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