] == '1') {
5164                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5165                 s->flags |= SLAB_TRACE;
5166         }
5167         return length;
5168 }
5169 SLAB_ATTR(trace);
5170
5171 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5172 {
5173         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5174 }
5175
5176 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
5177                                 const char *buf, size_t length)
5178 {
5179         if (any_slab_objects(s))
5180                 return -EBUSY;
5181
5182         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
5183         if (buf[0] == '1') {
5184                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
5185         }
5186         calculate_sizes(s, -1);
5187         return length;
5188 }
5189 SLAB_ATTR(red_zone);
5190
5191 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5192 {
5193         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5194 }
5195
5196 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
5197                                 const char *buf, size_t length)
5198 {
5199         if (any_slab_objects(s))
5200                 return -EBUSY;
5201
5202         s->flags &= ~SLAB_POISON;
5203         if (buf[0] == '1') {
5204                 s->flags |= SLAB_POISON;
5205         }
5206         calculate_sizes(s, -1);
5207         return length;
5208 }
5209 SLAB_ATTR(poison);
5210
5211 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5212 {
5213         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5214 }
5215
5216 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
5217                                 const char *buf, size_t length)
5218 {
5219         if (any_slab_objects(s))
5220                 return -EBUSY;
5221
5222         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
5223         if (buf[0] == '1') {
5224                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5225                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
5226         }
5227         calculate_sizes(s, -1);
5228         return length;
5229 }
5230 SLAB_ATTR(store_user);
5231
5232 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5233 {
5234         return 0;
5235 }
5236
5237 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5238                         const char *buf, size_t length)
5239 {
5240         int ret = -EINVAL;
5241
5242         if (buf[0] == '1') {
5243                 ret = validate_slab_cache(s);
5244                 if (ret >= 0)
5245                         ret = length;
5246         }
5247         return ret;
5248 }
5249 SLAB_ATTR(validate);
5250
5251 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5252 {
5253         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5254                 return -ENOSYS;
5255         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5256 }
5257 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5258
5259 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5260 {
5261         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5262                 return -ENOSYS;
5263         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5264 }
5265 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5266 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5267
5268 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5269 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5270 {
5271         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5272 }
5273
5274 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5275                                                         size_t length)
5276 {
5277         if (s->refcount > 1)
5278                 return -EINVAL;
5279
5280         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
5281         if (buf[0] == '1')
5282                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
5283         return length;
5284 }
5285 SLAB_ATTR(failslab);
5286 #endif
5287
5288 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5289 {
5290         return 0;
5291 }
5292
5293 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5294                         const char *buf, size_t length)
5295 {
5296         if (buf[0] == '1')
5297                 kmem_cache_shrink(s);
5298         else
5299                 return -EINVAL;
5300         return length;
5301 }
5302 SLAB_ATTR(shrink);
5303
5304 #ifdef CONFIG_NUMA
5305 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5306 {
5307         return sprintf(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5308 }
5309
5310 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5311                                 const char *buf, size_t length)
5312 {
5313         unsigned int ratio;
5314         int err;
5315
5316         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5317         if (err)
5318                 return err;
5319         if (ratio > 100)
5320                 return -ERANGE;
5321
5322         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5323
5324         return length;
5325 }
5326 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5327 #endif
5328
5329 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5330 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5331 {
5332         unsigned long sum  = 0;
5333         int cpu;
5334         int len;
5335         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5336
5337         if (!data)
5338                 return -ENOMEM;
5339
5340         for_each_online_cpu(cpu) {
5341                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5342
5343                 data[cpu] = x;
5344                 sum += x;
5345         }
5346
5347         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5348
5349 #ifdef CONFIG_SMP
5350         for_each_online_cpu(cpu) {
5351                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5352                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5353         }
5354 #endif
5355         kfree(data);
5356         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5357 }
5358
5359 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5360 {
5361         int cpu;
5362
5363         for_each_online_cpu(cpu)
5364                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5365 }
5366
5367 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5368 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5369 {                                                               \
5370         return show_stat(s, buf, si);                           \
5371 }                                                               \
5372 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5373                                 const char *buf, size_t length) \
5374 {                                                               \
5375         if (buf[0] != '0')                                      \
5376                 return -EINVAL;                                 \
5377         clear_stat(s, si);                                      \
5378         return length;                                          \
5379 }                                                               \
5380 SLAB_ATTR(text);                                                \
5381
5382 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5383 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5384 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5385 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5386 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5387 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5388 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5389 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5390 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5391 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5392 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5393 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5394 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5395 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5396 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5397 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5398 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5399 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5400 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5401 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5402 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5403 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5404 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5405 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5406 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5407 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5408 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
5409
5410 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5411         &slab_size_attr.attr,
5412         &object_size_attr.attr,
5413         &objs_per_slab_attr.attr,
5414         &order_attr.attr,
5415         &min_partial_attr.attr,
5416         &cpu_partial_attr.attr,
5417         &objects_attr.attr,
5418         &objects_partial_attr.attr,
5419         &partial_attr.attr,
5420         &cpu_slabs_attr.attr,
5421         &ctor_attr.attr,
5422         &aliases_attr.attr,
5423         &align_attr.attr,
5424         &hwcache_align_attr.attr,
5425         &reclaim_account_attr.attr,
5426         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5427         &shrink_attr.attr,
5428         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5429 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5430         &total_objects_attr.attr,
5431         &slabs_attr.attr,
5432         &sanity_checks_attr.attr,
5433         &trace_attr.attr,
5434         &red_zone_attr.attr,
5435         &poison_attr.attr,
5436         &store_user_attr.attr,
5437         &validate_attr.attr,
5438         &alloc_calls_attr.attr,
5439         &free_calls_attr.attr,
5440 #endif
5441 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5442         &cache_dma_attr.attr,
5443 #endif
5444 #ifdef CONFIG_NUMA
5445         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5446 #endif
5447 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5448         &alloc_fastpath_attr.attr,
5449         &alloc_slowpath_attr.attr,
5450         &free_fastpath_attr.attr,
5451         &free_slowpath_attr.attr,
5452         &free_frozen_attr.attr,
5453         &free_add_partial_attr.attr,
5454         &free_remove_partial_attr.attr,
5455         &alloc_from_partial_attr.attr,
5456         &alloc_slab_attr.attr,
5457         &alloc_refill_attr.attr,
5458         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5459         &free_slab_attr.attr,
5460         &cpuslab_flush_attr.attr,
5461         &deactivate_full_attr.attr,
5462         &deactivate_empty_attr.attr,
5463         &deactivate_to_head_attr.attr,
5464         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5465         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5466         &deactivate_bypass_attr.attr,
5467         &order_fallback_attr.attr,
5468         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5469         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5470         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5471         &cpu_partial_free_attr.attr,
5472         &cpu_partial_node_attr.attr,
5473         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5474 #endif
5475 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5476         &failslab_attr.attr,
5477 #endif
5478         &usersize_attr.attr,
5479
5480         NULL
5481 };
5482
5483 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5484         .attrs = slab_attrs,
5485 };
5486
5487 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5488                                 struct attribute *attr,
5489                                 char *buf)
5490 {
5491         struct slab_attribute *attribute;
5492         struct kmem_cache *s;
5493         int err;
5494
5495         attribute = to_slab_attr(attr);
5496         s = to_slab(kobj);
5497
5498         if (!attribute->show)
5499                 return -EIO;
5500
5501         err = attribute->show(s, buf);
5502
5503         return err;
5504 }
5505
5506 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5507                                 struct attribute *attr,
5508                                 const char *buf, size_t len)
5509 {
5510         struct slab_attribute *attribute;
5511         struct kmem_cache *s;
5512         int err;
5513
5514         attribute = to_slab_attr(attr);
5515         s = to_slab(kobj);
5516
5517         if (!attribute->store)
5518                 return -EIO;
5519
5520         err = attribute->store(s, buf, len);
5521 #ifdef CONFIG_MEMCG
5522         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5523                 struct kmem_cache *c;
5524
5525                 mutex_lock(&slab_mutex);
5526                 if (s->max_attr_size < len)
5527                         s->max_attr_size = len;
5528
5529                 /*
5530                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5531                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5532                  * basically because not all attributes will have a well
5533                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5534                  * have permanent effects.
5535                  *
5536                  * Returning the error value of any of the children that fail
5537                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5538                  * error code won't be able to know anything about the state of
5539                  * the cache.
5540                  *
5541                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5542                  * has well defined semantics. The cache being written to
5543                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5544                  * through the descendants with best-effort propagation.
5545                  */
5546                 for_each_memcg_cache(c, s)
5547                         attribute->store(c, buf, len);
5548                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5549         }
5550 #endif
5551         return err;
5552 }
5553
5554 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5555 {
5556 #ifdef CONFIG_MEMCG
5557         int i;
5558         char *buffer = NULL;
5559         struct kmem_cache *root_cache;
5560
5561         if (is_root_cache(s))
5562                 return;
5563
5564         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5565
5566         /*
5567          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5568          * in copying default values around
5569          */
5570         if (!root_cache->max_attr_size)
5571                 return;
5572
5573         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5574                 char mbuf[64];
5575                 char *buf;
5576                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5577                 ssize_t len;
5578
5579                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5580                         continue;
5581
5582                 /*
5583                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5584                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5585                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5586                  *
5587                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5588                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5589                  * theoretically happen.
5590                  */
5591                 if (buffer)
5592                         buf = buffer;
5593                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5594                         buf = mbuf;
5595                 else {
5596                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5597                         if (WARN_ON(!buffer))
5598                                 continue;
5599                         buf = buffer;
5600                 }
5601
5602                 len = attr->show(root_cache, buf);
5603                 if (len > 0)
5604                         attr->store(s, buf, len);
5605         }
5606
5607         if (buffer)
5608                 free_page((unsigned long)buffer);
5609 #endif  /* CONFIG_MEMCG */
5610 }
5611
5612 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5613 {
5614         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5615 }
5616
5617 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5618         .show = slab_attr_show,
5619         .store = slab_attr_store,
5620 };
5621
5622 static struct kobj_type slab_ktype = {
5623         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5624         .release = kmem_cache_release,
5625 };
5626
5627 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5628 {
5629         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5630
5631         if (ktype == &slab_ktype)
5632                 return 1;
5633         return 0;
5634 }
5635
5636 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5637         .filter = uevent_filter,
5638 };
5639
5640 static struct kset *slab_kset;
5641
5642 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5643 {
5644 #ifdef CONFIG_MEMCG
5645         if (!is_root_cache(s))
5646                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5647 #endif
5648         return slab_kset;
5649 }
5650
5651 #define ID_STR_LENGTH 64
5652
5653 /* Create a unique string id for a slab cache:
5654  *
5655  * Format       :[flags-]size
5656  */
5657 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5658 {
5659         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5660         char *p = name;
5661
5662         BUG_ON(!name);
5663
5664         *p++ = ':';
5665         /*
5666          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5667          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5668          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5669          * are matched during merging to guarantee that the id is
5670          * unique.
5671          */
5672         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5673                 *p++ = 'd';
5674         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5675                 *p++ = 'D';
5676         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5677                 *p++ = 'a';
5678         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5679                 *p++ = 'F';
5680         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5681                 *p++ = 'A';
5682         if (p != name + 1)
5683                 *p++ = '-';
5684         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5685
5686         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5687         return name;
5688 }
5689
5690 static void sysfs_slab_remove_workfn(struct work_struct *work)
5691 {
5692         struct kmem_cache *s =
5693                 container_of(work, struct kmem_cache, kobj_remove_work);
5694
5695         if (!s->kobj.state_in_sysfs)
5696                 /*
5697                  * For a memcg cache, this may be called during
5698                  * deactivation and again on shutdown.  Remove only once.
5699                  * A cache is never shut down before deactivation is
5700                  * complete, so no need to worry about synchronization.
5701                  */
5702                 goto out;
5703
5704 #ifdef CONFIG_MEMCG
5705         kset_unregister(s->memcg_kset);
5706 #endif
5707         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5708 out:
5709         kobject_put(&s->kobj);
5710 }
5711
5712 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5713 {
5714         int err;
5715         const char *name;
5716         struct kset *kset = cache_kset(s);
5717         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5718
5719         INIT_WORK(&s->kobj_remove_work, sysfs_slab_remove_workfn);
5720
5721         if (!kset) {
5722                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5723                 return 0;
5724         }
5725
5726         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5727                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5728                 unmergeable = 1;
5729
5730         if (unmergeable) {
5731                 /*
5732                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5733                  * This is typically the case for debug situations. In that
5734                  * case we can catch duplicate names easily.
5735                  */
5736                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5737                 name = s->name;
5738         } else {
5739                 /*
5740                  * Create a unique name for the slab as a target
5741                  * for the symlinks.
5742                  */
5743                 name = create_unique_id(s);
5744         }
5745
5746         s->kobj.kset = kset;
5747         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5748         if (err)
5749                 goto out;
5750
5751         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5752         if (err)
5753                 goto out_del_kobj;
5754
5755 #ifdef CONFIG_MEMCG
5756         if (is_root_cache(s) && memcg_sysfs_enabled) {
5757                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5758                 if (!s->memcg_kset) {
5759                         err = -ENOMEM;
5760                         goto out_del_kobj;
5761                 }
5762         }
5763 #endif
5764
5765         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5766         if (!unmergeable) {
5767                 /* Setup first alias */
5768                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5769         }
5770 out:
5771         if (!unmergeable)
5772                 kfree(name);
5773         return err;
5774 out_del_kobj:
5775         kobject_del(&s->kobj);
5776         goto out;
5777 }
5778
5779 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5780 {
5781         if (slab_state < FULL)
5782                 /*
5783                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5784                  * cache from sysfs.
5785                  */
5786                 return;
5787
5788         kobject_get(&s->kobj);
5789         schedule_work(&s->kobj_remove_work);
5790 }
5791
5792 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5793 {
5794         if (slab_state >= FULL)
5795                 kobject_del(&s->kobj);
5796 }
5797
5798 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5799 {
5800         if (slab_state >= FULL)
5801                 kobject_put(&s->kobj);
5802 }
5803
5804 /*
5805  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5806  * available lest we lose that information.
5807  */
5808 struct saved_alias {
5809         struct kmem_cache *s;
5810         const char *name;
5811         struct saved_alias *next;
5812 };
5813
5814 static struct saved_alias *alias_list;
5815
5816 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5817 {
5818         struct saved_alias *al;
5819
5820         if (slab_state == FULL) {
5821                 /*
5822                  * If we have a leftover link then remove it.
5823                  */
5824                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5825                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5826         }
5827
5828         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5829         if (!al)
5830                 return -ENOMEM;
5831
5832         al->s = s;
5833         al->name = name;
5834         al->next = alias_list;
5835         alias_list = al;
5836         return 0;
5837 }
5838
5839 static int __init slab_sysfs_init(void)
5840 {
5841         struct kmem_cache *s;
5842         int err;
5843
5844         mutex_lock(&slab_mutex);
5845
5846         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5847         if (!slab_kset) {
5848                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5849                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5850                 return -ENOSYS;
5851         }
5852
5853         slab_state = FULL;
5854
5855         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5856                 err = sysfs_slab_add(s);
5857                 if (err)
5858                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5859                                s->name);
5860         }
5861
5862         while (alias_list) {
5863                 struct saved_alias *al = alias_list;
5864
5865                 alias_list = alias_list->next;
5866                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5867                 if (err)
5868                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5869                                al->name);
5870                 kfree(al);
5871         }
5872
5873         mutex_unlock(&slab_mutex);
5874         resiliency_test();
5875         return 0;
5876 }
5877
5878 __initcall(slab_sysfs_init);
5879 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5880
5881 /*
5882  * The /proc/slabinfo ABI
5883  */
5884 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5885 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5886 {
5887         unsigned long nr_slabs = 0;
5888         unsigned long nr_objs = 0;
5889         unsigned long nr_free = 0;
5890         int node;
5891         struct kmem_cache_node *n;
5892
5893         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5894                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5895                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5896                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5897         }
5898
5899         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5900         sinfo->num_objs = nr_objs;
5901         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5902         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5903         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5904         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5905 }
5906
5907 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5908 {
5909 }
5910
5911 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5912                        size_t count, loff_t *ppos)
5913 {
5914         return -EIO;
5915 }
5916 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */