btrfs: use mutex in btrfs_resume_balance_async
[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/notifier.h>
23 #include <linux/seq_file.h>
24 #include <linux/kasan.h>
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/cpuset.h>
27 #include <linux/mempolicy.h>
28 #include <linux/ctype.h>
29 #include <linux/debugobjects.h>
30 #include <linux/kallsyms.h>
31 #include <linux/memory.h>
32 #include <linux/math64.h>
33 #include <linux/fault-inject.h>
34 #include <linux/stacktrace.h>
35 #include <linux/prefetch.h>
36 #include <linux/memcontrol.h>
37 #include <linux/random.h>
38
39 #include <trace/events/kmem.h>
40
41 #include "internal.h"
42
43 /*
44  * Lock order:
45  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
46  *   2. node->list_lock
47  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
48  *
49  *   slab_mutex
50  *
51  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
52  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
53  *
54  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
55  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
56  *   double word in the page struct. Meaning
57  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
58  *      B. page->counters       -> Counters of objects
59  *      C. page->frozen         -> frozen state
60  *
61  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
62  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
63  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
64  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
65  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
66  *
67  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
68  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
69  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
70  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
71  *   modified without taking the list lock).
72  *
73  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
74  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
75  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
76  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
77  *   the list lock.
78  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
79  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
80  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
81  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
82  *
83  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
84  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
85  *
86  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
87  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
88  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
89  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
90  * cannot scan all objects.
91  *
92  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
93  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
94  * fast frees and allocs.
95  *
96  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
97  *
98  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
99  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
100  *                      such as satisfying allocations for a specific
101  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
102  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
103  *                      list operations. It is up to the processor holding
104  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
105  *                      when the slab is no longer needed.
106  *
107  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
108  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
109  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
110  *                      freelist that allows lockless access to
111  *                      free objects in addition to the regular freelist
112  *                      that requires the slab lock.
113  *
114  * PageError            Slab requires special handling due to debug
115  *                      options set. This moves slab handling out of
116  *                      the fast path and disables lockless freelists.
117  */
118
119 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
120 {
121 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
122         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
123 #else
124         return 0;
125 #endif
126 }
127
128 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
129 {
130         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE)
131                 p += s->red_left_pad;
132
133         return p;
134 }
135
136 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
137 {
138 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
139         return !kmem_cache_debug(s);
140 #else
141         return false;
142 #endif
143 }
144
145 /*
146  * Issues still to be resolved:
147  *
148  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
149  *
150  * - Variable sizing of the per node arrays
151  */
152
153 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
154 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
155
156 /* Enable to log cmpxchg failures */
157 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
158
159 /*
160  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
161  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
162  */
163 #define MIN_PARTIAL 5
164
165 /*
166  * Maximum number of desirable partial slabs.
167  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
168  * sort the partial list by the number of objects in use.
169  */
170 #define MAX_PARTIAL 10
171
172 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
173                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
174
175 /*
176  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
177  * issues when checking or reading debug information
178  */
179 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
180                                 SLAB_TRACE)
181
182
183 /*
184  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
185  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
186  * metadata.
187  */
188 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
189
190 #define OO_SHIFT        16
191 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
192 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
193
194 /* Internal SLUB flags */
195 /* Poison object */
196 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
197 /* Use cmpxchg_double */
198 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
199
200 /*
201  * Tracking user of a slab.
202  */
203 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
204 struct track {
205         unsigned long addr;     /* Called from address */
206 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
207         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
208 #endif
209         int cpu;                /* Was running on cpu */
210         int pid;                /* Pid context */
211         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
212 };
213
214 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
215
216 #ifdef CONFIG_SYSFS
217 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
218 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
219 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
220 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s);
221 #else
222 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
223 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
224                                                         { return 0; }
225 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
226 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
227 #endif
228
229 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
230 {
231 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
232         /*
233          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
234          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
235          */
236         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
237 #endif
238 }
239
240 /********************************************************************
241  *                      Core slab cache functions
242  *******************************************************************/
243
244 /*
245  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
246  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
247  * random number.
248  */
249 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
250                                  unsigned long ptr_addr)
251 {
252 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
253         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^ ptr_addr);
254 #else
255         return ptr;
256 #endif
257 }
258
259 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
260 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
261                                          void *ptr_addr)
262 {
263         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
264                             (unsigned long)ptr_addr);
265 }
266
267 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
268 {
269         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
270 }
271
272 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
273 {
274         if (object)
275                 prefetch(freelist_dereference(s, object + s->offset));
276 }
277
278 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
279 {
280         unsigned long freepointer_addr;
281         void *p;
282
283         if (!debug_pagealloc_enabled())
284                 return get_freepointer(s, object);
285
286         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
287         probe_kernel_read(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
288         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
289 }
290
291 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
292 {
293         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
294
295 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
296         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
297 #endif
298
299         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
300 }
301
302 /* Loop over all objects in a slab */
303 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
304         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
305                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
306                 __p += (__s)->size)
307
308 #define for_each_object_idx(__p, __idx, __s, __addr, __objects) \
309         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr), __idx = 1; \
310                 __idx <= __objects; \
311                 __p += (__s)->size, __idx++)
312
313 /* Determine object index from a given position */
314 static inline unsigned int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
315 {
316         return (p - addr) / s->size;
317 }
318
319 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size, unsigned int reserved)
320 {
321         return (((unsigned int)PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
322 }
323
324 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
325                 unsigned int size, unsigned int reserved)
326 {
327         struct kmem_cache_order_objects x = {
328                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
329         };
330
331         return x;
332 }
333
334 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
335 {
336         return x.x >> OO_SHIFT;
337 }
338
339 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
340 {
341         return x.x & OO_MASK;
342 }
343
344 /*
345  * Per slab locking using the pagelock
346  */
347 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
348 {
349         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
350         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
351 }
352
353 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
354 {
355         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
356         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
357 }
358
359 static inline void set_page_slub_counters(struct page *page, unsigned long counters_new)
360 {
361         struct page tmp;
362         tmp.counters = counters_new;
363         /*
364          * page->counters can cover frozen/inuse/objects as well
365          * as page->_refcount.  If we assign to ->counters directly
366          * we run the risk of losing updates to page->_refcount, so
367          * be careful and only assign to the fields we need.
368          */
369         page->frozen  = tmp.frozen;
370         page->inuse   = tmp.inuse;
371         page->objects = tmp.objects;
372 }
373
374 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
375 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
376                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
377                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
378                 const char *n)
379 {
380         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
381 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
382     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
383         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
384                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
385                                    freelist_old, counters_old,
386                                    freelist_new, counters_new))
387                         return true;
388         } else
389 #endif
390         {
391                 slab_lock(page);
392                 if (page->freelist == freelist_old &&
393                                         page->counters == counters_old) {
394                         page->freelist = freelist_new;
395                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
396                         slab_unlock(page);
397                         return true;
398                 }
399                 slab_unlock(page);
400         }
401
402         cpu_relax();
403         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
404
405 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
406         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
407 #endif
408
409         return false;
410 }
411
412 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
413                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
414                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
415                 const char *n)
416 {
417 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
418     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
419         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
420                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
421                                    freelist_old, counters_old,
422                                    freelist_new, counters_new))
423                         return true;
424         } else
425 #endif
426         {
427                 unsigned long flags;
428
429                 local_irq_save(flags);
430                 slab_lock(page);
431                 if (page->freelist == freelist_old &&
432                                         page->counters == counters_old) {
433                         page->freelist = freelist_new;
434                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
435                         slab_unlock(page);
436                         local_irq_restore(flags);
437                         return true;
438                 }
439                 slab_unlock(page);
440                 local_irq_restore(flags);
441         }
442
443         cpu_relax();
444         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
445
446 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
447         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
448 #endif
449
450         return false;
451 }
452
453 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
454 /*
455  * Determine a map of object in use on a page.
456  *
457  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
458  * not vanish from under us.
459  */
460 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
461 {
462         void *p;
463         void *addr = page_address(page);
464
465         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
466                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
467 }
468
469 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
470 {
471         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
472                 return s->size - s->red_left_pad;
473
474         return s->size;
475 }
476
477 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
478 {
479         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
480                 p -= s->red_left_pad;
481
482         return p;
483 }
484
485 /*
486  * Debug settings:
487  */
488 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
489 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
490 #else
491 static slab_flags_t slub_debug;
492 #endif
493
494 static char *slub_debug_slabs;
495 static int disable_higher_order_debug;
496
497 /*
498  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
499  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
500  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
501  * to tell kasan that these accesses are OK.
502  */
503 static inline void metadata_access_enable(void)
504 {
505         kasan_disable_current();
506 }
507
508 static inline void metadata_access_disable(void)
509 {
510         kasan_enable_current();
511 }
512
513 /*
514  * Object debugging
515  */
516
517 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
518 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
519                                 struct page *page, void *object)
520 {
521         void *base;
522
523         if (!object)
524                 return 1;
525
526         base = page_address(page);
527         object = restore_red_left(s, object);
528         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
529                 (object - base) % s->size) {
530                 return 0;
531         }
532
533         return 1;
534 }
535
536 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
537                           unsigned int length)
538 {
539         metadata_access_enable();
540         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
541                         length, 1);
542         metadata_access_disable();
543 }
544
545 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
546         enum track_item alloc)
547 {
548         struct track *p;
549
550         if (s->offset)
551                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
552         else
553                 p = object + s->inuse;
554
555         return p + alloc;
556 }
557
558 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
559                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
560 {
561         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
562
563         if (addr) {
564 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
565                 struct stack_trace trace;
566                 int i;
567
568                 trace.nr_entries = 0;
569                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
570                 trace.entries = p->addrs;
571                 trace.skip = 3;
572                 metadata_access_enable();
573                 save_stack_trace(&trace);
574                 metadata_access_disable();
575
576                 /* See rant in lockdep.c */
577                 if (trace.nr_entries != 0 &&
578                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
579                         trace.nr_entries--;
580
581                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
582                         p->addrs[i] = 0;
583 #endif
584                 p->addr = addr;
585                 p->cpu = smp_processor_id();
586                 p->pid = current->pid;
587                 p->when = jiffies;
588         } else
589                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
590 }
591
592 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
593 {
594         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
595                 return;
596
597         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
598         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
599 }
600
601 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
602 {
603         if (!t->addr)
604                 return;
605
606         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
607                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
608 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
609         {
610                 int i;
611                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
612                         if (t->addrs[i])
613                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
614                         else
615                                 break;
616         }
617 #endif
618 }
619
620 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
621 {
622         unsigned long pr_time = jiffies;
623         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
624                 return;
625
626         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
627         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
628 }
629
630 static void print_page_info(struct page *page)
631 {
632         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
633                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
634
635 }
636
637 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
638 {
639         struct va_format vaf;
640         va_list args;
641
642         va_start(args, fmt);
643         vaf.fmt = fmt;
644         vaf.va = &args;
645         pr_err("=============================================================================\n");
646         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
647         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
648
649         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
650         va_end(args);
651 }
652
653 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
654 {
655         struct va_format vaf;
656         va_list args;
657
658         va_start(args, fmt);
659         vaf.fmt = fmt;
660         vaf.va = &args;
661         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
662         va_end(args);
663 }
664
665 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
666 {
667         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
668         u8 *addr = page_address(page);
669
670         print_tracking(s, p);
671
672         print_page_info(page);
673
674         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
675                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
676
677         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
678                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p - s->red_left_pad,
679                               s->red_left_pad);
680         else if (p > addr + 16)
681                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
682
683         print_section(KERN_ERR, "Object ", p,
684                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
685         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
686                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p + s->object_size,
687                         s->inuse - s->object_size);
688
689         if (s->offset)
690                 off = s->offset + sizeof(void *);
691         else
692                 off = s->inuse;
693
694         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
695                 off += 2 * sizeof(struct track);
696
697         off += kasan_metadata_size(s);
698
699         if (off != size_from_object(s))
700                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
701                 print_section(KERN_ERR, "Padding ", p + off,
702                               size_from_object(s) - off);
703
704         dump_stack();
705 }
706
707 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
708                         u8 *object, char *reason)
709 {
710         slab_bug(s, "%s", reason);
711         print_trailer(s, page, object);
712 }
713
714 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
715                         const char *fmt, ...)
716 {
717         va_list args;
718         char buf[100];
719
720         va_start(args, fmt);
721         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
722         va_end(args);
723         slab_bug(s, "%s", buf);
724         print_page_info(page);
725         dump_stack();
726 }
727
728 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
729 {
730         u8 *p = object;
731
732         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
733                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
734
735         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
736                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
737                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
738         }
739
740         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
741                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
742 }
743
744 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
745                                                 void *from, void *to)
746 {
747         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
748         memset(from, data, to - from);
749 }
750
751 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
752                         u8 *object, char *what,
753                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
754 {
755         u8 *fault;
756         u8 *end;
757
758         metadata_access_enable();
759         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
760         metadata_access_disable();
761         if (!fault)
762                 return 1;
763
764         end = start + bytes;
765         while (end > fault && end[-1] == value)
766                 end--;
767
768         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
769         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
770                                         fault, end - 1, fault[0], value);
771         print_trailer(s, page, object);
772
773         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
774         return 0;
775 }
776
777 /*
778  * Object layout:
779  *
780  * object address
781  *      Bytes of the object to be managed.
782  *      If the freepointer may overlay the object then the free
783  *      pointer is the first word of the object.
784  *
785  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
786  *      0xa5 (POISON_END)
787  *
788  * object + s->object_size
789  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
790  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
791  *      object_size == inuse.
792  *
793  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
794  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
795  *
796  * object + s->inuse
797  *      Meta data starts here.
798  *
799  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
800  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
801  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
802  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
803  *              before the word boundary.
804  *
805  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
806  *
807  * object + s->size
808  *      Nothing is used beyond s->size.
809  *
810  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
811  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
812  * may be used with merged slabcaches.
813  */
814
815 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
816 {
817         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
818
819         if (s->offset)
820                 /* Freepointer is placed after the object. */
821                 off += sizeof(void *);
822
823         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
824                 /* We also have user information there */
825                 off += 2 * sizeof(struct track);
826
827         off += kasan_metadata_size(s);
828
829         if (size_from_object(s) == off)
830                 return 1;
831
832         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
833                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
834 }
835
836 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
837 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
838 {
839         u8 *start;
840         u8 *fault;
841         u8 *end;
842         u8 *pad;
843         int length;
844         int remainder;
845
846         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
847                 return 1;
848
849         start = page_address(page);
850         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
851         end = start + length;
852         remainder = length % s->size;
853         if (!remainder)
854                 return 1;
855
856         pad = end - remainder;
857         metadata_access_enable();
858         fault = memchr_inv(pad, POISON_INUSE, remainder);
859         metadata_access_disable();
860         if (!fault)
861                 return 1;
862         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
863                 end--;
864
865         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
866         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
867
868         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
869         return 0;
870 }
871
872 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
873                                         void *object, u8 val)
874 {
875         u8 *p = object;
876         u8 *endobject = object + s->object_size;
877
878         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
879                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
880                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
881                         return 0;
882
883                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
884                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
885                         return 0;
886         } else {
887                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
888                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
889                                 endobject, POISON_INUSE,
890                                 s->inuse - s->object_size);
891                 }
892         }
893
894         if (s->flags & SLAB_POISON) {
895                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
896                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
897                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
898                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
899                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
900                         return 0;
901                 /*
902                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
903                  */
904                 check_pad_bytes(s, page, p);
905         }
906
907         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
908                 /*
909                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
910                  * freepointer while object is allocated.
911                  */
912                 return 1;
913
914         /* Check free pointer validity */
915         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
916                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
917                 /*
918                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
919                  * of the free objects in this slab. May cause
920                  * another error because the object count is now wrong.
921                  */
922                 set_freepointer(s, p, NULL);
923                 return 0;
924         }
925         return 1;
926 }
927
928 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
929 {
930         int maxobj;
931
932         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
933
934         if (!PageSlab(page)) {
935                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
936                 return 0;
937         }
938
939         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
940         if (page->objects > maxobj) {
941                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
942                         page->objects, maxobj);
943                 return 0;
944         }
945         if (page->inuse > page->objects) {
946                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
947                         page->inuse, page->objects);
948                 return 0;
949         }
950         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
951         slab_pad_check(s, page);
952         return 1;
953 }
954
955 /*
956  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
957  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
958  */
959 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
960 {
961         int nr = 0;
962         void *fp;
963         void *object = NULL;
964         int max_objects;
965
966         fp = page->freelist;
967         while (fp && nr <= page->objects) {
968                 if (fp == search)
969                         return 1;
970                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
971                         if (object) {
972                                 object_err(s, page, object,
973                                         "Freechain corrupt");
974                                 set_freepointer(s, object, NULL);
975                         } else {
976                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
977                                 page->freelist = NULL;
978                                 page->inuse = page->objects;
979                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
980                                 return 0;
981                         }
982                         break;
983                 }
984                 object = fp;
985                 fp = get_freepointer(s, object);
986                 nr++;
987         }
988
989         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
990         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
991                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
992
993         if (page->objects != max_objects) {
994                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
995                          page->objects, max_objects);
996                 page->objects = max_objects;
997                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
998         }
999         if (page->inuse != page->objects - nr) {
1000                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1001                          page->inuse, page->objects - nr);
1002                 page->inuse = page->objects - nr;
1003                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
1004         }
1005         return search == NULL;
1006 }
1007
1008 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1009                                                                 int alloc)
1010 {
1011         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1012                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1013                         s->name,
1014                         alloc ? "alloc" : "free",
1015                         object, page->inuse,
1016                         page->freelist);
1017
1018                 if (!alloc)
1019                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1020                                         s->object_size);
1021
1022                 dump_stack();
1023         }
1024 }
1025
1026 /*
1027  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1028  */
1029 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1030         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1031 {
1032         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1033                 return;
1034
1035         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1036         list_add(&page->lru, &n->full);
1037 }
1038
1039 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1040 {
1041         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1042                 return;
1043
1044         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1045         list_del(&page->lru);
1046 }
1047
1048 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1049 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1050 {
1051         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1052
1053         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1054 }
1055
1056 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1057 {
1058         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1059 }
1060
1061 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1062 {
1063         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1064
1065         /*
1066          * May be called early in order to allocate a slab for the
1067          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1068          * dilemma by deferring the increment of the count during
1069          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1070          */
1071         if (likely(n)) {
1072                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1073                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1074         }
1075 }
1076 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1077 {
1078         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1079
1080         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1081         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1082 }
1083
1084 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1085 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1086                                                                 void *object)
1087 {
1088         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1089                 return;
1090
1091         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1092         init_tracking(s, object);
1093 }
1094
1095 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1096                                         struct page *page,
1097                                         void *object, unsigned long addr)
1098 {
1099         if (!check_slab(s, page))
1100                 return 0;
1101
1102         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1103                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1104                 return 0;
1105         }
1106
1107         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1108                 return 0;
1109
1110         return 1;
1111 }
1112
1113 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1114                                         struct page *page,
1115                                         void *object, unsigned long addr)
1116 {
1117         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1118                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object, addr))
1119                         goto bad;
1120         }
1121
1122         /* Success perform special debug activities for allocs */
1123         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1124                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1125         trace(s, page, object, 1);
1126         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1127         return 1;
1128
1129 bad:
1130         if (PageSlab(page)) {
1131                 /*
1132                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1133                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1134                  * as used avoids touching the remaining objects.
1135                  */
1136                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1137                 page->inuse = page->objects;
1138                 page->freelist = NULL;
1139         }
1140         return 0;
1141 }
1142
1143 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1144                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1145 {
1146         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1147                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1148                 return 0;
1149         }
1150
1151         if (on_freelist(s, page, object)) {
1152                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1153                 return 0;
1154         }
1155
1156         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1157                 return 0;
1158
1159         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1160                 if (!PageSlab(page)) {
1161                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1162                                  object);
1163                 } else if (!page->slab_cache) {
1164                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1165                                object);
1166                         dump_stack();
1167                 } else
1168                         object_err(s, page, object,
1169                                         "page slab pointer corrupt.");
1170                 return 0;
1171         }
1172         return 1;
1173 }
1174
1175 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1176 static noinline int free_debug_processing(
1177         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1178         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1179         unsigned long addr)
1180 {
1181         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1182         void *object = head;
1183         int cnt = 0;
1184         unsigned long uninitialized_var(flags);
1185         int ret = 0;
1186
1187         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1188         slab_lock(page);
1189
1190         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1191                 if (!check_slab(s, page))
1192                         goto out;
1193         }
1194
1195 next_object:
1196         cnt++;
1197
1198         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1199                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1200                         goto out;
1201         }
1202
1203         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1204                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1205         trace(s, page, object, 0);
1206         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1207         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1208
1209         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1210         if (object != tail) {
1211                 object = get_freepointer(s, object);
1212                 goto next_object;
1213         }
1214         ret = 1;
1215
1216 out:
1217         if (cnt != bulk_cnt)
1218                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1219                          bulk_cnt, cnt);
1220
1221         slab_unlock(page);
1222         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1223         if (!ret)
1224                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1225         return ret;
1226 }
1227
1228 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1229 {
1230         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1231         if (*str++ != '=' || !*str)
1232                 /*
1233                  * No options specified. Switch on full debugging.
1234                  */
1235                 goto out;
1236
1237         if (*str == ',')
1238                 /*
1239                  * No options but restriction on slabs. This means full
1240                  * debugging for slabs matching a pattern.
1241                  */
1242                 goto check_slabs;
1243
1244         slub_debug = 0;
1245         if (*str == '-')
1246                 /*
1247                  * Switch off all debugging measures.
1248                  */
1249                 goto out;
1250
1251         /*
1252          * Determine which debug features should be switched on
1253          */
1254         for (; *str && *str != ','; str++) {
1255                 switch (tolower(*str)) {
1256                 case 'f':
1257                         slub_debug |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1258                         break;
1259                 case 'z':
1260                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1261                         break;
1262                 case 'p':
1263                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1264                         break;
1265                 case 'u':
1266                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1267                         break;
1268                 case 't':
1269                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1270                         break;
1271                 case 'a':
1272                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1273                         break;
1274                 case 'o':
1275                         /*
1276                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1277                          * order would increase as a result.
1278                          */
1279                         disable_higher_order_debug = 1;
1280                         break;
1281                 default:
1282                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1283                                *str);
1284                 }
1285         }
1286
1287 check_slabs:
1288         if (*str == ',')
1289                 slub_debug_slabs = str + 1;
1290 out:
1291         return 1;
1292 }
1293
1294 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1295
1296 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1297         slab_flags_t flags, const char *name,
1298         void (*ctor)(void *))
1299 {
1300         /*
1301          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1302          */
1303         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1304                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1305                 flags |= slub_debug;
1306
1307         return flags;
1308 }
1309 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1310 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1311                         struct page *page, void *object) {}
1312
1313 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1314         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1315
1316 static inline int free_debug_processing(
1317         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1318         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1319         unsigned long addr) { return 0; }
1320
1321 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1322                         { return 1; }
1323 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1324                         void *object, u8 val) { return 1; }
1325 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1326                                         struct page *page) {}
1327 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1328                                         struct page *page) {}
1329 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1330         slab_flags_t flags, const char *name,
1331         void (*ctor)(void *))
1332 {
1333         return flags;
1334 }
1335 #define slub_debug 0
1336
1337 #define disable_higher_order_debug 0
1338
1339 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1340                                                         { return 0; }
1341 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1342                                                         { return 0; }
1343 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1344                                                         int objects) {}
1345 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1346                                                         int objects) {}
1347
1348 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1349
1350 /*
1351  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1352  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1353  */
1354 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1355 {
1356         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1357         kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1358 }
1359
1360 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1361 {
1362         kmemleak_free(x);
1363         kasan_kfree_large(x, _RET_IP_);
1364 }
1365
1366 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1367 {
1368         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1369
1370         /*
1371          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1372          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1373          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1374          */
1375 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1376         {
1377                 unsigned long flags;
1378
1379                 local_irq_save(flags);
1380                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1381                 local_irq_restore(flags);
1382         }
1383 #endif
1384         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1385                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1386
1387         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse */
1388         return kasan_slab_free(s, x, _RET_IP_);
1389 }
1390
1391 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1392                                            void **head, void **tail)
1393 {
1394 /*
1395  * Compiler cannot detect this function can be removed if slab_free_hook()
1396  * evaluates to nothing.  Thus, catch all relevant config debug options here.
1397  */
1398 #if defined(CONFIG_LOCKDEP)     ||              \
1399         defined(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK) ||       \
1400         defined(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_FREE) ||   \
1401         defined(CONFIG_KASAN)
1402
1403         void *object;
1404         void *next = *head;
1405         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1406
1407         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1408         *head = NULL;
1409         *tail = NULL;
1410
1411         do {
1412                 object = next;
1413                 next = get_freepointer(s, object);
1414                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1415                 if (!slab_free_hook(s, object)) {
1416                         /* Move object to the new freelist */
1417                         set_freepointer(s, object, *head);
1418                         *head = object;
1419                         if (!*tail)
1420                                 *tail = object;
1421                 }
1422         } while (object != old_tail);
1423
1424         if (*head == *tail)
1425                 *tail = NULL;
1426
1427         return *head != NULL;
1428 #else
1429         return true;
1430 #endif
1431 }
1432
1433 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1434                                 void *object)
1435 {
1436         setup_object_debug(s, page, object);
1437         kasan_init_slab_obj(s, object);
1438         if (unlikely(s->ctor)) {
1439                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1440                 s->ctor(object);
1441                 kasan_poison_object_data(s, object);
1442         }
1443 }
1444
1445 /*
1446  * Slab allocation and freeing
1447  */
1448 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1449                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1450 {
1451         struct page *page;
1452         unsigned int order = oo_order(oo);
1453
1454         if (node == NUMA_NO_NODE)
1455                 page = alloc_pages(flags, order);
1456         else
1457                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1458
1459         if (page && memcg_charge_slab(page, flags, order, s)) {
1460                 __free_pages(page, order);
1461                 page = NULL;
1462         }
1463
1464         return page;
1465 }
1466
1467 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1468 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1469 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1470 {
1471         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1472         int err;
1473
1474         /* Bailout if already initialised */
1475         if (s->random_seq)
1476                 return 0;
1477
1478         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1479         if (err) {
1480                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1481                         s->name);
1482                 return err;
1483         }
1484
1485         /* Transform to an offset on the set of pages */
1486         if (s->random_seq) {
1487                 unsigned int i;
1488
1489                 for (i = 0; i < count; i++)
1490                         s->random_seq[i] *= s->size;
1491         }
1492         return 0;
1493 }
1494
1495 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1496 static void __init init_freelist_randomization(void)
1497 {
1498         struct kmem_cache *s;
1499
1500         mutex_lock(&slab_mutex);
1501
1502         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1503                 init_cache_random_seq(s);
1504
1505         mutex_unlock(&slab_mutex);
1506 }
1507
1508 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1509 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1510                                 unsigned long *pos, void *start,
1511                                 unsigned long page_limit,
1512                                 unsigned long freelist_count)
1513 {
1514         unsigned int idx;
1515
1516         /*
1517          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1518          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1519          */
1520         do {
1521                 idx = s->random_seq[*pos];
1522                 *pos += 1;
1523                 if (*pos >= freelist_count)
1524                         *pos = 0;
1525         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1526
1527         return (char *)start + idx;
1528 }
1529
1530 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1531 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1532 {
1533         void *start;
1534         void *cur;
1535         void *next;
1536         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1537
1538         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1539                 return false;
1540
1541         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1542         pos = get_random_int() % freelist_count;
1543
1544         page_limit = page->objects * s->size;
1545         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1546
1547         /* First entry is used as the base of the freelist */
1548         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1549                                 freelist_count);
1550         page->freelist = cur;
1551
1552         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1553                 setup_object(s, page, cur);
1554                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1555                         freelist_count);
1556                 set_freepointer(s, cur, next);
1557                 cur = next;
1558         }
1559         setup_object(s, page, cur);
1560         set_freepointer(s, cur, NULL);
1561
1562         return true;
1563 }
1564 #else
1565 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1566 {
1567         return 0;
1568 }
1569 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1570 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1571 {
1572         return false;
1573 }
1574 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1575
1576 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1577 {
1578         struct page *page;
1579         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1580         gfp_t alloc_gfp;
1581         void *start, *p;
1582         int idx, order;
1583         bool shuffle;
1584
1585         flags &= gfp_allowed_mask;
1586
1587         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1588                 local_irq_enable();
1589
1590         flags |= s->allocflags;
1591
1592         /*
1593          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1594          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1595          */
1596         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1597         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1598                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1599
1600         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1601         if (unlikely(!page)) {
1602                 oo = s->min;
1603                 alloc_gfp = flags;
1604                 /*
1605                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1606                  * Try a lower order alloc if possible
1607                  */
1608                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1609                 if (unlikely(!page))
1610                         goto out;
1611                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1612         }
1613
1614         page->objects = oo_objects(oo);
1615
1616         order = compound_order(page);
1617         page->slab_cache = s;
1618         __SetPageSlab(page);
1619         if (page_is_pfmemalloc(page))
1620                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1621
1622         start = page_address(page);
1623
1624         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1625                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1626
1627         kasan_poison_slab(page);
1628
1629         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1630
1631         if (!shuffle) {
1632                 for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1633                         setup_object(s, page, p);
1634                         if (likely(idx < page->objects))
1635                                 set_freepointer(s, p, p + s->size);
1636                         else
1637                                 set_freepointer(s, p, NULL);
1638                 }
1639                 page->freelist = fixup_red_left(s, start);
1640         }
1641
1642         page->inuse = page->objects;
1643         page->frozen = 1;
1644
1645 out:
1646         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1647                 local_irq_disable();
1648         if (!page)
1649                 return NULL;
1650
1651         mod_lruvec_page_state(page,
1652                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1653                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1654                 1 << oo_order(oo));
1655
1656         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1657
1658         return page;
1659 }
1660
1661 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1662 {
1663         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1664                 gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
1665                 flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
1666                 pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
1667                                 invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
1668                 dump_stack();
1669         }
1670
1671         return allocate_slab(s,
1672                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1673 }
1674
1675 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1676 {
1677         int order = compound_order(page);
1678         int pages = 1 << order;
1679
1680         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1681                 void *p;
1682
1683                 slab_pad_check(s, page);
1684                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1685                                                 page->objects)
1686                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1687         }
1688
1689         mod_lruvec_page_state(page,
1690                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1691                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1692                 -pages);
1693
1694         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1695         __ClearPageSlab(page);
1696
1697         page_mapcount_reset(page);
1698         if (current->reclaim_state)
1699                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1700         memcg_uncharge_slab(page, order, s);
1701         __free_pages(page, order);
1702 }
1703
1704 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1705         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1706
1707 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1708 {
1709         struct page *page;
1710
1711         if (need_reserve_slab_rcu)
1712                 page = virt_to_head_page(h);
1713         else
1714                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1715
1716         __free_slab(page->slab_cache, page);
1717 }
1718
1719 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1720 {
1721         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1722                 struct rcu_head *head;
1723
1724                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1725                         int order = compound_order(page);
1726                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1727
1728                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1729                         head = page_address(page) + offset;
1730                 } else {
1731                         head = &page->rcu_head;
1732                 }
1733
1734                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1735         } else
1736                 __free_slab(s, page);
1737 }
1738
1739 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1740 {
1741         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1742         free_slab(s, page);
1743 }
1744
1745 /*
1746  * Management of partially allocated slabs.
1747  */
1748 static inline void
1749 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1750 {
1751         n->nr_partial++;
1752         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1753                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1754         else
1755                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1756 }
1757
1758 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1759                                 struct page *page, int tail)
1760 {
1761         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1762         __add_partial(n, page, tail);
1763 }
1764
1765 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1766                                         struct page *page)
1767 {
1768         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1769         list_del(&page->lru);
1770         n->nr_partial--;
1771 }
1772
1773 /*
1774  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1775  * return the pointer to the freelist.
1776  *
1777  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1778  */
1779 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1780                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1781                 int mode, int *objects)
1782 {
1783         void *freelist;
1784         unsigned long counters;
1785         struct page new;
1786
1787         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1788
1789         /*
1790          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1791          * The old freelist is the list of objects for the
1792          * per cpu allocation list.
1793          */
1794         freelist = page->freelist;
1795         counters = page->counters;
1796         new.counters = counters;
1797         *objects = new.objects - new.inuse;
1798         if (mode) {
1799                 new.inuse = page->objects;
1800                 new.freelist = NULL;
1801         } else {
1802                 new.freelist = freelist;
1803         }
1804
1805         VM_BUG_ON(new.frozen);
1806         new.frozen = 1;
1807
1808         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1809                         freelist, counters,
1810                         new.freelist, new.counters,
1811                         "acquire_slab"))
1812                 return NULL;
1813
1814         remove_partial(n, page);
1815         WARN_ON(!freelist);
1816         return freelist;
1817 }
1818
1819 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1820 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1821
1822 /*
1823  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1824  */
1825 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1826                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1827 {
1828         struct page *page, *page2;
1829         void *object = NULL;
1830         unsigned int available = 0;
1831         int objects;
1832
1833         /*
1834          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1835          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1836          * partial slab and there is none available then get_partials()
1837          * will return NULL.
1838          */
1839         if (!n || !n->nr_partial)
1840                 return NULL;
1841
1842         spin_lock(&n->list_lock);
1843         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1844                 void *t;
1845
1846                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1847                         continue;
1848
1849                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1850                 if (!t)
1851                         break;
1852
1853                 available += objects;
1854                 if (!object) {
1855                         c->page = page;
1856                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1857                         object = t;
1858                 } else {
1859                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1860                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1861                 }
1862                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1863                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
1864                         break;
1865
1866         }
1867         spin_unlock(&n->list_lock);
1868         return object;
1869 }
1870
1871 /*
1872  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1873  */
1874 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1875                 struct kmem_cache_cpu *c)
1876 {
1877 #ifdef CONFIG_NUMA
1878         struct zonelist *zonelist;
1879         struct zoneref *z;
1880         struct zone *zone;
1881         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1882         void *object;
1883         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1884
1885         /*
1886          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1887          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1888          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1889          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1890          *
1891          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1892          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1893          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1894          * from other nodes and filled up.
1895          *
1896          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
1897          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
1898          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
1899          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
1900          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1901          * with available objects.
1902          */
1903         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1904                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1905                 return NULL;
1906
1907         do {
1908                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1909                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1910                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1911                         struct kmem_cache_node *n;
1912
1913                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1914
1915                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1916                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1917                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1918                                 if (object) {
1919                                         /*
1920                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1921                                          * here - if mems_allowed was updated in
1922                                          * parallel, that was a harmless race
1923                                          * between allocation and the cpuset
1924                                          * update
1925                                          */
1926                                         return object;
1927                                 }
1928                         }
1929                 }
1930         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1931 #endif
1932         return NULL;
1933 }
1934
1935 /*
1936  * Get a partial page, lock it and return it.
1937  */
1938 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1939                 struct kmem_cache_cpu *c)
1940 {
1941         void *object;
1942         int searchnode = node;
1943
1944         if (node == NUMA_NO_NODE)
1945                 searchnode = numa_mem_id();
1946         else if (!node_present_pages(node))
1947                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1948
1949         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1950         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1951                 return object;
1952
1953         return get_any_partial(s, flags, c);
1954 }
1955
1956 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1957 /*
1958  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1959  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1960  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1961  */
1962 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1963 #else
1964 /*
1965  * No preemption supported therefore also no need to check for
1966  * different cpus.
1967  */
1968 #define TID_STEP 1
1969 #endif
1970
1971 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1972 {
1973         return tid + TID_STEP;
1974 }
1975
1976 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1977 {
1978         return tid % TID_STEP;
1979 }
1980
1981 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1982 {
1983         return tid / TID_STEP;
1984 }
1985
1986 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1987 {
1988         return cpu;
1989 }
1990
1991 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1992                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1993 {
1994 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1995         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1996
1997         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1998
1999 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2000         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2001                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2002                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2003         else
2004 #endif
2005         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2006                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2007                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2008         else
2009                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2010                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2011 #endif
2012         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2013 }
2014
2015 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2016 {
2017         int cpu;
2018
2019         for_each_possible_cpu(cpu)
2020                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2021 }
2022
2023 /*
2024  * Remove the cpu slab
2025  */
2026 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2027                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2028 {
2029         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2030         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2031         int lock = 0;
2032         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2033         void *nextfree;
2034         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2035         struct page new;
2036         struct page old;
2037
2038         if (page->freelist) {
2039                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2040                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2041         }
2042
2043         /*
2044          * Stage one: Free all available per cpu objects back
2045          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
2046          * last one.
2047          *
2048          * There is no need to take the list->lock because the page
2049          * is still frozen.
2050          */
2051         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
2052                 void *prior;
2053                 unsigned long counters;
2054
2055                 do {
2056                         prior = page->freelist;
2057                         counters = page->counters;
2058                         set_freepointer(s, freelist, prior);
2059                         new.counters = counters;
2060                         new.inuse--;
2061                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
2062
2063                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2064                         prior, counters,
2065                         freelist, new.counters,
2066                         "drain percpu freelist"));
2067
2068                 freelist = nextfree;
2069         }
2070
2071         /*
2072          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
2073          * list presence reflects the actual number of objects
2074          * during unfreeze.
2075          *
2076          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2077          * with the count. If there is a mismatch then the page
2078          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2079          *
2080          * Then we restart the process which may have to remove
2081          * the page from the list that we just put it on again
2082          * because the number of objects in the slab may have
2083          * changed.
2084          */
2085 redo:
2086
2087         old.freelist = page->freelist;
2088         old.counters = page->counters;
2089         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2090
2091         /* Determine target state of the slab */
2092         new.counters = old.counters;
2093         if (freelist) {
2094                 new.inuse--;
2095                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
2096                 new.freelist = freelist;
2097         } else
2098                 new.freelist = old.freelist;
2099
2100         new.frozen = 0;
2101
2102         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2103                 m = M_FREE;
2104         else if (new.freelist) {
2105                 m = M_PARTIAL;
2106                 if (!lock) {
2107                         lock = 1;
2108                         /*
2109                          * Taking the spinlock removes the possiblity
2110                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2111                          * is frozen
2112                          */
2113                         spin_lock(&n->list_lock);
2114                 }
2115         } else {
2116                 m = M_FULL;
2117                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
2118                         lock = 1;
2119                         /*
2120                          * This also ensures that the scanning of full
2121                          * slabs from diagnostic functions will not see
2122                          * any frozen slabs.
2123                          */
2124                         spin_lock(&n->list_lock);
2125                 }
2126         }
2127
2128         if (l != m) {
2129
2130                 if (l == M_PARTIAL)
2131
2132                         remove_partial(n, page);
2133
2134                 else if (l == M_FULL)
2135
2136                         remove_full(s, n, page);
2137
2138                 if (m == M_PARTIAL) {
2139
2140                         add_partial(n, page, tail);
2141                         stat(s, tail);
2142
2143                 } else if (m == M_FULL) {
2144
2145                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2146                         add_full(s, n, page);
2147
2148                 }
2149         }
2150
2151         l = m;
2152         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2153                                 old.freelist, old.counters,
2154                                 new.freelist, new.counters,
2155                                 "unfreezing slab"))
2156                 goto redo;
2157
2158         if (lock)
2159                 spin_unlock(&n->list_lock);
2160
2161         if (m == M_FREE) {
2162                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2163                 discard_slab(s, page);
2164                 stat(s, FREE_SLAB);
2165         }
2166
2167         c->page = NULL;
2168         c->freelist = NULL;
2169 }
2170
2171 /*
2172  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2173  *
2174  * This function must be called with interrupts disabled
2175  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2176  * to guarantee no concurrent accesses).
2177  */
2178 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2179                 struct kmem_cache_cpu *c)
2180 {
2181 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2182         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2183         struct page *page, *discard_page = NULL;
2184
2185         while ((page = c->partial)) {
2186                 struct page new;
2187                 struct page old;
2188
2189                 c->partial = page->next;
2190
2191                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2192                 if (n != n2) {
2193                         if (n)
2194                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2195
2196                         n = n2;
2197                         spin_lock(&n->list_lock);
2198                 }
2199
2200                 do {
2201
2202                         old.freelist = page->freelist;
2203                         old.counters = page->counters;
2204                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2205
2206                         new.counters = old.counters;
2207                         new.freelist = old.freelist;
2208
2209                         new.frozen = 0;
2210
2211                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2212                                 old.freelist, old.counters,
2213                                 new.freelist, new.counters,
2214                                 "unfreezing slab"));
2215
2216                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2217                         page->next = discard_page;
2218                         discard_page = page;
2219                 } else {
2220                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2221                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2222                 }
2223         }
2224
2225         if (n)
2226                 spin_unlock(&n->list_lock);
2227
2228         while (discard_page) {
2229                 page = discard_page;
2230                 discard_page = discard_page->next;
2231
2232                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2233                 discard_slab(s, page);
2234                 stat(s, FREE_SLAB);
2235         }
2236 #endif
2237 }
2238
2239 /*
2240  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2241  * slot if available.
2242  *
2243  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2244  * per node partial list.
2245  */
2246 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2247 {
2248 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2249         struct page *oldpage;
2250         int pages;
2251         int pobjects;
2252
2253         preempt_disable();
2254         do {
2255                 pages = 0;
2256                 pobjects = 0;
2257                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2258
2259                 if (oldpage) {
2260                         pobjects = oldpage->pobjects;
2261                         pages = oldpage->pages;
2262                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2263                                 unsigned long flags;
2264                                 /*
2265                                  * partial array is full. Move the existing
2266                                  * set to the per node partial list.
2267                                  */
2268                                 local_irq_save(flags);
2269                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2270                                 local_irq_restore(flags);
2271                                 oldpage = NULL;
2272                                 pobjects = 0;
2273                                 pages = 0;
2274                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2275                         }
2276                 }
2277
2278                 pages++;
2279                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2280
2281                 page->pages = pages;
2282                 page->pobjects = pobjects;
2283                 page->next = oldpage;
2284
2285         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2286                                                                 != oldpage);
2287         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2288                 unsigned long flags;
2289
2290                 local_irq_save(flags);
2291                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2292                 local_irq_restore(flags);
2293         }
2294         preempt_enable();
2295 #endif
2296 }
2297
2298 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2299 {
2300         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2301         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2302
2303         c->tid = next_tid(c->tid);
2304 }
2305
2306 /*
2307  * Flush cpu slab.
2308  *
2309  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2310  */
2311 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2312 {
2313         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2314
2315         if (likely(c)) {
2316                 if (c->page)
2317                         flush_slab(s, c);
2318
2319                 unfreeze_partials(s, c);
2320         }
2321 }
2322
2323 static void flush_cpu_slab(void *d)
2324 {
2325         struct kmem_cache *s = d;
2326
2327         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2328 }
2329
2330 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2331 {
2332         struct kmem_cache *s = info;
2333         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2334
2335         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2336 }
2337
2338 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2339 {
2340         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2341 }
2342
2343 /*
2344  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2345  * necessary.
2346  */
2347 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2348 {
2349         struct kmem_cache *s;
2350         unsigned long flags;
2351
2352         mutex_lock(&slab_mutex);
2353         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2354                 local_irq_save(flags);
2355                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2356                 local_irq_restore(flags);
2357         }
2358         mutex_unlock(&slab_mutex);
2359         return 0;
2360 }
2361
2362 /*
2363  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2364  * locality expectations.
2365  */
2366 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2367 {
2368 #ifdef CONFIG_NUMA
2369         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2370                 return 0;
2371 #endif
2372         return 1;
2373 }
2374
2375 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2376 static int count_free(struct page *page)
2377 {
2378         return page->objects - page->inuse;
2379 }
2380
2381 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2382 {
2383         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2384 }
2385 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2386
2387 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2388 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2389                                         int (*get_count)(struct page *))
2390 {
2391         unsigned long flags;
2392         unsigned long x = 0;
2393         struct page *page;
2394
2395         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2396         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2397                 x += get_count(page);
2398         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2399         return x;
2400 }
2401 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2402
2403 static noinline void
2404 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2405 {
2406 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2407         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2408                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2409         int node;
2410         struct kmem_cache_node *n;
2411
2412         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2413                 return;
2414
2415         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2416                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2417         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2418                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2419                 oo_order(s->min));
2420
2421         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2422                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2423                         s->name);
2424
2425         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2426                 unsigned long nr_slabs;
2427                 unsigned long nr_objs;
2428                 unsigned long nr_free;
2429
2430                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2431                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2432                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2433
2434                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2435                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2436         }
2437 #endif
2438 }
2439
2440 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2441                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2442 {
2443         void *freelist;
2444         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2445         struct page *page;
2446
2447         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2448
2449         if (freelist)
2450                 return freelist;
2451
2452         page = new_slab(s, flags, node);
2453         if (page) {
2454                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2455                 if (c->page)
2456                         flush_slab(s, c);
2457
2458                 /*
2459                  * No other reference to the page yet so we can
2460                  * muck around with it freely without cmpxchg
2461                  */
2462                 freelist = page->freelist;
2463                 page->freelist = NULL;
2464
2465                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2466                 c->page = page;
2467                 *pc = c;
2468         } else
2469                 freelist = NULL;
2470
2471         return freelist;
2472 }
2473
2474 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2475 {
2476         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2477                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2478
2479         return true;
2480 }
2481
2482 /*
2483  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2484  * per cpu freelist or deactivate the page.
2485  *
2486  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2487  *
2488  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2489  *
2490  * This function must be called with interrupt disabled.
2491  */
2492 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2493 {
2494         struct page new;
2495         unsigned long counters;
2496         void *freelist;
2497
2498         do {
2499                 freelist = page->freelist;
2500                 counters = page->counters;
2501
2502                 new.counters = counters;
2503                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2504
2505                 new.inuse = page->objects;
2506                 new.frozen = freelist != NULL;
2507
2508         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2509                 freelist, counters,
2510                 NULL, new.counters,
2511                 "get_freelist"));
2512
2513         return freelist;
2514 }
2515
2516 /*
2517  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2518  * debugging duties.
2519  *
2520  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2521  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2522  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2523  *
2524  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2525  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2526  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2527  *
2528  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2529  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2530  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2531  *
2532  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2533  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2534  */
2535 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2536                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2537 {
2538         void *freelist;
2539         struct page *page;
2540
2541         page = c->page;
2542         if (!page)
2543                 goto new_slab;
2544 redo:
2545
2546         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2547                 int searchnode = node;
2548
2549                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2550                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2551
2552                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2553                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2554                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2555                         goto new_slab;
2556                 }
2557         }
2558
2559         /*
2560          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2561          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2562          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2563          */
2564         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2565                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2566                 goto new_slab;
2567         }
2568
2569         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2570         freelist = c->freelist;
2571         if (freelist)
2572                 goto load_freelist;
2573
2574         freelist = get_freelist(s, page);
2575
2576         if (!freelist) {
2577                 c->page = NULL;
2578                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2579                 goto new_slab;
2580         }
2581
2582         stat(s, ALLOC_REFILL);
2583
2584 load_freelist:
2585         /*
2586          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2587          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2588          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2589          */
2590         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2591         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2592         c->tid = next_tid(c->tid);
2593         return freelist;
2594
2595 new_slab:
2596
2597         if (slub_percpu_partial(c)) {
2598                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2599                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2600                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2601                 goto redo;
2602         }
2603
2604         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2605
2606         if (unlikely(!freelist)) {
2607                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2608                 return NULL;
2609         }
2610
2611         page = c->page;
2612         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2613                 goto load_freelist;
2614
2615         /* Only entered in the debug case */
2616         if (kmem_cache_debug(s) &&
2617                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2618                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2619
2620         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2621         return freelist;
2622 }
2623
2624 /*
2625  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2626  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2627  */
2628 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2629                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2630 {
2631         void *p;
2632         unsigned long flags;
2633
2634         local_irq_save(flags);
2635 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2636         /*
2637          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2638          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2639          * pointer.
2640          */
2641         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2642 #endif
2643
2644         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2645         local_irq_restore(flags);
2646         return p;
2647 }
2648
2649 /*
2650  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2651  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2652  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2653  *
2654  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2655  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2656  *
2657  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2658  */
2659 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2660                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2661 {
2662         void *object;
2663         struct kmem_cache_cpu *c;
2664         struct page *page;
2665         unsigned long tid;
2666
2667         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2668         if (!s)
2669                 return NULL;
2670 redo:
2671         /*
2672          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2673          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2674          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2675          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2676          *
2677          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2678          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2679          * to check if it is matched or not.
2680          */
2681         do {
2682                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2683                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2684         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2685                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2686
2687         /*
2688          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2689          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2690          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2691          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2692          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2693          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2694          */
2695         barrier();
2696
2697         /*
2698          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2699          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2700          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2701          * linked list in between.
2702          */
2703
2704         object = c->freelist;
2705         page = c->page;
2706         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2707                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2708                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2709         } else {
2710                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2711
2712                 /*
2713                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2714                  * operation and if we are on the right processor.
2715                  *
2716                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2717                  * semantics!)
2718                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2719                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2720                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2721                  *
2722                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2723                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2724                  * other cpus.
2725                  */
2726                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2727                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2728                                 object, tid,
2729                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2730
2731                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2732                         goto redo;
2733                 }
2734                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2735                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2736         }
2737
2738         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2739                 memset(object, 0, s->object_size);
2740
2741         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2742
2743         return object;
2744 }
2745
2746 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2747                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2748 {
2749         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2750 }
2751
2752 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2753 {
2754         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2755
2756         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2757                                 s->size, gfpflags);
2758
2759         return ret;
2760 }
2761 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2762
2763 #ifdef CONFIG_TRACING
2764 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2765 {
2766         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2767         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2768         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2769         return ret;
2770 }
2771 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2772 #endif
2773
2774 #ifdef CONFIG_NUMA
2775 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2776 {
2777         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2778
2779         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2780                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2781
2782         return ret;
2783 }
2784 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2785
2786 #ifdef CONFIG_TRACING
2787 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2788                                     gfp_t gfpflags,
2789                                     int node, size_t size)
2790 {
2791         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2792
2793         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2794                            size, s->size, gfpflags, node);
2795
2796         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2797         return ret;
2798 }
2799 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2800 #endif
2801 #endif
2802
2803 /*
2804  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2805  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2806  *
2807  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2808  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2809  * handling required then we can return immediately.
2810  */
2811 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2812                         void *head, void *tail, int cnt,
2813                         unsigned long addr)
2814
2815 {
2816         void *prior;
2817         int was_frozen;
2818         struct page new;
2819         unsigned long counters;
2820         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2821         unsigned long uninitialized_var(flags);
2822
2823         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2824
2825         if (kmem_cache_debug(s) &&
2826             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2827                 return;
2828
2829         do {
2830                 if (unlikely(n)) {
2831                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2832                         n = NULL;
2833                 }
2834                 prior = page->freelist;
2835                 counters = page->counters;
2836                 set_freepointer(s, tail, prior);
2837                 new.counters = counters;
2838                 was_frozen = new.frozen;
2839                 new.inuse -= cnt;
2840                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2841
2842                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2843
2844                                 /*
2845                                  * Slab was on no list before and will be
2846                                  * partially empty
2847                                  * We can defer the list move and instead
2848                                  * freeze it.
2849                                  */
2850                                 new.frozen = 1;
2851
2852                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2853
2854                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2855                                 /*
2856                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2857                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2858                                  * drop the list_lock without any processing.
2859                                  *
2860                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2861                                  * other processors updating the list of slabs.
2862                                  */
2863                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2864
2865                         }
2866                 }
2867
2868         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2869                 prior, counters,
2870                 head, new.counters,
2871                 "__slab_free"));
2872
2873         if (likely(!n)) {
2874
2875                 /*
2876                  * If we just froze the page then put it onto the
2877                  * per cpu partial list.
2878                  */
2879                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2880                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2881                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2882                 }
2883                 /*
2884                  * The list lock was not taken therefore no list
2885                  * activity can be necessary.
2886                  */
2887                 if (was_frozen)
2888                         stat(s, FREE_FROZEN);
2889                 return;
2890         }
2891
2892         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2893                 goto slab_empty;
2894
2895         /*
2896          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2897          * then add it.
2898          */
2899         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2900                 if (kmem_cache_debug(s))
2901                         remove_full(s, n, page);
2902                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2903                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2904         }
2905         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2906         return;
2907
2908 slab_empty:
2909         if (prior) {
2910                 /*
2911                  * Slab on the partial list.
2912                  */
2913                 remove_partial(n, page);
2914                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2915         } else {
2916                 /* Slab must be on the full list */
2917                 remove_full(s, n, page);
2918         }
2919
2920         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2921         stat(s, FREE_SLAB);
2922         discard_slab(s, page);
2923 }
2924
2925 /*
2926  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2927  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2928  *
2929  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2930  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2931  * the item before.
2932  *
2933  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2934  * with all sorts of special processing.
2935  *
2936  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2937  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2938  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2939  */
2940 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
2941                                 struct page *page, void *head, void *tail,
2942                                 int cnt, unsigned long addr)
2943 {
2944         void *tail_obj = tail ? : head;
2945         struct kmem_cache_cpu *c;
2946         unsigned long tid;
2947 redo:
2948         /*
2949          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2950          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2951          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2952          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2953          */
2954         do {
2955                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2956                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2957         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2958                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2959
2960         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2961         barrier();
2962
2963         if (likely(page == c->page)) {
2964                 set_freepointer(s, tail_obj, c->freelist);
2965
2966                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2967                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2968                                 c->freelist, tid,
2969                                 head, next_tid(tid)))) {
2970
2971                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2972                         goto redo;
2973                 }
2974                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2975         } else
2976                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
2977
2978 }
2979
2980 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2981                                       void *head, void *tail, int cnt,
2982                                       unsigned long addr)
2983 {
2984         /*
2985          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
2986          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
2987          */
2988         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
2989                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
2990 }
2991
2992 #ifdef CONFIG_KASAN
2993 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
2994 {
2995         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
2996 }
2997 #endif
2998
2999 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3000 {
3001         s = cache_from_obj(s, x);
3002         if (!s)
3003                 return;
3004         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3005         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
3006 }
3007 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3008
3009 struct detached_freelist {
3010         struct page *page;
3011         void *tail;
3012         void *freelist;
3013         int cnt;
3014         struct kmem_cache *s;
3015 };
3016
3017 /*
3018  * This function progressively scans the array with free objects (with
3019  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3020  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3021  * page/objects.  This can happen without any need for
3022  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3023  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3024  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3025  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3026  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3027  * to performance reasons.
3028  */
3029 static inline
3030 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3031                             void **p, struct detached_freelist *df)
3032 {
3033         size_t first_skipped_index = 0;
3034         int lookahead = 3;
3035         void *object;
3036         struct page *page;
3037
3038         /* Always re-init detached_freelist */
3039         df->page = NULL;
3040
3041         do {
3042                 object = p[--size];
3043                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3044         } while (!object && size);
3045
3046         if (!object)
3047                 return 0;
3048
3049         page = virt_to_head_page(object);
3050         if (!s) {
3051                 /* Handle kalloc'ed objects */
3052                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3053                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3054                         kfree_hook(object);
3055                         __free_pages(page, compound_order(page));
3056                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3057                         return size;
3058                 }
3059                 /* Derive kmem_cache from object */
3060                 df->s = page->slab_cache;
3061         } else {
3062                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3063         }
3064
3065         /* Start new detached freelist */
3066         df->page = page;
3067         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3068         df->tail = object;
3069         df->freelist = object;
3070         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3071         df->cnt = 1;
3072
3073         while (size) {
3074                 object = p[--size];
3075                 if (!object)
3076                         continue; /* Skip processed objects */
3077
3078                 /* df->page is always set at this point */
3079                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3080                         /* Opportunity build freelist */
3081                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3082                         df->freelist = object;
3083                         df->cnt++;
3084                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3085
3086                         continue;
3087                 }
3088
3089                 /* Limit look ahead search */
3090                 if (!--lookahead)
3091                         break;
3092
3093                 if (!first_skipped_index)
3094                         first_skipped_index = size + 1;
3095         }
3096
3097         return first_skipped_index;
3098 }
3099
3100 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3101 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3102 {
3103         if (WARN_ON(!size))
3104                 return;
3105
3106         do {
3107                 struct detached_freelist df;
3108
3109                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3110                 if (!df.page)
3111                         continue;
3112
3113                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
3114         } while (likely(size));
3115 }
3116 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3117
3118 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3119 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3120                           void **p)
3121 {
3122         struct kmem_cache_cpu *c;
3123         int i;
3124
3125         /* memcg and kmem_cache debug support */
3126         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3127         if (unlikely(!s))
3128                 return false;
3129         /*
3130          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3131          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3132          * handlers invoking normal fastpath.
3133          */
3134         local_irq_disable();
3135         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3136
3137         for (i = 0; i < size; i++) {
3138                 void *object = c->freelist;
3139
3140                 if (unlikely(!object)) {
3141                         /*
3142                          * Invoking slow path likely have side-effect
3143                          * of re-populating per CPU c->freelist
3144                          */
3145                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3146                                             _RET_IP_, c);
3147                         if (unlikely(!p[i]))
3148                                 goto error;
3149
3150                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3151                         continue; /* goto for-loop */
3152                 }
3153                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3154                 p[i] = object;
3155         }
3156         c->tid = next_tid(c->tid);
3157         local_irq_enable();
3158
3159         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3160         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO)) {
3161                 int j;
3162
3163                 for (j = 0; j < i; j++)
3164                         memset(p[j], 0, s->object_size);
3165         }
3166
3167         /* memcg and kmem_cache debug support */
3168         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3169         return i;
3170 error:
3171         local_irq_enable();
3172         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3173         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3174         return 0;
3175 }
3176 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3177
3178
3179 /*
3180  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3181  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3182  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3183  * another.
3184  *
3185  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3186  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3187  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3188  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3189  * locking overhead.
3190  */
3191
3192 /*
3193  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3194  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3195  * and increases the number of allocations possible without having to
3196  * take the list_lock.
3197  */
3198 static unsigned int slub_min_order;
3199 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3200 static unsigned int slub_min_objects;
3201
3202 /*
3203  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3204  *
3205  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3206  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3207  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3208  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3209  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3210  * would be wasted.
3211  *
3212  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3213  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3214  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3215  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3216  *
3217  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3218  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3219  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3220  * of space in favor of a small page order.
3221  *
3222  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3223  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3224  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3225  * the smallest order which will fit the object.
3226  */
3227 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3228                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3229                 unsigned int fract_leftover, unsigned int reserved)
3230 {
3231         unsigned int min_order = slub_min_order;
3232         unsigned int order;
3233
3234         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3235                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3236
3237         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size + reserved));
3238                         order <= max_order; order++) {
3239
3240                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3241                 unsigned int rem;
3242
3243                 rem = (slab_size - reserved) % size;
3244
3245                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3246                         break;
3247         }
3248
3249         return order;
3250 }
3251
3252 static inline int calculate_order(unsigned int size, unsigned int reserved)
3253 {
3254         unsigned int order;
3255         unsigned int min_objects;
3256         unsigned int max_objects;
3257
3258         /*
3259          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3260          * works by first attempting to generate a layout with
3261          * the best configuration and backing off gradually.
3262          *
3263          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3264          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3265          */
3266         min_objects = slub_min_objects;
3267         if (!min_objects)
3268                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3269         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
3270         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3271
3272         while (min_objects > 1) {
3273                 unsigned int fraction;
3274
3275                 fraction = 16;
3276                 while (fraction >= 4) {
3277                         order = slab_order(size, min_objects,
3278                                         slub_max_order, fraction, reserved);
3279                         if (order <= slub_max_order)
3280                                 return order;
3281                         fraction /= 2;
3282                 }
3283                 min_objects--;
3284         }
3285
3286         /*
3287          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3288          * lets see if we can place a single object there.
3289          */
3290         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
3291         if (order <= slub_max_order)
3292                 return order;
3293
3294         /*
3295          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3296          */
3297         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
3298         if (order < MAX_ORDER)
3299                 return order;
3300         return -ENOSYS;
3301 }
3302
3303 static void
3304 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3305 {
3306         n->nr_partial = 0;
3307         spin_lock_init(&n->list_lock);
3308         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3309 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3310         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3311         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3312         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3313 #endif
3314 }
3315
3316 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3317 {
3318         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3319                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3320
3321         /*
3322          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3323          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3324          */
3325         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3326                                      2 * sizeof(void *));
3327
3328         if (!s->cpu_slab)
3329                 return 0;
3330
3331         init_kmem_cache_cpus(s);
3332
3333         return 1;
3334 }
3335
3336 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3337
3338 /*
3339  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3340  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3341  * possible.
3342  *
3343  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3344  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3345  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3346  */
3347 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3348 {
3349         struct page *page;
3350         struct kmem_cache_node *n;
3351
3352         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3353
3354         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3355
3356         BUG_ON(!page);
3357         if (page_to_nid(page) != node) {
3358                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3359                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3360         }
3361
3362         n = page->freelist;
3363         BUG_ON(!n);
3364         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3365         page->inuse = 1;
3366         page->frozen = 0;
3367         kmem_cache_node->node[node] = n;
3368 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3369         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3370         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3371 #endif
3372         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node),
3373                       GFP_KERNEL);
3374         init_kmem_cache_node(n);
3375         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3376
3377         /*
3378          * No locks need to be taken here as it has just been
3379          * initialized and there is no concurrent access.
3380          */
3381         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3382 }
3383
3384 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3385 {
3386         int node;
3387         struct kmem_cache_node *n;
3388
3389         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3390                 s->node[node] = NULL;
3391                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3392         }
3393 }
3394
3395 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3396 {
3397         cache_random_seq_destroy(s);
3398         free_percpu(s->cpu_slab);
3399         free_kmem_cache_nodes(s);
3400 }
3401
3402 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3403 {
3404         int node;
3405
3406         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3407                 struct kmem_cache_node *n;
3408
3409                 if (slab_state == DOWN) {
3410                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3411                         continue;
3412                 }
3413                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3414                                                 GFP_KERNEL, node);
3415
3416                 if (!n) {
3417                         free_kmem_cache_nodes(s);
3418                         return 0;
3419                 }
3420
3421                 init_kmem_cache_node(n);
3422                 s->node[node] = n;
3423         }
3424         return 1;
3425 }
3426
3427 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3428 {
3429         if (min < MIN_PARTIAL)
3430                 min = MIN_PARTIAL;
3431         else if (min > MAX_PARTIAL)
3432                 min = MAX_PARTIAL;
3433         s->min_partial = min;
3434 }
3435
3436 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3437 {
3438 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3439         /*
3440          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3441          * per cpu partial lists of a processor.
3442          *
3443          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3444          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3445          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3446          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3447          *
3448          * This setting also determines
3449          *
3450          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3451          *    per node list when we reach the limit.
3452          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3453          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3454          *    50% to keep some capacity around for frees.
3455          */
3456         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3457                 s->cpu_partial = 0;
3458         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3459                 s->cpu_partial = 2;
3460         else if (s->size >= 1024)
3461                 s->cpu_partial = 6;
3462         else if (s->size >= 256)
3463                 s->cpu_partial = 13;
3464         else
3465                 s->cpu_partial = 30;
3466 #endif
3467 }
3468
3469 /*
3470  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3471  * a slab object.
3472  */
3473 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3474 {
3475         slab_flags_t flags = s->flags;
3476         unsigned int size = s->object_size;
3477         unsigned int order;
3478
3479         /*
3480          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3481          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3482          * the possible location of the free pointer.
3483          */
3484         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3485
3486 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3487         /*
3488          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3489          * the slab may touch the object after free or before allocation
3490          * then we should never poison the object itself.
3491          */
3492         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3493                         !s->ctor)
3494                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3495         else
3496                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3497
3498
3499         /*
3500          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3501          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3502          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3503          */
3504         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3505                 size += sizeof(void *);
3506 #endif
3507
3508         /*
3509          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3510          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3511          */
3512         s->inuse = size;
3513
3514         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3515                 s->ctor)) {
3516                 /*
3517                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3518                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3519                  * kmem_cache_free.
3520                  *
3521                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3522                  * destructor or are poisoning the objects.
3523                  */
3524                 s->offset = size;
3525                 size += sizeof(void *);
3526         }
3527
3528 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3529         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3530                 /*
3531                  * Need to store information about allocs and frees after
3532                  * the object.
3533                  */
3534                 size += 2 * sizeof(struct track);
3535 #endif
3536
3537         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3538 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3539         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3540                 /*
3541                  * Add some empty padding so that we can catch
3542                  * overwrites from earlier objects rather than let
3543                  * tracking information or the free pointer be
3544                  * corrupted if a user writes before the start
3545                  * of the object.
3546                  */
3547                 size += sizeof(void *);
3548
3549                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3550                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3551                 size += s->red_left_pad;
3552         }
3553 #endif
3554
3555         /*
3556          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3557          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3558          * each object to conform to the alignment.
3559          */
3560         size = ALIGN(size, s->align);
3561         s->size = size;
3562         if (forced_order >= 0)
3563                 order = forced_order;
3564         else
3565                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3566
3567         if ((int)order < 0)
3568                 return 0;
3569
3570         s->allocflags = 0;
3571         if (order)
3572                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3573
3574         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3575                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3576
3577         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3578                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3579
3580         /*
3581          * Determine the number of objects per slab
3582          */
3583         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3584         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3585         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3586                 s->max = s->oo;
3587
3588         return !!oo_objects(s->oo);
3589 }
3590
3591 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3592 {
3593         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3594         s->reserved = 0;
3595 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3596         s->random = get_random_long();
3597 #endif
3598
3599         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
3600                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3601
3602         if (!calculate_sizes(s, -1))
3603                 goto error;
3604         if (disable_higher_order_debug) {
3605                 /*
3606                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3607                  * order increased.
3608                  */
3609                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3610                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3611                         s->offset = 0;
3612                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3613                                 goto error;
3614                 }
3615         }
3616
3617 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3618     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3619         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3620                 /* Enable fast mode */
3621                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3622 #endif
3623
3624         /*
3625          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3626          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3627          */
3628         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3629
3630         set_cpu_partial(s);
3631
3632 #ifdef CONFIG_NUMA
3633         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3634 #endif
3635
3636         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3637         if (slab_state >= UP) {
3638                 if (init_cache_random_seq(s))
3639                         goto error;
3640         }
3641
3642         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3643                 goto error;
3644
3645         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3646                 return 0;
3647
3648         free_kmem_cache_nodes(s);
3649 error:
3650         if (flags & SLAB_PANIC)
3651                 panic("Cannot create slab %s size=%u realsize=%u order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3652                       s->name, s->size, s->size,
3653                       oo_order(s->oo), s->offset, (unsigned long)flags);
3654         return -EINVAL;
3655 }
3656
3657 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3658                                                         const char *text)
3659 {
3660 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3661         void *addr = page_address(page);
3662         void *p;
3663         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3664                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3665         if (!map)
3666                 return;
3667         slab_err(s, page, text, s->name);
3668         slab_lock(page);
3669
3670         get_map(s, page, map);
3671         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3672
3673                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3674                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3675                         print_tracking(s, p);
3676                 }
3677         }
3678         slab_unlock(page);
3679         kfree(map);
3680 #endif
3681 }
3682
3683 /*
3684  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3685  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3686  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3687  */
3688 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3689 {
3690         LIST_HEAD(discard);
3691         struct page *page, *h;
3692
3693         BUG_ON(irqs_disabled());
3694         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3695         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3696                 if (!page->inuse) {
3697                         remove_partial(n, page);
3698                         list_add(&page->lru, &discard);
3699                 } else {
3700                         list_slab_objects(s, page,
3701                         "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3702                 }
3703         }
3704         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3705
3706         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, lru)
3707                 discard_slab(s, page);
3708 }
3709
3710 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
3711 {
3712         int node;
3713         struct kmem_cache_node *n;
3714
3715         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3716                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3717                         return false;
3718         return true;
3719 }
3720
3721 /*
3722  * Release all resources used by a slab cache.
3723  */
3724 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3725 {
3726         int node;
3727         struct kmem_cache_node *n;
3728
3729         flush_all(s);
3730         /* Attempt to free all objects */
3731         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3732                 free_partial(s, n);
3733                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3734                         return 1;
3735         }
3736         sysfs_slab_remove(s);
3737         return 0;
3738 }
3739
3740 /********************************************************************
3741  *              Kmalloc subsystem
3742  *******************************************************************/
3743
3744 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3745 {
3746         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
3747
3748         return 1;
3749 }
3750
3751 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3752
3753 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3754 {
3755         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
3756         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
3757
3758         return 1;
3759 }
3760
3761 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3762
3763 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3764 {
3765         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
3766
3767         return 1;
3768 }
3769
3770 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3771
3772 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3773 {
3774         struct kmem_cache *s;
3775         void *ret;
3776
3777         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3778                 return kmalloc_large(size, flags);
3779
3780         s = kmalloc_slab(size, flags);
3781
3782         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3783                 return s;
3784
3785         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3786
3787         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3788
3789         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3790
3791         return ret;
3792 }
3793 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3794
3795 #ifdef CONFIG_NUMA
3796 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3797 {
3798         struct page *page;
3799         void *ptr = NULL;
3800
3801         flags |= __GFP_COMP;
3802         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3803         if (page)
3804                 ptr = page_address(page);
3805
3806         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3807         return ptr;
3808 }
3809
3810 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3811 {
3812         struct kmem_cache *s;
3813         void *ret;
3814
3815         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3816                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3817
3818                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3819                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3820                                    flags, node);
3821
3822                 return ret;
3823         }
3824
3825         s = kmalloc_slab(size, flags);
3826
3827         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3828                 return s;
3829
3830         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3831
3832         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3833
3834         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3835
3836         return ret;
3837 }
3838 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3839 #endif
3840
3841 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
3842 /*
3843  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
3844  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
3845  * cache's usercopy region.
3846  *
3847  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
3848  * to indicate an error.
3849  */
3850 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
3851                          bool to_user)
3852 {
3853         struct kmem_cache *s;
3854         unsigned int offset;
3855         size_t object_size;
3856
3857         /* Find object and usable object size. */
3858         s = page->slab_cache;
3859
3860         /* Reject impossible pointers. */
3861         if (ptr < page_address(page))
3862                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
3863                                to_user, 0, n);
3864
3865         /* Find offset within object. */
3866         offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
3867
3868         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
3869         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3870                 if (offset < s->red_left_pad)
3871                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
3872                                        s->name, to_user, offset, n);
3873                 offset -= s->red_left_pad;
3874         }
3875
3876         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
3877         if (offset >= s->useroffset &&
3878             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
3879             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
3880                 return;
3881
3882         /*
3883          * If the copy is still within the allocated object, produce
3884          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
3885          * to be a temporary method to find any missing usercopy
3886          * whitelists.
3887          */
3888         object_size = slab_ksize(s);
3889         if (usercopy_fallback &&
3890             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
3891                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
3892                 return;
3893         }
3894
3895         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
3896 }
3897 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
3898
3899 static size_t __ksize(const void *object)
3900 {
3901         struct page *page;
3902
3903         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3904                 return 0;
3905
3906         page = virt_to_head_page(object);
3907
3908         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3909                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3910                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3911         }
3912
3913         return slab_ksize(page->slab_cache);
3914 }
3915
3916 size_t ksize(const void *object)
3917 {
3918         size_t size = __ksize(object);
3919         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3920          * so we need to unpoison this area.
3921          */
3922         kasan_unpoison_shadow(object, size);
3923         return size;
3924 }
3925 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3926
3927 void kfree(const void *x)
3928 {
3929         struct page *page;
3930         void *object = (void *)x;
3931
3932         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3933
3934         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3935                 return;
3936
3937         page = virt_to_head_page(x);
3938         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3939                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3940                 kfree_hook(object);
3941                 __free_pages(page, compound_order(page));
3942                 return;
3943         }
3944         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3945 }
3946 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3947
3948 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3949
3950 /*
3951  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3952  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3953  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3954  *
3955  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3956  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3957  * are freed in them.
3958  */
3959 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3960 {
3961         int node;
3962         int i;
3963         struct kmem_cache_node *n;
3964         struct page *page;
3965         struct page *t;
3966         struct list_head discard;
3967         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3968         unsigned long flags;
3969         int ret = 0;
3970
3971         flush_all(s);
3972         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3973                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3974                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3975                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3976
3977                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3978
3979                 /*
3980                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3981                  *
3982                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3983                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3984                  */
3985                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3986                         int free = page->objects - page->inuse;
3987
3988                         /* Do not reread page->inuse */
3989                         barrier();
3990
3991                         /* We do not keep full slabs on the list */
3992                         BUG_ON(free <= 0);
3993
3994                         if (free == page->objects) {
3995                                 list_move(&page->lru, &discard);
3996                                 n->nr_partial--;
3997                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
3998                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
3999                 }
4000
4001                 /*
4002                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4003                  * partial list.
4004                  */
4005                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4006                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4007
4008                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4009
4010                 /* Release empty slabs */
4011                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
4012                         discard_slab(s, page);
4013
4014                 if (slabs_node(s, node))
4015                         ret = 1;
4016         }
4017
4018         return ret;
4019 }
4020
4021 #ifdef CONFIG_MEMCG
4022 static void kmemcg_cache_deact_after_rcu(struct kmem_cache *s)
4023 {
4024         /*
4025          * Called with all the locks held after a sched RCU grace period.
4026          * Even if @s becomes empty after shrinking, we can't know that @s
4027          * doesn't have allocations already in-flight and thus can't
4028          * destroy @s until the associated memcg is released.
4029          *
4030          * However, let's remove the sysfs files for empty caches here.
4031          * Each cache has a lot of interface files which aren't
4032          * particularly useful for empty draining caches; otherwise, we can
4033          * easily end up with millions of unnecessary sysfs files on
4034          * systems which have a lot of memory and transient cgroups.
4035          */
4036         if (!__kmem_cache_shrink(s))
4037                 sysfs_slab_remove(s);
4038 }
4039
4040 void __kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *s)
4041 {
4042         /*
4043          * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
4044          * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
4045          */
4046         slub_set_cpu_partial(s, 0);
4047         s->min_partial = 0;
4048
4049         /*
4050          * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial), so
4051          * we have to make sure the change is visible before shrinking.
4052          */
4053         slab_deactivate_memcg_cache_rcu_sched(s, kmemcg_cache_deact_after_rcu);
4054 }
4055 #endif
4056
4057 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4058 {
4059         struct kmem_cache *s;
4060
4061         mutex_lock(&slab_mutex);
4062         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4063                 __kmem_cache_shrink(s);
4064         mutex_unlock(&slab_mutex);
4065
4066         return 0;
4067 }
4068
4069 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4070 {
4071         struct kmem_cache_node *n;
4072         struct kmem_cache *s;
4073         struct memory_notify *marg = arg;
4074         int offline_node;
4075
4076         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4077
4078         /*
4079          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4080          * for it yet.
4081          */
4082         if (offline_node < 0)
4083                 return;
4084
4085         mutex_lock(&slab_mutex);
4086         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4087                 n = get_node(s, offline_node);
4088                 if (n) {
4089                         /*
4090                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
4091                          * that is going down. We were unable to free them,
4092                          * and offline_pages() function shouldn't call this
4093                          * callback. So, we must fail.
4094                          */
4095                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
4096
4097                         s->node[offline_node] = NULL;
4098                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4099                 }
4100         }
4101         mutex_unlock(&slab_mutex);
4102 }
4103
4104 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4105 {
4106         struct kmem_cache_node *n;
4107         struct kmem_cache *s;
4108         struct memory_notify *marg = arg;
4109         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4110         int ret = 0;
4111
4112         /*
4113          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4114          * already created. Nothing to do.
4115          */
4116         if (nid < 0)
4117                 return 0;
4118
4119         /*
4120          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4121          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4122          * online.
4123          */
4124         mutex_lock(&slab_mutex);
4125         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4126                 /*
4127                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4128                  *      since memory is not yet available from the node that
4129                  *      is brought up.
4130                  */
4131                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4132                 if (!n) {
4133                         ret = -ENOMEM;
4134                         goto out;
4135                 }
4136                 init_kmem_cache_node(n);
4137                 s->node[nid] = n;
4138         }
4139 out:
4140         mutex_unlock(&slab_mutex);
4141         return ret;
4142 }
4143
4144 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4145                                 unsigned long action, void *arg)
4146 {
4147         int ret = 0;
4148
4149         switch (action) {
4150         case MEM_GOING_ONLINE:
4151                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4152                 break;
4153         case MEM_GOING_OFFLINE:
4154                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4155                 break;
4156         case MEM_OFFLINE:
4157         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4158                 slab_mem_offline_callback(arg);
4159                 break;
4160         case MEM_ONLINE:
4161         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4162                 break;
4163         }
4164         if (ret)
4165                 ret = notifier_from_errno(ret);
4166         else
4167                 ret = NOTIFY_OK;
4168         return ret;
4169 }
4170
4171 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4172         .notifier_call = slab_memory_callback,
4173         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4174 };
4175
4176 /********************************************************************
4177  *                      Basic setup of slabs
4178  *******************************************************************/
4179
4180 /*
4181  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4182  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4183  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4184  */
4185
4186 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4187 {
4188         int node;
4189         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4190         struct kmem_cache_node *n;
4191
4192         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4193
4194         /*
4195          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4196          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4197          * IPIs around.
4198          */
4199         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4200         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4201                 struct page *p;
4202
4203                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
4204                         p->slab_cache = s;
4205
4206 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4207                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
4208                         p->slab_cache = s;
4209 #endif
4210         }
4211         slab_init_memcg_params(s);
4212         list_add(&s->list, &slab_caches);
4213         memcg_link_cache(s);
4214         return s;
4215 }
4216
4217 void __init kmem_cache_init(void)
4218 {
4219         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4220                 boot_kmem_cache_node;
4221
4222         if (debug_guardpage_minorder())
4223                 slub_max_order = 0;
4224
4225         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4226         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4227
4228         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4229                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4230
4231         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4232
4233         /* Able to allocate the per node structures */
4234         slab_state = PARTIAL;
4235
4236         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4237                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4238                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4239                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4240
4241         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4242
4243         /*
4244          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
4245          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
4246          * update any list pointers.
4247          */
4248         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4249
4250         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4251         setup_kmalloc_cache_index_table();
4252         create_kmalloc_caches(0);
4253
4254         /* Setup random freelists for each cache */
4255         init_freelist_randomization();
4256
4257         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4258                                   slub_cpu_dead);
4259
4260         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%d\n",
4261                 cache_line_size(),
4262                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4263                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4264 }
4265
4266 void __init kmem_cache_init_late(void)
4267 {
4268 }
4269
4270 struct kmem_cache *
4271 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4272                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4273 {
4274         struct kmem_cache *s, *c;
4275
4276         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4277         if (s) {
4278                 s->refcount++;
4279
4280                 /*
4281                  * Adjust the object sizes so that we clear
4282                  * the complete object on kzalloc.
4283                  */
4284                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4285                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4286
4287                 for_each_memcg_cache(c, s) {
4288                         c->object_size = s->object_size;
4289                         c->inuse = max(c->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4290                 }
4291
4292                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4293                         s->refcount--;
4294                         s = NULL;
4295                 }
4296         }
4297
4298         return s;
4299 }
4300
4301 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4302 {
4303         int err;
4304
4305         err = kmem_cache_open(s, flags);
4306         if (err)
4307                 return err;
4308
4309         /* Mutex is not taken during early boot */
4310         if (slab_state <= UP)
4311                 return 0;
4312
4313         memcg_propagate_slab_attrs(s);
4314         err = sysfs_slab_add(s);
4315         if (err)
4316                 __kmem_cache_release(s);
4317
4318         return err;
4319 }
4320
4321 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4322 {
4323         struct kmem_cache *s;
4324         void *ret;
4325
4326         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4327                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4328
4329         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4330
4331         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4332                 return s;
4333
4334         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4335
4336         /* Honor the call site pointer we received. */
4337         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4338
4339         return ret;
4340 }
4341
4342 #ifdef CONFIG_NUMA
4343 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4344                                         int node, unsigned long caller)
4345 {
4346         struct kmem_cache *s;
4347         void *ret;
4348
4349         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4350                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4351
4352                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4353                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4354                                    gfpflags, node);
4355
4356                 return ret;
4357         }
4358
4359         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4360
4361         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4362                 return s;
4363
4364         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4365
4366         /* Honor the call site pointer we received. */
4367         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4368
4369         return ret;
4370 }
4371 #endif
4372
4373 #ifdef CONFIG_SYSFS
4374 static int count_inuse(struct page *page)
4375 {
4376         return page->inuse;
4377 }
4378
4379 static int count_total(struct page *page)
4380 {
4381         return page->objects;
4382 }
4383 #endif
4384
4385 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4386 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4387                                                 unsigned long *map)
4388 {
4389         void *p;
4390         void *addr = page_address(page);
4391
4392         if (!check_slab(s, page) ||
4393                         !on_freelist(s, page, NULL))
4394                 return 0;
4395
4396         /* Now we know that a valid freelist exists */
4397         bitmap_zero(map, page->objects);
4398
4399         get_map(s, page, map);
4400         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4401                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4402                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4403                                 return 0;
4404         }
4405
4406         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4407                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4408                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4409                                 return 0;
4410         return 1;
4411 }
4412
4413 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4414                                                 unsigned long *map)
4415 {
4416         slab_lock(page);
4417         validate_slab(s, page, map);
4418         slab_unlock(page);
4419 }
4420
4421 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4422                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4423 {
4424         unsigned long count = 0;
4425         struct page *page;
4426         unsigned long flags;
4427
4428         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4429
4430         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4431                 validate_slab_slab(s, page, map);
4432                 count++;
4433         }
4434         if (count != n->nr_partial)
4435                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4436                        s->name, count, n->nr_partial);
4437
4438         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4439                 goto out;
4440
4441         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4442                 validate_slab_slab(s, page, map);
4443                 count++;
4444         }
4445         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4446                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4447                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4448
4449 out:
4450         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4451         return count;
4452 }
4453
4454 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4455 {
4456         int node;
4457         unsigned long count = 0;
4458         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4459                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4460         struct kmem_cache_node *n;
4461
4462         if (!map)
4463                 return -ENOMEM;
4464
4465         flush_all(s);
4466         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4467                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4468         kfree(map);
4469         return count;
4470 }
4471 /*
4472  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4473  * and freed.
4474  */
4475
4476 struct location {
4477         unsigned long count;
4478         unsigned long addr;
4479         long long sum_time;
4480         long min_time;
4481         long max_time;
4482         long min_pid;
4483         long max_pid;
4484         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4485         nodemask_t nodes;
4486 };
4487
4488 struct loc_track {
4489         unsigned long max;
4490         unsigned long count;
4491         struct location *loc;
4492 };
4493
4494 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4495 {
4496         if (t->max)
4497                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4498                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4499 }
4500
4501 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4502 {
4503         struct location *l;
4504         int order;
4505
4506         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4507
4508         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4509         if (!l)
4510                 return 0;
4511
4512         if (t->count) {
4513                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4514                 free_loc_track(t);
4515         }
4516         t->max = max;
4517         t->loc = l;
4518         return 1;
4519 }
4520
4521 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4522                                 const struct track *track)
4523 {
4524         long start, end, pos;
4525         struct location *l;
4526         unsigned long caddr;
4527         unsigned long age = jiffies - track->when;
4528
4529         start = -1;
4530         end = t->count;
4531
4532         for ( ; ; ) {
4533                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4534
4535                 /*
4536                  * There is nothing at "end". If we end up there
4537                  * we need to add something to before end.
4538                  */
4539                 if (pos == end)
4540                         break;
4541
4542                 caddr = t->loc[pos].addr;
4543                 if (track->addr == caddr) {
4544
4545                         l = &t->loc[pos];
4546                         l->count++;
4547                         if (track->when) {
4548                                 l->sum_time += age;
4549                                 if (age < l->min_time)
4550                                         l->min_time = age;
4551                                 if (age > l->max_time)
4552                                         l->max_time = age;
4553
4554                                 if (track->pid < l->min_pid)
4555                                         l->min_pid = track->pid;
4556                                 if (track->pid > l->max_pid)
4557                                         l->max_pid = track->pid;
4558
4559                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4560                                                 to_cpumask(l->cpus));
4561                         }
4562                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4563                         return 1;
4564                 }
4565
4566                 if (track->addr < caddr)
4567                         end = pos;
4568                 else
4569                         start = pos;
4570         }
4571
4572         /*
4573          * Not found. Insert new tracking element.
4574          */
4575         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4576                 return 0;
4577
4578         l = t->loc + pos;
4579         if (pos < t->count)
4580                 memmove(l + 1, l,
4581                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4582         t->count++;
4583         l->count = 1;
4584         l->addr = track->addr;
4585         l->sum_time = age;
4586         l->min_time = age;
4587         l->max_time = age;
4588         l->min_pid = track->pid;
4589         l->max_pid = track->pid;
4590         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4591         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4592         nodes_clear(l->nodes);
4593         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4594         return 1;
4595 }
4596
4597 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4598                 struct page *page, enum track_item alloc,
4599                 unsigned long *map)
4600 {
4601         void *addr = page_address(page);
4602         void *p;
4603
4604         bitmap_zero(map, page->objects);
4605         get_map(s, page, map);
4606
4607         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4608                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4609                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4610 }
4611
4612 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4613                                         enum track_item alloc)
4614 {
4615         int len = 0;
4616         unsigned long i;
4617         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4618         int node;
4619         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4620                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4621         struct kmem_cache_node *n;
4622
4623         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4624                                      GFP_KERNEL)) {
4625                 kfree(map);
4626                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4627         }
4628         /* Push back cpu slabs */
4629         flush_all(s);
4630
4631         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4632                 unsigned long flags;
4633                 struct page *page;
4634
4635                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4636                         continue;
4637
4638                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4639                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4640                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4641                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4642                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4643                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4644         }
4645
4646         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4647                 struct location *l = &t.loc[i];
4648
4649                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4650                         break;
4651                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4652
4653                 if (l->addr)
4654                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4655                 else
4656                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4657
4658                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4659                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4660                                 l->min_time,
4661                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4662                                 l->max_time);
4663                 } else
4664                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4665                                 l->min_time);
4666
4667                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4668                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4669                                 l->min_pid, l->max_pid);
4670                 else
4671                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4672                                 l->min_pid);
4673
4674                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4675                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4676                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4677                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4678                                          " cpus=%*pbl",
4679                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4680
4681                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4682                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4683                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4684                                          " nodes=%*pbl",
4685                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4686
4687                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4688         }
4689
4690         free_loc_track(&t);
4691         kfree(map);
4692         if (!t.count)
4693                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4694         return len;
4695 }
4696 #endif
4697
4698 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4699 static void __init resiliency_test(void)
4700 {
4701         u8 *p;
4702
4703         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4704
4705         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4706         pr_err("-----------------------\n");
4707         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4708
4709         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4710         p[16] = 0x12;
4711         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4712                p + 16);
4713
4714         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4715
4716         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4717         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4718         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4719         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4720                p);
4721         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4722
4723         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4724         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4725         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4726         *p = 0x56;
4727         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4728                p);
4729         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4730         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4731
4732         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4733         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4734         kfree(p);
4735         *p = 0x78;
4736         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4737         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4738
4739         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4740         kfree(p);
4741         p[50] = 0x9a;
4742         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4743         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4744
4745         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4746         kfree(p);
4747         p[512] = 0xab;
4748         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4749         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4750 }
4751 #else
4752 #ifdef CONFIG_SYSFS
4753 static void resiliency_test(void) {};
4754 #endif
4755 #endif
4756
4757 #ifdef CONFIG_SYSFS
4758 enum slab_stat_type {
4759         SL_ALL,                 /* All slabs */
4760         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4761         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4762         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4763         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4764 };
4765
4766 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4767 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4768 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4769 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4770 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4771
4772 #ifdef CONFIG_MEMCG
4773 static bool memcg_sysfs_enabled = IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_MEMCG_SYSFS_ON);
4774
4775 static int __init setup_slub_memcg_sysfs(char *str)
4776 {
4777         int v;
4778
4779         if (get_option(&str, &v) > 0)
4780                 memcg_sysfs_enabled = v;
4781
4782         return 1;
4783 }
4784
4785 __setup("slub_memcg_sysfs=", setup_slub_memcg_sysfs);
4786 #endif
4787
4788 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4789                             char *buf, unsigned long flags)
4790 {
4791         unsigned long total = 0;
4792         int node;
4793         int x;
4794         unsigned long *nodes;
4795
4796         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4797         if (!nodes)
4798                 return -ENOMEM;
4799
4800         if (flags & SO_CPU) {
4801                 int cpu;
4802
4803                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4804                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4805                                                                cpu);
4806                         int node;
4807                         struct page *page;
4808
4809                         page = READ_ONCE(c->page);
4810                         if (!page)
4811                                 continue;
4812
4813                         node = page_to_nid(page);
4814                         if (flags & SO_TOTAL)
4815                                 x = page->objects;
4816                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4817                                 x = page->inuse;
4818                         else
4819                                 x = 1;
4820
4821                         total += x;
4822                         nodes[node] += x;
4823
4824                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4825                         if (page) {
4826                                 node = page_to_nid(page);
4827                                 if (flags & SO_TOTAL)
4828                                         WARN_ON_ONCE(1);
4829                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4830                                         WARN_ON_ONCE(1);
4831                                 else
4832                                         x = page->pages;
4833                                 total += x;
4834                                 nodes[node] += x;
4835                         }
4836                 }
4837         }
4838
4839         get_online_mems();
4840 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4841         if (flags & SO_ALL) {
4842                 struct kmem_cache_node *n;
4843
4844                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4845
4846                         if (flags & SO_TOTAL)
4847                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4848                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4849                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4850                                         count_partial(n, count_free);
4851                         else
4852                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4853                         total += x;
4854                         nodes[node] += x;
4855                 }
4856
4857         } else
4858 #endif
4859         if (flags & SO_PARTIAL) {
4860                 struct kmem_cache_node *n;
4861
4862                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4863                         if (flags & SO_TOTAL)
4864                                 x = count_partial(n, count_total);
4865                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4866                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4867                         else
4868                                 x = n->nr_partial;
4869                         total += x;
4870                         nodes[node] += x;
4871                 }
4872         }
4873         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4874 #ifdef CONFIG_NUMA
4875         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4876                 if (nodes[node])
4877                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4878                                         node, nodes[node]);
4879 #endif
4880         put_online_mems();
4881         kfree(nodes);
4882         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4883 }
4884
4885 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4886 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4887 {
4888         int node;
4889         struct kmem_cache_node *n;
4890
4891         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4892                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4893                         return 1;
4894
4895         return 0;
4896 }
4897 #endif
4898
4899 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4900 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4901
4902 struct slab_attribute {
4903         struct attribute attr;
4904         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4905         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4906 };
4907
4908 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4909         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4910         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4911
4912 #define SLAB_ATTR(_name) \
4913         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4914         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4915
4916 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4917 {
4918         return sprintf(buf, "%u\n", s->size);
4919 }
4920 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4921
4922 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4923 {
4924         return sprintf(buf, "%u\n", s->align);
4925 }
4926 SLAB_ATTR_RO(align);
4927
4928 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4929 {
4930         return sprintf(buf, "%u\n", s->object_size);
4931 }
4932 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4933
4934 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4935 {
4936         return sprintf(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
4937 }
4938 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4939
4940 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4941                                 const char *buf, size_t length)
4942 {
4943         unsigned int order;
4944         int err;
4945
4946         err = kstrtouint(buf, 10, &order);
4947         if (err)
4948                 return err;
4949
4950         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4951                 return -EINVAL;
4952
4953         calculate_sizes(s, order);
4954         return length;
4955 }
4956
4957 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4958 {
4959         return sprintf(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
4960 }
4961 SLAB_ATTR(order);
4962
4963 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4964 {
4965         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4966 }
4967
4968 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4969                                  size_t length)
4970 {
4971         unsigned long min;
4972         int err;
4973
4974         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4975         if (err)
4976                 return err;
4977
4978         set_min_partial(s, min);
4979         return length;
4980 }
4981 SLAB_ATTR(min_partial);
4982
4983 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4984 {
4985         return sprintf(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
4986 }
4987
4988 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4989                                  size_t length)
4990 {
4991         unsigned int objects;
4992         int err;
4993
4994         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
4995         if (err)
4996                 return err;
4997         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4998                 return -EINVAL;
4999
5000         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5001         flush_all(s);
5002         return length;
5003 }
5004 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5005
5006 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5007 {
5008         if (!s->ctor)
5009                 return 0;
5010         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
5011 }
5012 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5013
5014 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5015 {
5016         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5017 }
5018 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5019
5020 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5021 {
5022         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5023 }
5024 SLAB_ATTR_RO(partial);
5025
5026 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5027 {
5028         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5029 }
5030 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5031
5032 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5033 {
5034         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5035 }
5036 SLAB_ATTR_RO(objects);
5037
5038 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5039 {
5040         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5041 }
5042 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5043
5044 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5045 {
5046         int objects = 0;
5047         int pages = 0;
5048         int cpu;
5049         int len;
5050
5051         for_each_online_cpu(cpu) {
5052                 struct page *page;
5053
5054                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5055
5056                 if (page) {
5057                         pages += page->pages;
5058                         objects += page->pobjects;
5059                 }
5060         }
5061
5062         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
5063
5064 #ifdef CONFIG_SMP
5065         for_each_online_cpu(cpu) {
5066                 struct page *page;
5067
5068                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5069
5070                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
5071                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
5072                                 page->pobjects, page->pages);
5073         }
5074 #endif
5075         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5076 }
5077 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5078
5079 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5080 {
5081         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5082 }
5083
5084 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
5085                                 const char *buf, size_t length)
5086 {
5087         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5088         if (buf[0] == '1')
5089                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5090         return length;
5091 }
5092 SLAB_ATTR(reclaim_account);
5093
5094 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5095 {
5096         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5097 }
5098 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5099
5100 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5101 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5102 {
5103         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5104 }
5105 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5106 #endif
5107
5108 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5109 {
5110         return sprintf(buf, "%u\n", s->usersize);
5111 }
5112 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5113
5114 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5115 {
5116         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5117 }
5118 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5119
5120 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5121 {
5122         return sprintf(buf, "%u\n", s->reserved);
5123 }
5124 SLAB_ATTR_RO(reserved);
5125
5126 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5127 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5128 {
5129         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5130 }
5131 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5132
5133 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5134 {
5135         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5136 }
5137 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5138
5139 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5140 {
5141         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5142 }
5143
5144 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
5145                                 const char *buf, size_t length)
5146 {
5147         s->flags &= ~SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5148         if (buf[0] == '1') {
5149                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5150                 s->flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5151         }
5152         return length;
5153 }
5154 SLAB_ATTR(sanity_checks);
5155
5156 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5157 {
5158         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5159 }
5160
5161 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5162                                                         size_t length)
5163 {
5164         /*
5165          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
5166          * as well as cause other issues like converting a mergeable
5167          * cache into an umergeable one.
5168          */
5169         if (s->refcount > 1)
5170                 return -EINVAL;
5171
5172         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
5173         if (buf[0] == '1') {
5174                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5175                 s->flags |= SLAB_TRACE;
5176         }
5177         return length;
5178 }
5179 SLAB_ATTR(trace);
5180
5181 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5182 {
5183         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5184 }
5185
5186 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
5187                                 const char *buf, size_t length)
5188 {
5189         if (any_slab_objects(s))
5190                 return -EBUSY;
5191
5192         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
5193         if (buf[0] == '1') {
5194                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
5195         }
5196         calculate_sizes(s, -1);
5197         return length;
5198 }
5199 SLAB_ATTR(red_zone);
5200
5201 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5202 {
5203         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5204 }
5205
5206 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
5207                                 const char *buf, size_t length)
5208 {
5209         if (any_slab_objects(s))
5210                 return -EBUSY;
5211
5212         s->flags &= ~SLAB_POISON;
5213         if (buf[0] == '1') {
5214                 s->flags |= SLAB_POISON;
5215         }
5216         calculate_sizes(s, -1);
5217         return length;
5218 }
5219 SLAB_ATTR(poison);
5220
5221 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5222 {
5223         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5224 }
5225
5226 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
5227                                 const char *buf, size_t length)
5228 {
5229         if (any_slab_objects(s))
5230                 return -EBUSY;
5231
5232         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
5233         if (buf[0] == '1') {
5234                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5235                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
5236         }
5237         calculate_sizes(s, -1);
5238         return length;
5239 }
5240 SLAB_ATTR(store_user);
5241
5242 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5243 {
5244         return 0;
5245 }
5246
5247 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5248                         const char *buf, size_t length)
5249 {
5250         int ret = -EINVAL;
5251
5252         if (buf[0] == '1') {
5253                 ret = validate_slab_cache(s);
5254                 if (ret >= 0)
5255                         ret = length;
5256         }
5257         return ret;
5258 }
5259 SLAB_ATTR(validate);
5260
5261 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5262 {
5263         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5264                 return -ENOSYS;
5265         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5266 }
5267 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5268
5269 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5270 {
5271         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5272                 return -ENOSYS;
5273         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5274 }
5275 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5276 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5277
5278 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5279 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5280 {
5281         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5282 }
5283
5284 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5285                                                         size_t length)
5286 {
5287         if (s->refcount > 1)
5288                 return -EINVAL;
5289
5290         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
5291         if (buf[0] == '1')
5292                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
5293         return length;
5294 }
5295 SLAB_ATTR(failslab);
5296 #endif
5297
5298 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5299 {
5300         return 0;
5301 }
5302
5303 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5304                         const char *buf, size_t length)
5305 {
5306         if (buf[0] == '1')
5307                 kmem_cache_shrink(s);
5308         else
5309                 return -EINVAL;
5310         return length;
5311 }
5312 SLAB_ATTR(shrink);
5313
5314 #ifdef CONFIG_NUMA
5315 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5316 {
5317         return sprintf(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5318 }
5319
5320 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5321                                 const char *buf, size_t length)
5322 {
5323         unsigned int ratio;
5324         int err;
5325
5326         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5327         if (err)
5328                 return err;
5329         if (ratio > 100)
5330                 return -ERANGE;
5331
5332         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5333
5334         return length;
5335 }
5336 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5337 #endif
5338
5339 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5340 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5341 {
5342         unsigned long sum  = 0;
5343         int cpu;
5344         int len;
5345         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5346
5347         if (!data)
5348                 return -ENOMEM;
5349
5350         for_each_online_cpu(cpu) {
5351                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5352
5353                 data[cpu] = x;
5354                 sum += x;
5355         }
5356
5357         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5358
5359 #ifdef CONFIG_SMP
5360         for_each_online_cpu(cpu) {
5361                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5362                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5363         }
5364 #endif
5365         kfree(data);
5366         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5367 }
5368
5369 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5370 {
5371         int cpu;
5372
5373         for_each_online_cpu(cpu)
5374                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5375 }
5376
5377 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5378 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5379 {                                                               \
5380         return show_stat(s, buf, si);                           \
5381 }                                                               \
5382 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5383                                 const char *buf, size_t length) \
5384 {                                                               \
5385         if (buf[0] != '0')                                      \
5386                 return -EINVAL;                                 \
5387         clear_stat(s, si);                                      \
5388         return length;                                          \
5389 }                                                               \
5390 SLAB_ATTR(text);                                                \
5391
5392 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5393 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5394 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5395 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5396 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5397 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5398 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5399 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5400 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5401 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5402 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5403 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5404 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5405 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5406 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5407 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5408 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5409 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5410 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5411 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5412 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5413 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5414 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5415 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5416 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5417 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5418 #endif
5419
5420 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5421         &slab_size_attr.attr,
5422         &object_size_attr.attr,
5423         &objs_per_slab_attr.attr,
5424         &order_attr.attr,
5425         &min_partial_attr.attr,
5426         &cpu_partial_attr.attr,
5427         &objects_attr.attr,
5428         &objects_partial_attr.attr,
5429         &partial_attr.attr,
5430         &cpu_slabs_attr.attr,
5431         &ctor_attr.attr,
5432         &aliases_attr.attr,
5433         &align_attr.attr,
5434         &hwcache_align_attr.attr,
5435         &reclaim_account_attr.attr,
5436         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5437         &shrink_attr.attr,
5438         &reserved_attr.attr,
5439         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5440 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5441         &total_objects_attr.attr,
5442         &slabs_attr.attr,
5443         &sanity_checks_attr.attr,
5444         &trace_attr.attr,
5445         &red_zone_attr.attr,
5446         &poison_attr.attr,
5447         &store_user_attr.attr,
5448         &validate_attr.attr,
5449         &alloc_calls_attr.attr,
5450         &free_calls_attr.attr,
5451 #endif
5452 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5453         &cache_dma_attr.attr,
5454 #endif
5455 #ifdef CONFIG_NUMA
5456         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5457 #endif
5458 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5459         &alloc_fastpath_attr.attr,
5460         &alloc_slowpath_attr.attr,
5461         &free_fastpath_attr.attr,
5462         &free_slowpath_attr.attr,
5463         &free_frozen_attr.attr,
5464         &free_add_partial_attr.attr,
5465         &free_remove_partial_attr.attr,
5466         &alloc_from_partial_attr.attr,
5467         &alloc_slab_attr.attr,
5468         &alloc_refill_attr.attr,
5469         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5470         &free_slab_attr.attr,
5471         &cpuslab_flush_attr.attr,
5472         &deactivate_full_attr.attr,
5473         &deactivate_empty_attr.attr,
5474         &deactivate_to_head_attr.attr,
5475         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5476         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5477         &deactivate_bypass_attr.attr,
5478         &order_fallback_attr.attr,
5479         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5480         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5481         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5482         &cpu_partial_free_attr.attr,
5483         &cpu_partial_node_attr.attr,
5484         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5485 #endif
5486 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5487         &failslab_attr.attr,
5488 #endif
5489         &usersize_attr.attr,
5490
5491         NULL
5492 };
5493
5494 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5495         .attrs = slab_attrs,
5496 };
5497
5498 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5499                                 struct attribute *attr,
5500                                 char *buf)
5501 {
5502         struct slab_attribute *attribute;
5503         struct kmem_cache *s;
5504         int err;
5505
5506         attribute = to_slab_attr(attr);
5507         s = to_slab(kobj);
5508
5509         if (!attribute->show)
5510                 return -EIO;
5511
5512         err = attribute->show(s, buf);
5513
5514         return err;
5515 }
5516
5517 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5518                                 struct attribute *attr,
5519                                 const char *buf, size_t len)
5520 {
5521         struct slab_attribute *attribute;
5522         struct kmem_cache *s;
5523         int err;
5524
5525         attribute = to_slab_attr(attr);
5526         s = to_slab(kobj);
5527
5528         if (!attribute->store)
5529                 return -EIO;
5530
5531         err = attribute->store(s, buf, len);
5532 #ifdef CONFIG_MEMCG
5533         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5534                 struct kmem_cache *c;
5535
5536                 mutex_lock(&slab_mutex);
5537                 if (s->max_attr_size < len)
5538                         s->max_attr_size = len;
5539
5540                 /*
5541                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5542                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5543                  * basically because not all attributes will have a well
5544                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5545                  * have permanent effects.
5546                  *
5547                  * Returning the error value of any of the children that fail
5548                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5549                  * error code won't be able to know anything about the state of
5550                  * the cache.
5551                  *
5552                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5553                  * has well defined semantics. The cache being written to
5554                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5555                  * through the descendants with best-effort propagation.
5556                  */
5557                 for_each_memcg_cache(c, s)
5558                         attribute->store(c, buf, len);
5559                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5560         }
5561 #endif
5562         return err;
5563 }
5564
5565 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5566 {
5567 #ifdef CONFIG_MEMCG
5568         int i;
5569         char *buffer = NULL;
5570         struct kmem_cache *root_cache;
5571
5572         if (is_root_cache(s))
5573                 return;
5574
5575         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5576
5577         /*
5578          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5579          * in copying default values around
5580          */
5581         if (!root_cache->max_attr_size)
5582                 return;
5583
5584         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5585                 char mbuf[64];
5586                 char *buf;
5587                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5588                 ssize_t len;
5589
5590                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5591                         continue;
5592
5593                 /*
5594                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5595                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5596                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5597                  *
5598                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5599                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5600                  * theoretically happen.
5601                  */
5602                 if (buffer)
5603                         buf = buffer;
5604                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5605                         buf = mbuf;
5606                 else {
5607                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5608                         if (WARN_ON(!buffer))
5609                                 continue;
5610                         buf = buffer;
5611                 }
5612
5613                 len = attr->show(root_cache, buf);
5614                 if (len > 0)
5615                         attr->store(s, buf, len);
5616         }
5617
5618         if (buffer)
5619                 free_page((unsigned long)buffer);
5620 #endif
5621 }
5622
5623 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5624 {
5625         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5626 }
5627
5628 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5629         .show = slab_attr_show,
5630         .store = slab_attr_store,
5631 };
5632
5633 static struct kobj_type slab_ktype = {
5634         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5635         .release = kmem_cache_release,
5636 };
5637
5638 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5639 {
5640         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5641
5642         if (ktype == &slab_ktype)
5643                 return 1;
5644         return 0;
5645 }
5646
5647 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5648         .filter = uevent_filter,
5649 };
5650
5651 static struct kset *slab_kset;
5652
5653 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5654 {
5655 #ifdef CONFIG_MEMCG
5656         if (!is_root_cache(s))
5657                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5658 #endif
5659         return slab_kset;
5660 }
5661
5662 #define ID_STR_LENGTH 64
5663
5664 /* Create a unique string id for a slab cache:
5665  *
5666  * Format       :[flags-]size
5667  */
5668 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5669 {
5670         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5671         char *p = name;
5672
5673         BUG_ON(!name);
5674
5675         *p++ = ':';
5676         /*
5677          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5678          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5679          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5680          * are matched during merging to guarantee that the id is
5681          * unique.
5682          */
5683         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5684                 *p++ = 'd';
5685         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5686                 *p++ = 'a';
5687         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5688                 *p++ = 'F';
5689         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5690                 *p++ = 'A';
5691         if (p != name + 1)
5692                 *p++ = '-';
5693         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5694
5695         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5696         return name;
5697 }
5698
5699 static void sysfs_slab_remove_workfn(struct work_struct *work)
5700 {
5701         struct kmem_cache *s =
5702                 container_of(work, struct kmem_cache, kobj_remove_work);
5703
5704         if (!s->kobj.state_in_sysfs)
5705                 /*
5706                  * For a memcg cache, this may be called during
5707                  * deactivation and again on shutdown.  Remove only once.
5708                  * A cache is never shut down before deactivation is
5709                  * complete, so no need to worry about synchronization.
5710                  */
5711                 goto out;
5712
5713 #ifdef CONFIG_MEMCG
5714         kset_unregister(s->memcg_kset);
5715 #endif
5716         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5717         kobject_del(&s->kobj);
5718 out:
5719         kobject_put(&s->kobj);
5720 }
5721
5722 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5723 {
5724         int err;
5725         const char *name;
5726         struct kset *kset = cache_kset(s);
5727         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5728
5729         INIT_WORK(&s->kobj_remove_work, sysfs_slab_remove_workfn);
5730
5731         if (!kset) {
5732                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5733                 return 0;
5734         }
5735
5736         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5737                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5738                 unmergeable = 1;
5739
5740         if (unmergeable) {
5741                 /*
5742                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5743                  * This is typically the case for debug situations. In that
5744                  * case we can catch duplicate names easily.
5745                  */
5746                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5747                 name = s->name;
5748         } else {
5749                 /*
5750                  * Create a unique name for the slab as a target
5751                  * for the symlinks.
5752                  */
5753                 name = create_unique_id(s);
5754         }
5755
5756         s->kobj.kset = kset;
5757         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5758         if (err)
5759                 goto out;
5760
5761         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5762         if (err)
5763                 goto out_del_kobj;
5764
5765 #ifdef CONFIG_MEMCG
5766         if (is_root_cache(s) && memcg_sysfs_enabled) {
5767                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5768                 if (!s->memcg_kset) {
5769                         err = -ENOMEM;
5770                         goto out_del_kobj;
5771                 }
5772         }
5773 #endif
5774
5775         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5776         if (!unmergeable) {
5777                 /* Setup first alias */
5778                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5779         }
5780 out:
5781         if (!unmergeable)
5782                 kfree(name);
5783         return err;
5784 out_del_kobj:
5785         kobject_del(&s->kobj);
5786         goto out;
5787 }
5788
5789 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5790 {
5791         if (slab_state < FULL)
5792                 /*
5793                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5794                  * cache from sysfs.
5795                  */
5796                 return;
5797
5798         kobject_get(&s->kobj);
5799         schedule_work(&s->kobj_remove_work);
5800 }
5801
5802 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5803 {
5804         if (slab_state >= FULL)
5805                 kobject_put(&s->kobj);
5806 }
5807
5808 /*
5809  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5810  * available lest we lose that information.
5811  */
5812 struct saved_alias {
5813         struct kmem_cache *s;
5814         const char *name;
5815         struct saved_alias *next;
5816 };
5817
5818 static struct saved_alias *alias_list;
5819
5820 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5821 {
5822         struct saved_alias *al;
5823
5824         if (slab_state == FULL) {
5825                 /*
5826                  * If we have a leftover link then remove it.
5827                  */
5828                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5829                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5830         }
5831
5832         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5833         if (!al)
5834                 return -ENOMEM;
5835
5836         al->s = s;
5837         al->name = name;
5838         al->next = alias_list;
5839         alias_list = al;
5840         return 0;
5841 }
5842
5843 static int __init slab_sysfs_init(void)
5844 {
5845         struct kmem_cache *s;
5846         int err;
5847
5848         mutex_lock(&slab_mutex);
5849
5850         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5851         if (!slab_kset) {
5852                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5853                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5854                 return -ENOSYS;
5855         }
5856
5857         slab_state = FULL;
5858
5859         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5860                 err = sysfs_slab_add(s);
5861                 if (err)
5862                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5863                                s->name);
5864         }
5865
5866         while (alias_list) {
5867                 struct saved_alias *al = alias_list;
5868
5869                 alias_list = alias_list->next;
5870                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5871                 if (err)
5872                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5873                                al->name);
5874                 kfree(al);
5875         }
5876
5877         mutex_unlock(&slab_mutex);
5878         resiliency_test();
5879         return 0;
5880 }
5881
5882 __initcall(slab_sysfs_init);
5883 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5884
5885 /*
5886  * The /proc/slabinfo ABI
5887  */
5888 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5889 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5890 {
5891         unsigned long nr_slabs = 0;
5892         unsigned long nr_objs = 0;
5893         unsigned long nr_free = 0;
5894         int node;
5895         struct kmem_cache_node *n;
5896
5897         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5898                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5899                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5900                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5901         }
5902
5903         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5904         sinfo->num_objs = nr_objs;
5905         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5906         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5907         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5908         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5909 }
5910
5911 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5912 {
5913 }
5914
5915 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5916                        size_t count, loff_t *ppos)
5917 {
5918         return -EIO;
5919 }
5920 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */