Merge branch 'linus' into perf/urgent, to pick up dependent commits
[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/kmemcheck.h>
26 #include <linux/cpu.h>
27 #include <linux/cpuset.h>
28 #include <linux/mempolicy.h>
29 #include <linux/ctype.h>
30 #include <linux/debugobjects.h>
31 #include <linux/kallsyms.h>
32 #include <linux/memory.h>
33 #include <linux/math64.h>
34 #include <linux/fault-inject.h>
35 #include <linux/stacktrace.h>
36 #include <linux/prefetch.h>
37 #include <linux/memcontrol.h>
38 #include <linux/random.h>
39
40 #include <trace/events/kmem.h>
41
42 #include "internal.h"
43
44 /*
45  * Lock order:
46  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
47  *   2. node->list_lock
48  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
49  *
50  *   slab_mutex
51  *
52  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
53  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
54  *
55  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
56  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
57  *   double word in the page struct. Meaning
58  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
59  *      B. page->counters       -> Counters of objects
60  *      C. page->frozen         -> frozen state
61  *
62  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
63  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
64  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
65  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
66  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
67  *
68  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
69  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
70  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
71  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
72  *   modified without taking the list lock).
73  *
74  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
75  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
76  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
77  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
78  *   the list lock.
79  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
80  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
81  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
82  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
83  *
84  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
85  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
86  *
87  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
88  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
89  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
90  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
91  * cannot scan all objects.
92  *
93  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
94  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
95  * fast frees and allocs.
96  *
97  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
98  *
99  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
100  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
101  *                      such as satisfying allocations for a specific
102  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
103  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
104  *                      list operations. It is up to the processor holding
105  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
106  *                      when the slab is no longer needed.
107  *
108  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
109  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
110  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
111  *                      freelist that allows lockless access to
112  *                      free objects in addition to the regular freelist
113  *                      that requires the slab lock.
114  *
115  * PageError            Slab requires special handling due to debug
116  *                      options set. This moves slab handling out of
117  *                      the fast path and disables lockless freelists.
118  */
119
120 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
121 {
122 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
123         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
124 #else
125         return 0;
126 #endif
127 }
128
129 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
130 {
131         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE)
132                 p += s->red_left_pad;
133
134         return p;
135 }
136
137 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
138 {
139 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
140         return !kmem_cache_debug(s);
141 #else
142         return false;
143 #endif
144 }
145
146 /*
147  * Issues still to be resolved:
148  *
149  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
150  *
151  * - Variable sizing of the per node arrays
152  */
153
154 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
155 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
156
157 /* Enable to log cmpxchg failures */
158 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
159
160 /*
161  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
162  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
163  */
164 #define MIN_PARTIAL 5
165
166 /*
167  * Maximum number of desirable partial slabs.
168  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
169  * sort the partial list by the number of objects in use.
170  */
171 #define MAX_PARTIAL 10
172
173 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
174                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
175
176 /*
177  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
178  * issues when checking or reading debug information
179  */
180 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
181                                 SLAB_TRACE)
182
183
184 /*
185  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
186  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
187  * metadata.
188  */
189 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
190
191 #define OO_SHIFT        16
192 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
193 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
194
195 /* Internal SLUB flags */
196 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
197 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
198
199 /*
200  * Tracking user of a slab.
201  */
202 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
203 struct track {
204         unsigned long addr;     /* Called from address */
205 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
206         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
207 #endif
208         int cpu;                /* Was running on cpu */
209         int pid;                /* Pid context */
210         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
211 };
212
213 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
214
215 #ifdef CONFIG_SYSFS
216 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
217 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
218 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
219 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s);
220 #else
221 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
222 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
223                                                         { return 0; }
224 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
225 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
226 #endif
227
228 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
229 {
230 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
231         /*
232          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
233          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
234          */
235         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
236 #endif
237 }
238
239 /********************************************************************
240  *                      Core slab cache functions
241  *******************************************************************/
242
243 /*
244  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
245  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
246  * random number.
247  */
248 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
249                                  unsigned long ptr_addr)
250 {
251 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
252         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^ ptr_addr);
253 #else
254         return ptr;
255 #endif
256 }
257
258 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
259 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
260                                          void *ptr_addr)
261 {
262         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
263                             (unsigned long)ptr_addr);
264 }
265
266 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
267 {
268         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
269 }
270
271 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
272 {
273         if (object)
274                 prefetch(freelist_dereference(s, object + s->offset));
275 }
276
277 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
278 {
279         unsigned long freepointer_addr;
280         void *p;
281
282         if (!debug_pagealloc_enabled())
283                 return get_freepointer(s, object);
284
285         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
286         probe_kernel_read(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
287         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
288 }
289
290 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
291 {
292         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
293
294 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
295         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
296 #endif
297
298         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
299 }
300
301 /* Loop over all objects in a slab */
302 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
303         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
304                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
305                 __p += (__s)->size)
306
307 #define for_each_object_idx(__p, __idx, __s, __addr, __objects) \
308         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr), __idx = 1; \
309                 __idx <= __objects; \
310                 __p += (__s)->size, __idx++)
311
312 /* Determine object index from a given position */
313 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
314 {
315         return (p - addr) / s->size;
316 }
317
318 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
319 {
320         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
321 }
322
323 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
324                 unsigned long size, int reserved)
325 {
326         struct kmem_cache_order_objects x = {
327                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
328         };
329
330         return x;
331 }
332
333 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
334 {
335         return x.x >> OO_SHIFT;
336 }
337
338 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
339 {
340         return x.x & OO_MASK;
341 }
342
343 /*
344  * Per slab locking using the pagelock
345  */
346 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
347 {
348         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
349         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
350 }
351
352 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
353 {
354         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
355         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
356 }
357
358 static inline void set_page_slub_counters(struct page *page, unsigned long counters_new)
359 {
360         struct page tmp;
361         tmp.counters = counters_new;
362         /*
363          * page->counters can cover frozen/inuse/objects as well
364          * as page->_refcount.  If we assign to ->counters directly
365          * we run the risk of losing updates to page->_refcount, so
366          * be careful and only assign to the fields we need.
367          */
368         page->frozen  = tmp.frozen;
369         page->inuse   = tmp.inuse;
370         page->objects = tmp.objects;
371 }
372
373 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
374 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
375                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
376                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
377                 const char *n)
378 {
379         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
380 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
381     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
382         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
383                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
384                                    freelist_old, counters_old,
385                                    freelist_new, counters_new))
386                         return true;
387         } else
388 #endif
389         {
390                 slab_lock(page);
391                 if (page->freelist == freelist_old &&
392                                         page->counters == counters_old) {
393                         page->freelist = freelist_new;
394                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
395                         slab_unlock(page);
396                         return true;
397                 }
398                 slab_unlock(page);
399         }
400
401         cpu_relax();
402         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
403
404 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
405         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
406 #endif
407
408         return false;
409 }
410
411 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
412                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
413                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
414                 const char *n)
415 {
416 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
417     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
418         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
419                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
420                                    freelist_old, counters_old,
421                                    freelist_new, counters_new))
422                         return true;
423         } else
424 #endif
425         {
426                 unsigned long flags;
427
428                 local_irq_save(flags);
429                 slab_lock(page);
430                 if (page->freelist == freelist_old &&
431                                         page->counters == counters_old) {
432                         page->freelist = freelist_new;
433                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
434                         slab_unlock(page);
435                         local_irq_restore(flags);
436                         return true;
437                 }
438                 slab_unlock(page);
439                 local_irq_restore(flags);
440         }
441
442         cpu_relax();
443         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
444
445 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
446         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
447 #endif
448
449         return false;
450 }
451
452 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
453 /*
454  * Determine a map of object in use on a page.
455  *
456  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
457  * not vanish from under us.
458  */
459 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
460 {
461         void *p;
462         void *addr = page_address(page);
463
464         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
465                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
466 }
467
468 static inline int size_from_object(struct kmem_cache *s)
469 {
470         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
471                 return s->size - s->red_left_pad;
472
473         return s->size;
474 }
475
476 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
477 {
478         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
479                 p -= s->red_left_pad;
480
481         return p;
482 }
483
484 /*
485  * Debug settings:
486  */
487 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
488 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
489 #else
490 static int slub_debug;
491 #endif
492
493 static char *slub_debug_slabs;
494 static int disable_higher_order_debug;
495
496 /*
497  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
498  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
499  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
500  * to tell kasan that these accesses are OK.
501  */
502 static inline void metadata_access_enable(void)
503 {
504         kasan_disable_current();
505 }
506
507 static inline void metadata_access_disable(void)
508 {
509         kasan_enable_current();
510 }
511
512 /*
513  * Object debugging
514  */
515
516 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
517 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
518                                 struct page *page, void *object)
519 {
520         void *base;
521
522         if (!object)
523                 return 1;
524
525         base = page_address(page);
526         object = restore_red_left(s, object);
527         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
528                 (object - base) % s->size) {
529                 return 0;
530         }
531
532         return 1;
533 }
534
535 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
536                           unsigned int length)
537 {
538         metadata_access_enable();
539         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
540                         length, 1);
541         metadata_access_disable();
542 }
543
544 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
545         enum track_item alloc)
546 {
547         struct track *p;
548
549         if (s->offset)
550                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
551         else
552                 p = object + s->inuse;
553
554         return p + alloc;
555 }
556
557 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
558                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
559 {
560         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
561
562         if (addr) {
563 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
564                 struct stack_trace trace;
565                 int i;
566
567                 trace.nr_entries = 0;
568                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
569                 trace.entries = p->addrs;
570                 trace.skip = 3;
571                 metadata_access_enable();
572                 save_stack_trace(&trace);
573                 metadata_access_disable();
574
575                 /* See rant in lockdep.c */
576                 if (trace.nr_entries != 0 &&
577                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
578                         trace.nr_entries--;
579
580                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
581                         p->addrs[i] = 0;
582 #endif
583                 p->addr = addr;
584                 p->cpu = smp_processor_id();
585                 p->pid = current->pid;
586                 p->when = jiffies;
587         } else
588                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
589 }
590
591 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
592 {
593         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
594                 return;
595
596         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
597         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
598 }
599
600 static void print_track(const char *s, struct track *t)
601 {
602         if (!t->addr)
603                 return;
604
605         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
606                s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
607 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
608         {
609                 int i;
610                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
611                         if (t->addrs[i])
612                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
613                         else
614                                 break;
615         }
616 #endif
617 }
618
619 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
620 {
621         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
622                 return;
623
624         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
625         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
626 }
627
628 static void print_page_info(struct page *page)
629 {
630         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
631                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
632
633 }
634
635 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
636 {
637         struct va_format vaf;
638         va_list args;
639
640         va_start(args, fmt);
641         vaf.fmt = fmt;
642         vaf.va = &args;
643         pr_err("=============================================================================\n");
644         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
645         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
646
647         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
648         va_end(args);
649 }
650
651 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
652 {
653         struct va_format vaf;
654         va_list args;
655
656         va_start(args, fmt);
657         vaf.fmt = fmt;
658         vaf.va = &args;
659         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
660         va_end(args);
661 }
662
663 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
664 {
665         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
666         u8 *addr = page_address(page);
667
668         print_tracking(s, p);
669
670         print_page_info(page);
671
672         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
673                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
674
675         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
676                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p - s->red_left_pad,
677                               s->red_left_pad);
678         else if (p > addr + 16)
679                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
680
681         print_section(KERN_ERR, "Object ", p,
682                       min_t(unsigned long, s->object_size, PAGE_SIZE));
683         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
684                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p + s->object_size,
685                         s->inuse - s->object_size);
686
687         if (s->offset)
688                 off = s->offset + sizeof(void *);
689         else
690                 off = s->inuse;
691
692         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
693                 off += 2 * sizeof(struct track);
694
695         off += kasan_metadata_size(s);
696
697         if (off != size_from_object(s))
698                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
699                 print_section(KERN_ERR, "Padding ", p + off,
700                               size_from_object(s) - off);
701
702         dump_stack();
703 }
704
705 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
706                         u8 *object, char *reason)
707 {
708         slab_bug(s, "%s", reason);
709         print_trailer(s, page, object);
710 }
711
712 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
713                         const char *fmt, ...)
714 {
715         va_list args;
716         char buf[100];
717
718         va_start(args, fmt);
719         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
720         va_end(args);
721         slab_bug(s, "%s", buf);
722         print_page_info(page);
723         dump_stack();
724 }
725
726 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
727 {
728         u8 *p = object;
729
730         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
731                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
732
733         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
734                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
735                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
736         }
737
738         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
739                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
740 }
741
742 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
743                                                 void *from, void *to)
744 {
745         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
746         memset(from, data, to - from);
747 }
748
749 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
750                         u8 *object, char *what,
751                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
752 {
753         u8 *fault;
754         u8 *end;
755
756         metadata_access_enable();
757         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
758         metadata_access_disable();
759         if (!fault)
760                 return 1;
761
762         end = start + bytes;
763         while (end > fault && end[-1] == value)
764                 end--;
765
766         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
767         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
768                                         fault, end - 1, fault[0], value);
769         print_trailer(s, page, object);
770
771         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
772         return 0;
773 }
774
775 /*
776  * Object layout:
777  *
778  * object address
779  *      Bytes of the object to be managed.
780  *      If the freepointer may overlay the object then the free
781  *      pointer is the first word of the object.
782  *
783  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
784  *      0xa5 (POISON_END)
785  *
786  * object + s->object_size
787  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
788  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
789  *      object_size == inuse.
790  *
791  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
792  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
793  *
794  * object + s->inuse
795  *      Meta data starts here.
796  *
797  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
798  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
799  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
800  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
801  *              before the word boundary.
802  *
803  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
804  *
805  * object + s->size
806  *      Nothing is used beyond s->size.
807  *
808  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
809  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
810  * may be used with merged slabcaches.
811  */
812
813 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
814 {
815         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
816
817         if (s->offset)
818                 /* Freepointer is placed after the object. */
819                 off += sizeof(void *);
820
821         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
822                 /* We also have user information there */
823                 off += 2 * sizeof(struct track);
824
825         off += kasan_metadata_size(s);
826
827         if (size_from_object(s) == off)
828                 return 1;
829
830         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
831                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
832 }
833
834 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
835 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
836 {
837         u8 *start;
838         u8 *fault;
839         u8 *end;
840         int length;
841         int remainder;
842
843         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
844                 return 1;
845
846         start = page_address(page);
847         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
848         end = start + length;
849         remainder = length % s->size;
850         if (!remainder)
851                 return 1;
852
853         metadata_access_enable();
854         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
855         metadata_access_disable();
856         if (!fault)
857                 return 1;
858         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
859                 end--;
860
861         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
862         print_section(KERN_ERR, "Padding ", end - remainder, remainder);
863
864         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
865         return 0;
866 }
867
868 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
869                                         void *object, u8 val)
870 {
871         u8 *p = object;
872         u8 *endobject = object + s->object_size;
873
874         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
875                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
876                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
877                         return 0;
878
879                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
880                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
881                         return 0;
882         } else {
883                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
884                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
885                                 endobject, POISON_INUSE,
886                                 s->inuse - s->object_size);
887                 }
888         }
889
890         if (s->flags & SLAB_POISON) {
891                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
892                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
893                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
894                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
895                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
896                         return 0;
897                 /*
898                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
899                  */
900                 check_pad_bytes(s, page, p);
901         }
902
903         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
904                 /*
905                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
906                  * freepointer while object is allocated.
907                  */
908                 return 1;
909
910         /* Check free pointer validity */
911         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
912                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
913                 /*
914                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
915                  * of the free objects in this slab. May cause
916                  * another error because the object count is now wrong.
917                  */
918                 set_freepointer(s, p, NULL);
919                 return 0;
920         }
921         return 1;
922 }
923
924 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
925 {
926         int maxobj;
927
928         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
929
930         if (!PageSlab(page)) {
931                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
932                 return 0;
933         }
934
935         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
936         if (page->objects > maxobj) {
937                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
938                         page->objects, maxobj);
939                 return 0;
940         }
941         if (page->inuse > page->objects) {
942                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
943                         page->inuse, page->objects);
944                 return 0;
945         }
946         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
947         slab_pad_check(s, page);
948         return 1;
949 }
950
951 /*
952  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
953  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
954  */
955 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
956 {
957         int nr = 0;
958         void *fp;
959         void *object = NULL;
960         int max_objects;
961
962         fp = page->freelist;
963         while (fp && nr <= page->objects) {
964                 if (fp == search)
965                         return 1;
966                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
967                         if (object) {
968                                 object_err(s, page, object,
969                                         "Freechain corrupt");
970                                 set_freepointer(s, object, NULL);
971                         } else {
972                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
973                                 page->freelist = NULL;
974                                 page->inuse = page->objects;
975                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
976                                 return 0;
977                         }
978                         break;
979                 }
980                 object = fp;
981                 fp = get_freepointer(s, object);
982                 nr++;
983         }
984
985         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
986         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
987                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
988
989         if (page->objects != max_objects) {
990                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
991                          page->objects, max_objects);
992                 page->objects = max_objects;
993                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
994         }
995         if (page->inuse != page->objects - nr) {
996                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
997                          page->inuse, page->objects - nr);
998                 page->inuse = page->objects - nr;
999                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
1000         }
1001         return search == NULL;
1002 }
1003
1004 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1005                                                                 int alloc)
1006 {
1007         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1008                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1009                         s->name,
1010                         alloc ? "alloc" : "free",
1011                         object, page->inuse,
1012                         page->freelist);
1013
1014                 if (!alloc)
1015                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1016                                         s->object_size);
1017
1018                 dump_stack();
1019         }
1020 }
1021
1022 /*
1023  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1024  */
1025 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1026         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1027 {
1028         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1029                 return;
1030
1031         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1032         list_add(&page->lru, &n->full);
1033 }
1034
1035 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1036 {
1037         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1038                 return;
1039
1040         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1041         list_del(&page->lru);
1042 }
1043
1044 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1045 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1046 {
1047         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1048
1049         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1050 }
1051
1052 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1053 {
1054         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1055 }
1056
1057 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1058 {
1059         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1060
1061         /*
1062          * May be called early in order to allocate a slab for the
1063          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1064          * dilemma by deferring the increment of the count during
1065          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1066          */
1067         if (likely(n)) {
1068                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1069                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1070         }
1071 }
1072 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1073 {
1074         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1075
1076         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1077         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1078 }
1079
1080 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1081 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1082                                                                 void *object)
1083 {
1084         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1085                 return;
1086
1087         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1088         init_tracking(s, object);
1089 }
1090
1091 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1092                                         struct page *page,
1093                                         void *object, unsigned long addr)
1094 {
1095         if (!check_slab(s, page))
1096                 return 0;
1097
1098         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1099                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1100                 return 0;
1101         }
1102
1103         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1104                 return 0;
1105
1106         return 1;
1107 }
1108
1109 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1110                                         struct page *page,
1111                                         void *object, unsigned long addr)
1112 {
1113         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1114                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object, addr))
1115                         goto bad;
1116         }
1117
1118         /* Success perform special debug activities for allocs */
1119         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1120                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1121         trace(s, page, object, 1);
1122         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1123         return 1;
1124
1125 bad:
1126         if (PageSlab(page)) {
1127                 /*
1128                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1129                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1130                  * as used avoids touching the remaining objects.
1131                  */
1132                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1133                 page->inuse = page->objects;
1134                 page->freelist = NULL;
1135         }
1136         return 0;
1137 }
1138
1139 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1140                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1141 {
1142         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1143                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1144                 return 0;
1145         }
1146
1147         if (on_freelist(s, page, object)) {
1148                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1149                 return 0;
1150         }
1151
1152         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1153                 return 0;
1154
1155         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1156                 if (!PageSlab(page)) {
1157                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1158                                  object);
1159                 } else if (!page->slab_cache) {
1160                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1161                                object);
1162                         dump_stack();
1163                 } else
1164                         object_err(s, page, object,
1165                                         "page slab pointer corrupt.");
1166                 return 0;
1167         }
1168         return 1;
1169 }
1170
1171 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1172 static noinline int free_debug_processing(
1173         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1174         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1175         unsigned long addr)
1176 {
1177         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1178         void *object = head;
1179         int cnt = 0;
1180         unsigned long uninitialized_var(flags);
1181         int ret = 0;
1182
1183         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1184         slab_lock(page);
1185
1186         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1187                 if (!check_slab(s, page))
1188                         goto out;
1189         }
1190
1191 next_object:
1192         cnt++;
1193
1194         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1195                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1196                         goto out;
1197         }
1198
1199         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1200                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1201         trace(s, page, object, 0);
1202         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1203         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1204
1205         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1206         if (object != tail) {
1207                 object = get_freepointer(s, object);
1208                 goto next_object;
1209         }
1210         ret = 1;
1211
1212 out:
1213         if (cnt != bulk_cnt)
1214                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1215                          bulk_cnt, cnt);
1216
1217         slab_unlock(page);
1218         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1219         if (!ret)
1220                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1221         return ret;
1222 }
1223
1224 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1225 {
1226         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1227         if (*str++ != '=' || !*str)
1228                 /*
1229                  * No options specified. Switch on full debugging.
1230                  */
1231                 goto out;
1232
1233         if (*str == ',')
1234                 /*
1235                  * No options but restriction on slabs. This means full
1236                  * debugging for slabs matching a pattern.
1237                  */
1238                 goto check_slabs;
1239
1240         slub_debug = 0;
1241         if (*str == '-')
1242                 /*
1243                  * Switch off all debugging measures.
1244                  */
1245                 goto out;
1246
1247         /*
1248          * Determine which debug features should be switched on
1249          */
1250         for (; *str && *str != ','; str++) {
1251                 switch (tolower(*str)) {
1252                 case 'f':
1253                         slub_debug |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1254                         break;
1255                 case 'z':
1256                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1257                         break;
1258                 case 'p':
1259                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1260                         break;
1261                 case 'u':
1262                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1263                         break;
1264                 case 't':
1265                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1266                         break;
1267                 case 'a':
1268                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1269                         break;
1270                 case 'o':
1271                         /*
1272                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1273                          * order would increase as a result.
1274                          */
1275                         disable_higher_order_debug = 1;
1276                         break;
1277                 default:
1278                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1279                                *str);
1280                 }
1281         }
1282
1283 check_slabs:
1284         if (*str == ',')
1285                 slub_debug_slabs = str + 1;
1286 out:
1287         return 1;
1288 }
1289
1290 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1291
1292 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1293         unsigned long flags, const char *name,
1294         void (*ctor)(void *))
1295 {
1296         /*
1297          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1298          */
1299         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1300                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1301                 flags |= slub_debug;
1302
1303         return flags;
1304 }
1305 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1306 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1307                         struct page *page, void *object) {}
1308
1309 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1310         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1311
1312 static inline int free_debug_processing(
1313         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1314         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1315         unsigned long addr) { return 0; }
1316
1317 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1318                         { return 1; }
1319 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1320                         void *object, u8 val) { return 1; }
1321 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1322                                         struct page *page) {}
1323 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1324                                         struct page *page) {}
1325 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1326         unsigned long flags, const char *name,
1327         void (*ctor)(void *))
1328 {
1329         return flags;
1330 }
1331 #define slub_debug 0
1332
1333 #define disable_higher_order_debug 0
1334
1335 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1336                                                         { return 0; }
1337 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1338                                                         { return 0; }
1339 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1340                                                         int objects) {}
1341 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1342                                                         int objects) {}
1343
1344 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1345
1346 /*
1347  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1348  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1349  */
1350 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1351 {
1352         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1353         kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1354 }
1355
1356 static inline void kfree_hook(const void *x)
1357 {
1358         kmemleak_free(x);
1359         kasan_kfree_large(x);
1360 }
1361
1362 static inline void *slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1363 {
1364         void *freeptr;
1365
1366         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1367
1368         /*
1369          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1370          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1371          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1372          */
1373 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
1374         {
1375                 unsigned long flags;
1376
1377                 local_irq_save(flags);
1378                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
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_KMEMCHECK) ||                \
1403         defined(CONFIG_LOCKDEP) ||              \
1404         defined(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK) ||       \
1405         defined(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_FREE) ||   \
1406         defined(CONFIG_KASAN)
1407
1408         void *object = head;
1409         void *tail_obj = tail ? : head;
1410         void *freeptr;
1411
1412         do {
1413                 freeptr = slab_free_hook(s, object);
1414         } while ((object != tail_obj) && (object = freeptr));
1415 #endif
1416 }
1417
1418 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1419                                 void *object)
1420 {
1421         setup_object_debug(s, page, object);
1422         kasan_init_slab_obj(s, object);
1423         if (unlikely(s->ctor)) {
1424                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1425                 s->ctor(object);
1426                 kasan_poison_object_data(s, object);
1427         }
1428 }
1429
1430 /*
1431  * Slab allocation and freeing
1432  */
1433 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1434                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1435 {
1436         struct page *page;
1437         int order = oo_order(oo);
1438
1439         flags |= __GFP_NOTRACK;
1440
1441         if (node == NUMA_NO_NODE)
1442                 page = alloc_pages(flags, order);
1443         else
1444                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1445
1446         if (page && memcg_charge_slab(page, flags, order, s)) {
1447                 __free_pages(page, order);
1448                 page = NULL;
1449         }
1450
1451         return page;
1452 }
1453
1454 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1455 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1456 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1457 {
1458         int err;
1459         unsigned long i, count = oo_objects(s->oo);
1460
1461         /* Bailout if already initialised */
1462         if (s->random_seq)
1463                 return 0;
1464
1465         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1466         if (err) {
1467                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1468                         s->name);
1469                 return err;
1470         }
1471
1472         /* Transform to an offset on the set of pages */
1473         if (s->random_seq) {
1474                 for (i = 0; i < count; i++)
1475                         s->random_seq[i] *= s->size;
1476         }
1477         return 0;
1478 }
1479
1480 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1481 static void __init init_freelist_randomization(void)
1482 {
1483         struct kmem_cache *s;
1484
1485         mutex_lock(&slab_mutex);
1486
1487         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1488                 init_cache_random_seq(s);
1489
1490         mutex_unlock(&slab_mutex);
1491 }
1492
1493 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1494 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1495                                 unsigned long *pos, void *start,
1496                                 unsigned long page_limit,
1497                                 unsigned long freelist_count)
1498 {
1499         unsigned int idx;
1500
1501         /*
1502          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1503          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1504          */
1505         do {
1506                 idx = s->random_seq[*pos];
1507                 *pos += 1;
1508                 if (*pos >= freelist_count)
1509                         *pos = 0;
1510         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1511
1512         return (char *)start + idx;
1513 }
1514
1515 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1516 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1517 {
1518         void *start;
1519         void *cur;
1520         void *next;
1521         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1522
1523         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1524                 return false;
1525
1526         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1527         pos = get_random_int() % freelist_count;
1528
1529         page_limit = page->objects * s->size;
1530         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1531
1532         /* First entry is used as the base of the freelist */
1533         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1534                                 freelist_count);
1535         page->freelist = cur;
1536
1537         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1538                 setup_object(s, page, cur);
1539                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1540                         freelist_count);
1541                 set_freepointer(s, cur, next);
1542                 cur = next;
1543         }
1544         setup_object(s, page, cur);
1545         set_freepointer(s, cur, NULL);
1546
1547         return true;
1548 }
1549 #else
1550 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1551 {
1552         return 0;
1553 }
1554 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1555 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1556 {
1557         return false;
1558 }
1559 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1560
1561 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1562 {
1563         struct page *page;
1564         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1565         gfp_t alloc_gfp;
1566         void *start, *p;
1567         int idx, order;
1568         bool shuffle;
1569
1570         flags &= gfp_allowed_mask;
1571
1572         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1573                 local_irq_enable();
1574
1575         flags |= s->allocflags;
1576
1577         /*
1578          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1579          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1580          */
1581         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1582         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1583                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1584
1585         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1586         if (unlikely(!page)) {
1587                 oo = s->min;
1588                 alloc_gfp = flags;
1589                 /*
1590                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1591                  * Try a lower order alloc if possible
1592                  */
1593                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1594                 if (unlikely(!page))
1595                         goto out;
1596                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1597         }
1598
1599         if (kmemcheck_enabled &&
1600             !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1601                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1602
1603                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), alloc_gfp, node);
1604
1605                 /*
1606                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1607                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1608                  */
1609                 if (s->ctor)
1610                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1611                 else
1612                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1613         }
1614
1615         page->objects = oo_objects(oo);
1616
1617         order = compound_order(page);
1618         page->slab_cache = s;
1619         __SetPageSlab(page);
1620         if (page_is_pfmemalloc(page))
1621                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1622
1623         start = page_address(page);
1624
1625         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1626                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1627
1628         kasan_poison_slab(page);
1629
1630         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1631
1632         if (!shuffle) {
1633                 for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1634                         setup_object(s, page, p);
1635                         if (likely(idx < page->objects))
1636                                 set_freepointer(s, p, p + s->size);
1637                         else
1638                                 set_freepointer(s, p, NULL);
1639                 }
1640                 page->freelist = fixup_red_left(s, start);
1641         }
1642
1643         page->inuse = page->objects;
1644         page->frozen = 1;
1645
1646 out:
1647         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1648                 local_irq_disable();
1649         if (!page)
1650                 return NULL;
1651
1652         mod_lruvec_page_state(page,
1653                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1654                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1655                 1 << oo_order(oo));
1656
1657         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1658
1659         return page;
1660 }
1661
1662 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1663 {
1664         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1665                 gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
1666                 flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
1667                 pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
1668                                 invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
1669                 dump_stack();
1670         }
1671
1672         return allocate_slab(s,
1673                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1674 }
1675
1676 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1677 {
1678         int order = compound_order(page);
1679         int pages = 1 << order;
1680
1681         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1682                 void *p;
1683
1684                 slab_pad_check(s, page);
1685                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1686                                                 page->objects)
1687                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1688         }
1689
1690         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1691
1692         mod_lruvec_page_state(page,
1693                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1694                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1695                 -pages);
1696
1697         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1698         __ClearPageSlab(page);
1699
1700         page_mapcount_reset(page);
1701         if (current->reclaim_state)
1702                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1703         memcg_uncharge_slab(page, order, s);
1704         __free_pages(page, order);
1705 }
1706
1707 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1708         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1709
1710 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1711 {
1712         struct page *page;
1713
1714         if (need_reserve_slab_rcu)
1715                 page = virt_to_head_page(h);
1716         else
1717                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1718
1719         __free_slab(page->slab_cache, page);
1720 }
1721
1722 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1723 {
1724         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1725                 struct rcu_head *head;
1726
1727                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1728                         int order = compound_order(page);
1729                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1730
1731                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1732                         head = page_address(page) + offset;
1733                 } else {
1734                         head = &page->rcu_head;
1735                 }
1736
1737                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1738         } else
1739                 __free_slab(s, page);
1740 }
1741
1742 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1743 {
1744         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1745         free_slab(s, page);
1746 }
1747
1748 /*
1749  * Management of partially allocated slabs.
1750  */
1751 static inline void
1752 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1753 {
1754         n->nr_partial++;
1755         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1756                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1757         else
1758                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1759 }
1760
1761 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1762                                 struct page *page, int tail)
1763 {
1764         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1765         __add_partial(n, page, tail);
1766 }
1767
1768 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1769                                         struct page *page)
1770 {
1771         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1772         list_del(&page->lru);
1773         n->nr_partial--;
1774 }
1775
1776 /*
1777  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1778  * return the pointer to the freelist.
1779  *
1780  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1781  */
1782 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1783                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1784                 int mode, int *objects)
1785 {
1786         void *freelist;
1787         unsigned long counters;
1788         struct page new;
1789
1790         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1791
1792         /*
1793          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1794          * The old freelist is the list of objects for the
1795          * per cpu allocation list.
1796          */
1797         freelist = page->freelist;
1798         counters = page->counters;
1799         new.counters = counters;
1800         *objects = new.objects - new.inuse;
1801         if (mode) {
1802                 new.inuse = page->objects;
1803                 new.freelist = NULL;
1804         } else {
1805                 new.freelist = freelist;
1806         }
1807
1808         VM_BUG_ON(new.frozen);
1809         new.frozen = 1;
1810
1811         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1812                         freelist, counters,
1813                         new.freelist, new.counters,
1814                         "acquire_slab"))
1815                 return NULL;
1816
1817         remove_partial(n, page);
1818         WARN_ON(!freelist);
1819         return freelist;
1820 }
1821
1822 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1823 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1824
1825 /*
1826  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1827  */
1828 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1829                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1830 {
1831         struct page *page, *page2;
1832         void *object = NULL;
1833         int available = 0;
1834         int objects;
1835
1836         /*
1837          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1838          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1839          * partial slab and there is none available then get_partials()
1840          * will return NULL.
1841          */
1842         if (!n || !n->nr_partial)
1843                 return NULL;
1844
1845         spin_lock(&n->list_lock);
1846         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1847                 void *t;
1848
1849                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1850                         continue;
1851
1852                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1853                 if (!t)
1854                         break;
1855
1856                 available += objects;
1857                 if (!object) {
1858                         c->page = page;
1859                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1860                         object = t;
1861                 } else {
1862                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1863                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1864                 }
1865                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1866                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
1867                         break;
1868
1869         }
1870         spin_unlock(&n->list_lock);
1871         return object;
1872 }
1873
1874 /*
1875  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1876  */
1877 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1878                 struct kmem_cache_cpu *c)
1879 {
1880 #ifdef CONFIG_NUMA
1881         struct zonelist *zonelist;
1882         struct zoneref *z;
1883         struct zone *zone;
1884         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1885         void *object;
1886         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1887
1888         /*
1889          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1890          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1891          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1892          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1893          *
1894          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1895          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1896          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1897          * from other nodes and filled up.
1898          *
1899          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
1900          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
1901          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
1902          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
1903          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1904          * with available objects.
1905          */
1906         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1907                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1908                 return NULL;
1909
1910         do {
1911                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1912                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1913                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1914                         struct kmem_cache_node *n;
1915
1916                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1917
1918                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1919                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1920                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1921                                 if (object) {
1922                                         /*
1923                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1924                                          * here - if mems_allowed was updated in
1925                                          * parallel, that was a harmless race
1926                                          * between allocation and the cpuset
1927                                          * update
1928                                          */
1929                                         return object;
1930                                 }
1931                         }
1932                 }
1933         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1934 #endif
1935         return NULL;
1936 }
1937
1938 /*
1939  * Get a partial page, lock it and return it.
1940  */
1941 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1942                 struct kmem_cache_cpu *c)
1943 {
1944         void *object;
1945         int searchnode = node;
1946
1947         if (node == NUMA_NO_NODE)
1948                 searchnode = numa_mem_id();
1949         else if (!node_present_pages(node))
1950                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1951
1952         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1953         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1954                 return object;
1955
1956         return get_any_partial(s, flags, c);
1957 }
1958
1959 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1960 /*
1961  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1962  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1963  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1964  */
1965 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1966 #else
1967 /*
1968  * No preemption supported therefore also no need to check for
1969  * different cpus.
1970  */
1971 #define TID_STEP 1
1972 #endif
1973
1974 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1975 {
1976         return tid + TID_STEP;
1977 }
1978
1979 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1980 {
1981         return tid % TID_STEP;
1982 }
1983
1984 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1985 {
1986         return tid / TID_STEP;
1987 }
1988
1989 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1990 {
1991         return cpu;
1992 }
1993
1994 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1995                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1996 {
1997 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1998         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1999
2000         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2001
2002 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2003         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2004                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2005                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2006         else
2007 #endif
2008         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2009                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2010                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2011         else
2012                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2013                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2014 #endif
2015         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2016 }
2017
2018 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2019 {
2020         int cpu;
2021
2022         for_each_possible_cpu(cpu)
2023                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2024 }
2025
2026 /*
2027  * Remove the cpu slab
2028  */
2029 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2030                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2031 {
2032         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2033         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2034         int lock = 0;
2035         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2036         void *nextfree;
2037         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2038         struct page new;
2039         struct page old;
2040
2041         if (page->freelist) {
2042                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2043                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2044         }
2045
2046         /*
2047          * Stage one: Free all available per cpu objects back
2048          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
2049          * last one.
2050          *
2051          * There is no need to take the list->lock because the page
2052          * is still frozen.
2053          */
2054         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
2055                 void *prior;
2056                 unsigned long counters;
2057
2058                 do {
2059                         prior = page->freelist;
2060                         counters = page->counters;
2061                         set_freepointer(s, freelist, prior);
2062                         new.counters = counters;
2063                         new.inuse--;
2064                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
2065
2066                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2067                         prior, counters,
2068                         freelist, new.counters,
2069                         "drain percpu freelist"));
2070
2071                 freelist = nextfree;
2072         }
2073
2074         /*
2075          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
2076          * list presence reflects the actual number of objects
2077          * during unfreeze.
2078          *
2079          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2080          * with the count. If there is a mismatch then the page
2081          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2082          *
2083          * Then we restart the process which may have to remove
2084          * the page from the list that we just put it on again
2085          * because the number of objects in the slab may have
2086          * changed.
2087          */
2088 redo:
2089
2090         old.freelist = page->freelist;
2091         old.counters = page->counters;
2092         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2093
2094         /* Determine target state of the slab */
2095         new.counters = old.counters;
2096         if (freelist) {
2097                 new.inuse--;
2098                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
2099                 new.freelist = freelist;
2100         } else
2101                 new.freelist = old.freelist;
2102
2103         new.frozen = 0;
2104
2105         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2106                 m = M_FREE;
2107         else if (new.freelist) {
2108                 m = M_PARTIAL;
2109                 if (!lock) {
2110                         lock = 1;
2111                         /*
2112                          * Taking the spinlock removes the possiblity
2113                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2114                          * is frozen
2115                          */
2116                         spin_lock(&n->list_lock);
2117                 }
2118         } else {
2119                 m = M_FULL;
2120                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
2121                         lock = 1;
2122                         /*
2123                          * This also ensures that the scanning of full
2124                          * slabs from diagnostic functions will not see
2125                          * any frozen slabs.
2126                          */
2127                         spin_lock(&n->list_lock);
2128                 }
2129         }
2130
2131         if (l != m) {
2132
2133                 if (l == M_PARTIAL)
2134
2135                         remove_partial(n, page);
2136
2137                 else if (l == M_FULL)
2138
2139                         remove_full(s, n, page);
2140
2141                 if (m == M_PARTIAL) {
2142
2143                         add_partial(n, page, tail);
2144                         stat(s, tail);
2145
2146                 } else if (m == M_FULL) {
2147
2148                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2149                         add_full(s, n, page);
2150
2151                 }
2152         }
2153
2154         l = m;
2155         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2156                                 old.freelist, old.counters,
2157                                 new.freelist, new.counters,
2158                                 "unfreezing slab"))
2159                 goto redo;
2160
2161         if (lock)
2162                 spin_unlock(&n->list_lock);
2163
2164         if (m == M_FREE) {
2165                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2166                 discard_slab(s, page);
2167                 stat(s, FREE_SLAB);
2168         }
2169
2170         c->page = NULL;
2171         c->freelist = NULL;
2172 }
2173
2174 /*
2175  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2176  *
2177  * This function must be called with interrupts disabled
2178  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2179  * to guarantee no concurrent accesses).
2180  */
2181 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2182                 struct kmem_cache_cpu *c)
2183 {
2184 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2185         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2186         struct page *page, *discard_page = NULL;
2187
2188         while ((page = c->partial)) {
2189                 struct page new;
2190                 struct page old;
2191
2192                 c->partial = page->next;
2193
2194                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2195                 if (n != n2) {
2196                         if (n)
2197                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2198
2199                         n = n2;
2200                         spin_lock(&n->list_lock);
2201                 }
2202
2203                 do {
2204
2205                         old.freelist = page->freelist;
2206                         old.counters = page->counters;
2207                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2208
2209                         new.counters = old.counters;
2210                         new.freelist = old.freelist;
2211
2212                         new.frozen = 0;
2213
2214                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2215                                 old.freelist, old.counters,
2216                                 new.freelist, new.counters,
2217                                 "unfreezing slab"));
2218
2219                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2220                         page->next = discard_page;
2221                         discard_page = page;
2222                 } else {
2223                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2224                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2225                 }
2226         }
2227
2228         if (n)
2229                 spin_unlock(&n->list_lock);
2230
2231         while (discard_page) {
2232                 page = discard_page;
2233                 discard_page = discard_page->next;
2234
2235                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2236                 discard_slab(s, page);
2237                 stat(s, FREE_SLAB);
2238         }
2239 #endif
2240 }
2241
2242 /*
2243  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2244  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2245  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2246  * onto a random cpus partial slot.
2247  *
2248  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2249  * per node partial list.
2250  */
2251 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2252 {
2253 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2254         struct page *oldpage;
2255         int pages;
2256         int pobjects;
2257
2258         preempt_disable();
2259         do {
2260                 pages = 0;
2261                 pobjects = 0;
2262                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2263
2264                 if (oldpage) {
2265                         pobjects = oldpage->pobjects;
2266                         pages = oldpage->pages;
2267                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2268                                 unsigned long flags;
2269                                 /*
2270                                  * partial array is full. Move the existing
2271                                  * set to the per node partial list.
2272                                  */
2273                                 local_irq_save(flags);
2274                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2275                                 local_irq_restore(flags);
2276                                 oldpage = NULL;
2277                                 pobjects = 0;
2278                                 pages = 0;
2279                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2280                         }
2281                 }
2282
2283                 pages++;
2284                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2285
2286                 page->pages = pages;
2287                 page->pobjects = pobjects;
2288                 page->next = oldpage;
2289
2290         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2291                                                                 != oldpage);
2292         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2293                 unsigned long flags;
2294
2295                 local_irq_save(flags);
2296                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2297                 local_irq_restore(flags);
2298         }
2299         preempt_enable();
2300 #endif
2301 }
2302
2303 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2304 {
2305         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2306         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2307
2308         c->tid = next_tid(c->tid);
2309 }
2310
2311 /*
2312  * Flush cpu slab.
2313  *
2314  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2315  */
2316 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2317 {
2318         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2319
2320         if (likely(c)) {
2321                 if (c->page)
2322                         flush_slab(s, c);
2323
2324                 unfreeze_partials(s, c);
2325         }
2326 }
2327
2328 static void flush_cpu_slab(void *d)
2329 {
2330         struct kmem_cache *s = d;
2331
2332         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2333 }
2334
2335 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2336 {
2337         struct kmem_cache *s = info;
2338         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2339
2340         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2341 }
2342
2343 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2344 {
2345         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2346 }
2347
2348 /*
2349  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2350  * necessary.
2351  */
2352 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2353 {
2354         struct kmem_cache *s;
2355         unsigned long flags;
2356
2357         mutex_lock(&slab_mutex);
2358         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2359                 local_irq_save(flags);
2360                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2361                 local_irq_restore(flags);
2362         }
2363         mutex_unlock(&slab_mutex);
2364         return 0;
2365 }
2366
2367 /*
2368  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2369  * locality expectations.
2370  */
2371 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2372 {
2373 #ifdef CONFIG_NUMA
2374         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2375                 return 0;
2376 #endif
2377         return 1;
2378 }
2379
2380 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2381 static int count_free(struct page *page)
2382 {
2383         return page->objects - page->inuse;
2384 }
2385
2386 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2387 {
2388         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2389 }
2390 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2391
2392 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2393 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2394                                         int (*get_count)(struct page *))
2395 {
2396         unsigned long flags;
2397         unsigned long x = 0;
2398         struct page *page;
2399
2400         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2401         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2402                 x += get_count(page);
2403         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2404         return x;
2405 }
2406 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2407
2408 static noinline void
2409 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2410 {
2411 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2412         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2413                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2414         int node;
2415         struct kmem_cache_node *n;
2416
2417         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2418                 return;
2419
2420         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2421                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2422         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, default order: %d, min order: %d\n",
2423                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2424                 oo_order(s->min));
2425
2426         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2427                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2428                         s->name);
2429
2430         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2431                 unsigned long nr_slabs;
2432                 unsigned long nr_objs;
2433                 unsigned long nr_free;
2434
2435                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2436                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2437                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2438
2439                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2440                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2441         }
2442 #endif
2443 }
2444
2445 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2446                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2447 {
2448         void *freelist;
2449         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2450         struct page *page;
2451
2452         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2453
2454         if (freelist)
2455                 return freelist;
2456
2457         page = new_slab(s, flags, node);
2458         if (page) {
2459                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2460                 if (c->page)
2461                         flush_slab(s, c);
2462
2463                 /*
2464                  * No other reference to the page yet so we can
2465                  * muck around with it freely without cmpxchg
2466                  */
2467                 freelist = page->freelist;
2468                 page->freelist = NULL;
2469
2470                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2471                 c->page = page;
2472                 *pc = c;
2473         } else
2474                 freelist = NULL;
2475
2476         return freelist;
2477 }
2478
2479 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2480 {
2481         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2482                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2483
2484         return true;
2485 }
2486
2487 /*
2488  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2489  * per cpu freelist or deactivate the page.
2490  *
2491  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2492  *
2493  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2494  *
2495  * This function must be called with interrupt disabled.
2496  */
2497 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2498 {
2499         struct page new;
2500         unsigned long counters;
2501         void *freelist;
2502
2503         do {
2504                 freelist = page->freelist;
2505                 counters = page->counters;
2506
2507                 new.counters = counters;
2508                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2509
2510                 new.inuse = page->objects;
2511                 new.frozen = freelist != NULL;
2512
2513         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2514                 freelist, counters,
2515                 NULL, new.counters,
2516                 "get_freelist"));
2517
2518         return freelist;
2519 }
2520
2521 /*
2522  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2523  * debugging duties.
2524  *
2525  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2526  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2527  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2528  *
2529  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2530  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2531  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2532  *
2533  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2534  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2535  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2536  *
2537  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2538  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2539  */
2540 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2541                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2542 {
2543         void *freelist;
2544         struct page *page;
2545
2546         page = c->page;
2547         if (!page)
2548                 goto new_slab;
2549 redo:
2550
2551         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2552                 int searchnode = node;
2553
2554                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2555                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2556
2557                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2558                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2559                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2560                         goto new_slab;
2561                 }
2562         }
2563
2564         /*
2565          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2566          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2567          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2568          */
2569         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2570                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2571                 goto new_slab;
2572         }
2573
2574         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2575         freelist = c->freelist;
2576         if (freelist)
2577                 goto load_freelist;
2578
2579         freelist = get_freelist(s, page);
2580
2581         if (!freelist) {
2582                 c->page = NULL;
2583                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2584                 goto new_slab;
2585         }
2586
2587         stat(s, ALLOC_REFILL);
2588
2589 load_freelist:
2590         /*
2591          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2592          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2593          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2594          */
2595         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2596         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2597         c->tid = next_tid(c->tid);
2598         return freelist;
2599
2600 new_slab:
2601
2602         if (slub_percpu_partial(c)) {
2603                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2604                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2605                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2606                 goto redo;
2607         }
2608
2609         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2610
2611         if (unlikely(!freelist)) {
2612                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2613                 return NULL;
2614         }
2615
2616         page = c->page;
2617         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2618                 goto load_freelist;
2619
2620         /* Only entered in the debug case */
2621         if (kmem_cache_debug(s) &&
2622                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2623                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2624
2625         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2626         return freelist;
2627 }
2628
2629 /*
2630  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2631  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2632  */
2633 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2634                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2635 {
2636         void *p;
2637         unsigned long flags;
2638
2639         local_irq_save(flags);
2640 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2641         /*
2642          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2643          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2644          * pointer.
2645          */
2646         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2647 #endif
2648
2649         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2650         local_irq_restore(flags);
2651         return p;
2652 }
2653
2654 /*
2655  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2656  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2657  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2658  *
2659  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2660  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2661  *
2662  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2663  */
2664 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2665                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2666 {
2667         void *object;
2668         struct kmem_cache_cpu *c;
2669         struct page *page;
2670         unsigned long tid;
2671
2672         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2673         if (!s)
2674                 return NULL;
2675 redo:
2676         /*
2677          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2678          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2679          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2680          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2681          *
2682          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2683          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2684          * to check if it is matched or not.
2685          */
2686         do {
2687                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2688                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2689         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2690                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2691
2692         /*
2693          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2694          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2695          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2696          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2697          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2698          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2699          */
2700         barrier();
2701
2702         /*
2703          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2704          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2705          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2706          * linked list in between.
2707          */
2708
2709         object = c->freelist;
2710         page = c->page;
2711         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2712                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2713                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2714         } else {
2715                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2716
2717                 /*
2718                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2719                  * operation and if we are on the right processor.
2720                  *
2721                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2722                  * semantics!)
2723                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2724                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2725                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2726                  *
2727                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2728                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2729                  * other cpus.
2730                  */
2731                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2732                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2733                                 object, tid,
2734                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2735
2736                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2737                         goto redo;
2738                 }
2739                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2740                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2741         }
2742
2743         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2744                 memset(object, 0, s->object_size);
2745
2746         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2747
2748         return object;
2749 }
2750
2751 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2752                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2753 {
2754         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2755 }
2756
2757 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2758 {
2759         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2760
2761         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2762                                 s->size, gfpflags);
2763
2764         return ret;
2765 }
2766 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2767
2768 #ifdef CONFIG_TRACING
2769 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2770 {
2771         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2772         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2773         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2774         return ret;
2775 }
2776 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2777 #endif
2778
2779 #ifdef CONFIG_NUMA
2780 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2781 {
2782         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2783
2784         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2785                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2786
2787         return ret;
2788 }
2789 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2790
2791 #ifdef CONFIG_TRACING
2792 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2793                                     gfp_t gfpflags,
2794                                     int node, size_t size)
2795 {
2796         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2797
2798         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2799                            size, s->size, gfpflags, node);
2800
2801         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2802         return ret;
2803 }
2804 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2805 #endif
2806 #endif
2807
2808 /*
2809  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2810  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2811  *
2812  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2813  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2814  * handling required then we can return immediately.
2815  */
2816 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2817                         void *head, void *tail, int cnt,
2818                         unsigned long addr)
2819
2820 {
2821         void *prior;
2822         int was_frozen;
2823         struct page new;
2824         unsigned long counters;
2825         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2826         unsigned long uninitialized_var(flags);
2827
2828         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2829
2830         if (kmem_cache_debug(s) &&
2831             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2832                 return;
2833
2834         do {
2835                 if (unlikely(n)) {
2836                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2837                         n = NULL;
2838                 }
2839                 prior = page->freelist;
2840                 counters = page->counters;
2841                 set_freepointer(s, tail, prior);
2842                 new.counters = counters;
2843                 was_frozen = new.frozen;
2844                 new.inuse -= cnt;
2845                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2846
2847                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2848
2849                                 /*
2850                                  * Slab was on no list before and will be
2851                                  * partially empty
2852                                  * We can defer the list move and instead
2853                                  * freeze it.
2854                                  */
2855                                 new.frozen = 1;
2856
2857                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2858
2859                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2860                                 /*
2861                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2862                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2863                                  * drop the list_lock without any processing.
2864                                  *
2865                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2866                                  * other processors updating the list of slabs.
2867                                  */
2868                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2869
2870                         }
2871                 }
2872
2873         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2874                 prior, counters,
2875                 head, new.counters,
2876                 "__slab_free"));
2877
2878         if (likely(!n)) {
2879
2880                 /*
2881                  * If we just froze the page then put it onto the
2882                  * per cpu partial list.
2883                  */
2884                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2885                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2886                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2887                 }
2888                 /*
2889                  * The list lock was not taken therefore no list
2890                  * activity can be necessary.
2891                  */
2892                 if (was_frozen)
2893                         stat(s, FREE_FROZEN);
2894                 return;
2895         }
2896
2897         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2898                 goto slab_empty;
2899
2900         /*
2901          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2902          * then add it.
2903          */
2904         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2905                 if (kmem_cache_debug(s))
2906                         remove_full(s, n, page);
2907                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2908                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2909         }
2910         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2911         return;
2912
2913 slab_empty:
2914         if (prior) {
2915                 /*
2916                  * Slab on the partial list.
2917                  */
2918                 remove_partial(n, page);
2919                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2920         } else {
2921                 /* Slab must be on the full list */
2922                 remove_full(s, n, page);
2923         }
2924
2925         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2926         stat(s, FREE_SLAB);
2927         discard_slab(s, page);
2928 }
2929
2930 /*
2931  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2932  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2933  *
2934  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2935  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2936  * the item before.
2937  *
2938  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2939  * with all sorts of special processing.
2940  *
2941  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2942  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2943  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2944  */
2945 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
2946                                 struct page *page, void *head, void *tail,
2947                                 int cnt, unsigned long addr)
2948 {
2949         void *tail_obj = tail ? : head;
2950         struct kmem_cache_cpu *c;
2951         unsigned long tid;
2952 redo:
2953         /*
2954          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2955          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2956          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2957          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2958          */
2959         do {
2960                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2961                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2962         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2963                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2964
2965         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2966         barrier();
2967
2968         if (likely(page == c->page)) {
2969                 set_freepointer(s, tail_obj, c->freelist);
2970
2971                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2972                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2973                                 c->freelist, tid,
2974                                 head, next_tid(tid)))) {
2975
2976                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2977                         goto redo;
2978                 }
2979                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2980         } else
2981                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
2982
2983 }
2984
2985 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2986                                       void *head, void *tail, int cnt,
2987                                       unsigned long addr)
2988 {
2989         slab_free_freelist_hook(s, head, tail);
2990         /*
2991          * slab_free_freelist_hook() could have put the items into quarantine.
2992          * If so, no need to free them.
2993          */
2994         if (s->flags & SLAB_KASAN && !(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
2995                 return;
2996         do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
2997 }
2998
2999 #ifdef CONFIG_KASAN
3000 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3001 {
3002         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3003 }
3004 #endif
3005
3006 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3007 {
3008         s = cache_from_obj(s, x);
3009         if (!s)
3010                 return;
3011         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3012         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
3013 }
3014 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3015
3016 struct detached_freelist {
3017         struct page *page;
3018         void *tail;
3019         void *freelist;
3020         int cnt;
3021         struct kmem_cache *s;
3022 };
3023
3024 /*
3025  * This function progressively scans the array with free objects (with
3026  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3027  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3028  * page/objects.  This can happen without any need for
3029  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3030  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3031  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3032  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3033  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3034  * to performance reasons.
3035  */
3036 static inline
3037 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3038                             void **p, struct detached_freelist *df)
3039 {
3040         size_t first_skipped_index = 0;
3041         int lookahead = 3;
3042         void *object;
3043         struct page *page;
3044
3045         /* Always re-init detached_freelist */
3046         df->page = NULL;
3047
3048         do {
3049                 object = p[--size];
3050                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3051         } while (!object && size);
3052
3053         if (!object)
3054                 return 0;
3055
3056         page = virt_to_head_page(object);
3057         if (!s) {
3058                 /* Handle kalloc'ed objects */
3059                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3060                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3061                         kfree_hook(object);
3062                         __free_pages(page, compound_order(page));
3063                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3064                         return size;
3065                 }
3066                 /* Derive kmem_cache from object */
3067                 df->s = page->slab_cache;
3068         } else {
3069                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3070         }
3071
3072         /* Start new detached freelist */
3073         df->page = page;
3074         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3075         df->tail = object;
3076         df->freelist = object;
3077         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3078         df->cnt = 1;
3079
3080         while (size) {
3081                 object = p[--size];
3082                 if (!object)
3083                         continue; /* Skip processed objects */
3084
3085                 /* df->page is always set at this point */
3086                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3087                         /* Opportunity build freelist */
3088                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3089                         df->freelist = object;
3090                         df->cnt++;
3091                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3092
3093                         continue;
3094                 }
3095
3096                 /* Limit look ahead search */
3097                 if (!--lookahead)
3098                         break;
3099
3100                 if (!first_skipped_index)
3101                         first_skipped_index = size + 1;
3102         }
3103
3104         return first_skipped_index;
3105 }
3106
3107 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3108 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3109 {
3110         if (WARN_ON(!size))
3111                 return;
3112
3113         do {
3114                 struct detached_freelist df;
3115
3116                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3117                 if (!df.page)
3118                         continue;
3119
3120                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
3121         } while (likely(size));
3122 }
3123 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3124
3125 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3126 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3127                           void **p)
3128 {
3129         struct kmem_cache_cpu *c;
3130         int i;
3131
3132         /* memcg and kmem_cache debug support */
3133         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3134         if (unlikely(!s))
3135                 return false;
3136         /*
3137          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3138          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3139          * handlers invoking normal fastpath.
3140          */
3141         local_irq_disable();
3142         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3143
3144         for (i = 0; i < size; i++) {
3145                 void *object = c->freelist;
3146
3147                 if (unlikely(!object)) {
3148                         /*
3149                          * Invoking slow path likely have side-effect
3150                          * of re-populating per CPU c->freelist
3151                          */
3152                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3153                                             _RET_IP_, c);
3154                         if (unlikely(!p[i]))
3155                                 goto error;
3156
3157                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3158                         continue; /* goto for-loop */
3159                 }
3160                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3161                 p[i] = object;
3162         }
3163         c->tid = next_tid(c->tid);
3164         local_irq_enable();
3165
3166         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3167         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO)) {
3168                 int j;
3169
3170                 for (j = 0; j < i; j++)
3171                         memset(p[j], 0, s->object_size);
3172         }
3173
3174         /* memcg and kmem_cache debug support */
3175         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3176         return i;
3177 error:
3178         local_irq_enable();
3179         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3180         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3181         return 0;
3182 }
3183 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3184
3185
3186 /*
3187  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3188  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3189  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3190  * another.
3191  *
3192  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3193  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3194  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3195  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3196  * locking overhead.
3197  */
3198
3199 /*
3200  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3201  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3202  * and increases the number of allocations possible without having to
3203  * take the list_lock.
3204  */
3205 static int slub_min_order;
3206 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3207 static int slub_min_objects;
3208
3209 /*
3210  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3211  *
3212  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3213  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3214  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3215  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3216  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3217  * would be wasted.
3218  *
3219  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3220  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3221  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3222  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3223  *
3224  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3225  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3226  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3227  * of space in favor of a small page order.
3228  *
3229  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3230  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3231  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3232  * the smallest order which will fit the object.
3233  */
3234 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
3235                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
3236 {
3237         int order;
3238         int rem;
3239         int min_order = slub_min_order;
3240
3241         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3242                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3243
3244         for (order = max(min_order, get_order(min_objects * size + reserved));
3245                         order <= max_order; order++) {
3246
3247                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
3248
3249                 rem = (slab_size - reserved) % size;
3250
3251                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3252                         break;
3253         }
3254
3255         return order;
3256 }
3257
3258 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
3259 {
3260         int order;
3261         int min_objects;
3262         int fraction;
3263         int max_objects;
3264
3265         /*
3266          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3267          * works by first attempting to generate a layout with
3268          * the best configuration and backing off gradually.
3269          *
3270          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3271          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3272          */
3273         min_objects = slub_min_objects;
3274         if (!min_objects)
3275                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3276         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
3277         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3278
3279         while (min_objects > 1) {
3280                 fraction = 16;
3281                 while (fraction >= 4) {
3282                         order = slab_order(size, min_objects,
3283                                         slub_max_order, fraction, reserved);
3284                         if (order <= slub_max_order)
3285                                 return order;
3286                         fraction /= 2;
3287                 }
3288                 min_objects--;
3289         }
3290
3291         /*
3292          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3293          * lets see if we can place a single object there.
3294          */
3295         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
3296         if (order <= slub_max_order)
3297                 return order;
3298
3299         /*
3300          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3301          */
3302         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
3303         if (order < MAX_ORDER)
3304                 return order;
3305         return -ENOSYS;
3306 }
3307
3308 static void
3309 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3310 {
3311         n->nr_partial = 0;
3312         spin_lock_init(&n->list_lock);
3313         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3314 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3315         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3316         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3317         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3318 #endif
3319 }
3320
3321 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3322 {
3323         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3324                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3325
3326         /*
3327          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3328          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3329          */
3330         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3331                                      2 * sizeof(void *));
3332
3333         if (!s->cpu_slab)
3334                 return 0;
3335
3336         init_kmem_cache_cpus(s);
3337
3338         return 1;
3339 }
3340
3341 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3342
3343 /*
3344  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3345  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3346  * possible.
3347  *
3348  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3349  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3350  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3351  */
3352 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3353 {
3354         struct page *page;
3355         struct kmem_cache_node *n;
3356
3357         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3358
3359         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3360
3361         BUG_ON(!page);
3362         if (page_to_nid(page) != node) {
3363                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3364                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3365         }
3366
3367         n = page->freelist;
3368         BUG_ON(!n);
3369         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3370         page->inuse = 1;
3371         page->frozen = 0;
3372         kmem_cache_node->node[node] = n;
3373 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3374         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3375         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3376 #endif
3377         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node),
3378                       GFP_KERNEL);
3379         init_kmem_cache_node(n);
3380         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3381
3382         /*
3383          * No locks need to be taken here as it has just been
3384          * initialized and there is no concurrent access.
3385          */
3386         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3387 }
3388
3389 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3390 {
3391         int node;
3392         struct kmem_cache_node *n;
3393
3394         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3395                 s->node[node] = NULL;
3396                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3397         }
3398 }
3399
3400 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3401 {
3402         cache_random_seq_destroy(s);
3403         free_percpu(s->cpu_slab);
3404         free_kmem_cache_nodes(s);
3405 }
3406
3407 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3408 {
3409         int node;
3410
3411         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3412                 struct kmem_cache_node *n;
3413
3414                 if (slab_state == DOWN) {
3415                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3416                         continue;
3417                 }
3418                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3419                                                 GFP_KERNEL, node);
3420
3421                 if (!n) {
3422                         free_kmem_cache_nodes(s);
3423                         return 0;
3424                 }
3425
3426                 init_kmem_cache_node(n);
3427                 s->node[node] = n;
3428         }
3429         return 1;
3430 }
3431
3432 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3433 {
3434         if (min < MIN_PARTIAL)
3435                 min = MIN_PARTIAL;
3436         else if (min > MAX_PARTIAL)
3437                 min = MAX_PARTIAL;
3438         s->min_partial = min;
3439 }
3440
3441 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3442 {
3443 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3444         /*
3445          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3446          * per cpu partial lists of a processor.
3447          *
3448          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3449          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3450          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3451          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3452          *
3453          * This setting also determines
3454          *
3455          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3456          *    per node list when we reach the limit.
3457          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3458          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3459          *    50% to keep some capacity around for frees.
3460          */
3461         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3462                 s->cpu_partial = 0;
3463         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3464                 s->cpu_partial = 2;
3465         else if (s->size >= 1024)
3466                 s->cpu_partial = 6;
3467         else if (s->size >= 256)
3468                 s->cpu_partial = 13;
3469         else
3470                 s->cpu_partial = 30;
3471 #endif
3472 }
3473
3474 /*
3475  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3476  * a slab object.
3477  */
3478 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3479 {
3480         unsigned long flags = s->flags;
3481         size_t size = s->object_size;
3482         int order;
3483
3484         /*
3485          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3486          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3487          * the possible location of the free pointer.
3488          */
3489         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3490
3491 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3492         /*
3493          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3494          * the slab may touch the object after free or before allocation
3495          * then we should never poison the object itself.
3496          */
3497         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3498                         !s->ctor)
3499                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3500         else
3501                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3502
3503
3504         /*
3505          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3506          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3507          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3508          */
3509         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3510                 size += sizeof(void *);
3511 #endif
3512
3513         /*
3514          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3515          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3516          */
3517         s->inuse = size;
3518
3519         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3520                 s->ctor)) {
3521                 /*
3522                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3523                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3524                  * kmem_cache_free.
3525                  *
3526                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3527                  * destructor or are poisoning the objects.
3528                  */
3529                 s->offset = size;
3530                 size += sizeof(void *);
3531         }
3532
3533 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3534         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3535                 /*
3536                  * Need to store information about allocs and frees after
3537                  * the object.
3538                  */
3539                 size += 2 * sizeof(struct track);
3540 #endif
3541
3542         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3543 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3544         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3545                 /*
3546                  * Add some empty padding so that we can catch
3547                  * overwrites from earlier objects rather than let
3548                  * tracking information or the free pointer be
3549                  * corrupted if a user writes before the start
3550                  * of the object.
3551                  */
3552                 size += sizeof(void *);
3553
3554                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3555                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3556                 size += s->red_left_pad;
3557         }
3558 #endif
3559
3560         /*
3561          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3562          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3563          * each object to conform to the alignment.
3564          */
3565         size = ALIGN(size, s->align);
3566         s->size = size;
3567         if (forced_order >= 0)
3568                 order = forced_order;
3569         else
3570                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3571
3572         if (order < 0)
3573                 return 0;
3574
3575         s->allocflags = 0;
3576         if (order)
3577                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3578
3579         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3580                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3581
3582         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3583                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3584
3585         /*
3586          * Determine the number of objects per slab
3587          */
3588         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3589         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3590         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3591                 s->max = s->oo;
3592
3593         return !!oo_objects(s->oo);
3594 }
3595
3596 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3597 {
3598         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3599         s->reserved = 0;
3600 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3601         s->random = get_random_long();
3602 #endif
3603
3604         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
3605                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3606
3607         if (!calculate_sizes(s, -1))
3608                 goto error;
3609         if (disable_higher_order_debug) {
3610                 /*
3611                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3612                  * order increased.
3613                  */
3614                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3615                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3616                         s->offset = 0;
3617                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3618                                 goto error;
3619                 }
3620         }
3621
3622 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3623     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3624         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3625                 /* Enable fast mode */
3626                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3627 #endif
3628
3629         /*
3630          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3631          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3632          */
3633         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3634
3635         set_cpu_partial(s);
3636
3637 #ifdef CONFIG_NUMA
3638         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3639 #endif
3640
3641         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3642         if (slab_state >= UP) {
3643                 if (init_cache_random_seq(s))
3644                         goto error;
3645         }
3646
3647         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3648                 goto error;
3649
3650         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3651                 return 0;
3652
3653         free_kmem_cache_nodes(s);
3654 error:
3655         if (flags & SLAB_PANIC)
3656                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3657                       s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3658                       oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3659         return -EINVAL;
3660 }
3661
3662 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3663                                                         const char *text)
3664 {
3665 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3666         void *addr = page_address(page);
3667         void *p;
3668         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3669                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3670         if (!map)
3671                 return;
3672         slab_err(s, page, text, s->name);
3673         slab_lock(page);
3674
3675         get_map(s, page, map);
3676         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3677
3678                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3679                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3680                         print_tracking(s, p);
3681                 }
3682         }
3683         slab_unlock(page);
3684         kfree(map);
3685 #endif
3686 }
3687
3688 /*
3689  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3690  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3691  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3692  */
3693 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3694 {
3695         LIST_HEAD(discard);
3696         struct page *page, *h;
3697
3698         BUG_ON(irqs_disabled());
3699         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3700         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3701                 if (!page->inuse) {
3702                         remove_partial(n, page);
3703                         list_add(&page->lru, &discard);
3704                 } else {
3705                         list_slab_objects(s, page,
3706                         "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3707                 }
3708         }
3709         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3710
3711         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, lru)
3712                 discard_slab(s, page);
3713 }
3714
3715 /*
3716  * Release all resources used by a slab cache.
3717  */
3718 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3719 {
3720         int node;
3721         struct kmem_cache_node *n;
3722
3723         flush_all(s);
3724         /* Attempt to free all objects */
3725         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3726                 free_partial(s, n);
3727                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3728                         return 1;
3729         }
3730         sysfs_slab_remove(s);
3731         return 0;
3732 }
3733
3734 /********************************************************************
3735  *              Kmalloc subsystem
3736  *******************************************************************/
3737
3738 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3739 {
3740         get_option(&str, &slub_min_order);
3741
3742         return 1;
3743 }
3744
3745 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3746
3747 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3748 {
3749         get_option(&str, &slub_max_order);
3750         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3751
3752         return 1;
3753 }
3754
3755 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3756
3757 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3758 {
3759         get_option(&str, &slub_min_objects);
3760
3761         return 1;
3762 }
3763
3764 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3765
3766 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3767 {
3768         struct kmem_cache *s;
3769         void *ret;
3770
3771         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3772                 return kmalloc_large(size, flags);
3773
3774         s = kmalloc_slab(size, flags);
3775
3776         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3777                 return s;
3778
3779         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3780
3781         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3782
3783         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3784
3785         return ret;
3786 }
3787 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3788
3789 #ifdef CONFIG_NUMA
3790 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3791 {
3792         struct page *page;
3793         void *ptr = NULL;
3794
3795         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3796         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3797         if (page)
3798                 ptr = page_address(page);
3799
3800         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3801         return ptr;
3802 }
3803
3804 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3805 {
3806         struct kmem_cache *s;
3807         void *ret;
3808
3809         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3810                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3811
3812                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3813                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3814                                    flags, node);
3815
3816                 return ret;
3817         }
3818
3819         s = kmalloc_slab(size, flags);
3820
3821         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3822                 return s;
3823
3824         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3825
3826         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3827
3828         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3829
3830         return ret;
3831 }
3832 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3833 #endif
3834
3835 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
3836 /*
3837  * Rejects objects that are incorrectly sized.
3838  *
3839  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
3840  * to indicate an error.
3841  */
3842 const char *__check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n,
3843                                 struct page *page)
3844 {
3845         struct kmem_cache *s;
3846         unsigned long offset;
3847         size_t object_size;
3848
3849         /* Find object and usable object size. */
3850         s = page->slab_cache;
3851         object_size = slab_ksize(s);
3852
3853         /* Reject impossible pointers. */
3854         if (ptr < page_address(page))
3855                 return s->name;
3856
3857         /* Find offset within object. */
3858         offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
3859
3860         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
3861         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3862                 if (offset < s->red_left_pad)
3863                         return s->name;
3864                 offset -= s->red_left_pad;
3865         }
3866
3867         /* Allow address range falling entirely within object size. */
3868         if (offset <= object_size && n <= object_size - offset)
3869                 return NULL;
3870
3871         return s->name;
3872 }
3873 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
3874
3875 static size_t __ksize(const void *object)
3876 {
3877         struct page *page;
3878
3879         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3880                 return 0;
3881
3882         page = virt_to_head_page(object);
3883
3884         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3885                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3886                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3887         }
3888
3889         return slab_ksize(page->slab_cache);
3890 }
3891
3892 size_t ksize(const void *object)
3893 {
3894         size_t size = __ksize(object);
3895         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3896          * so we need to unpoison this area.
3897          */
3898         kasan_unpoison_shadow(object, size);
3899         return size;
3900 }
3901 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3902
3903 void kfree(const void *x)
3904 {
3905         struct page *page;
3906         void *object = (void *)x;
3907
3908         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3909
3910         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3911                 return;
3912
3913         page = virt_to_head_page(x);
3914         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3915                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3916                 kfree_hook(x);
3917                 __free_pages(page, compound_order(page));
3918                 return;
3919         }
3920         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3921 }
3922 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3923
3924 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3925
3926 /*
3927  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3928  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3929  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3930  *
3931  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3932  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3933  * are freed in them.
3934  */
3935 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3936 {
3937         int node;
3938         int i;
3939         struct kmem_cache_node *n;
3940         struct page *page;
3941         struct page *t;
3942         struct list_head discard;
3943         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3944         unsigned long flags;
3945         int ret = 0;
3946
3947         flush_all(s);
3948         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3949                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3950                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3951                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3952
3953                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3954
3955                 /*
3956                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3957                  *
3958                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3959                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3960                  */
3961                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3962                         int free = page->objects - page->inuse;
3963
3964                         /* Do not reread page->inuse */
3965                         barrier();
3966
3967                         /* We do not keep full slabs on the list */
3968                         BUG_ON(free <= 0);
3969
3970                         if (free == page->objects) {
3971                                 list_move(&page->lru, &discard);
3972                                 n->nr_partial--;
3973                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
3974                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
3975                 }
3976
3977                 /*
3978                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
3979                  * partial list.
3980                  */
3981                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
3982                         list_splice(promote + i, &n->partial);
3983
3984                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3985
3986                 /* Release empty slabs */
3987                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
3988                         discard_slab(s, page);
3989
3990                 if (slabs_node(s, node))
3991                         ret = 1;
3992         }
3993
3994         return ret;
3995 }
3996
3997 #ifdef CONFIG_MEMCG
3998 static void kmemcg_cache_deact_after_rcu(struct kmem_cache *s)
3999 {
4000         /*
4001          * Called with all the locks held after a sched RCU grace period.
4002          * Even if @s becomes empty after shrinking, we can't know that @s
4003          * doesn't have allocations already in-flight and thus can't
4004          * destroy @s until the associated memcg is released.
4005          *
4006          * However, let's remove the sysfs files for empty caches here.
4007          * Each cache has a lot of interface files which aren't
4008          * particularly useful for empty draining caches; otherwise, we can
4009          * easily end up with millions of unnecessary sysfs files on
4010          * systems which have a lot of memory and transient cgroups.
4011          */
4012         if (!__kmem_cache_shrink(s))
4013                 sysfs_slab_remove(s);
4014 }
4015
4016 void __kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *s)
4017 {
4018         /*
4019          * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
4020          * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
4021          */
4022         slub_set_cpu_partial(s, 0);
4023         s->min_partial = 0;
4024
4025         /*
4026          * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial), so
4027          * we have to make sure the change is visible before shrinking.
4028          */
4029         slab_deactivate_memcg_cache_rcu_sched(s, kmemcg_cache_deact_after_rcu);
4030 }
4031 #endif
4032
4033 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4034 {
4035         struct kmem_cache *s;
4036
4037         mutex_lock(&slab_mutex);
4038         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4039                 __kmem_cache_shrink(s);
4040         mutex_unlock(&slab_mutex);
4041
4042         return 0;
4043 }
4044
4045 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4046 {
4047         struct kmem_cache_node *n;
4048         struct kmem_cache *s;
4049         struct memory_notify *marg = arg;
4050         int offline_node;
4051
4052         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4053
4054         /*
4055          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4056          * for it yet.
4057          */
4058         if (offline_node < 0)
4059                 return;
4060
4061         mutex_lock(&slab_mutex);
4062         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4063                 n = get_node(s, offline_node);
4064                 if (n) {
4065                         /*
4066                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
4067                          * that is going down. We were unable to free them,
4068                          * and offline_pages() function shouldn't call this
4069                          * callback. So, we must fail.
4070                          */
4071                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
4072
4073                         s->node[offline_node] = NULL;
4074                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4075                 }
4076         }
4077         mutex_unlock(&slab_mutex);
4078 }
4079
4080 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4081 {
4082         struct kmem_cache_node *n;
4083         struct kmem_cache *s;
4084         struct memory_notify *marg = arg;
4085         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4086         int ret = 0;
4087
4088         /*
4089          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4090          * already created. Nothing to do.
4091          */
4092         if (nid < 0)
4093                 return 0;
4094
4095         /*
4096          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4097          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4098          * online.
4099          */
4100         mutex_lock(&slab_mutex);
4101         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4102                 /*
4103                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4104                  *      since memory is not yet available from the node that
4105                  *      is brought up.
4106                  */
4107                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4108                 if (!n) {
4109                         ret = -ENOMEM;
4110                         goto out;
4111                 }
4112                 init_kmem_cache_node(n);
4113                 s->node[nid] = n;
4114         }
4115 out:
4116         mutex_unlock(&slab_mutex);
4117         return ret;
4118 }
4119
4120 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4121                                 unsigned long action, void *arg)
4122 {
4123         int ret = 0;
4124
4125         switch (action) {
4126         case MEM_GOING_ONLINE:
4127                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4128                 break;
4129         case MEM_GOING_OFFLINE:
4130                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4131                 break;
4132         case MEM_OFFLINE:
4133         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4134                 slab_mem_offline_callback(arg);
4135                 break;
4136         case MEM_ONLINE:
4137         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4138                 break;
4139         }
4140         if (ret)
4141                 ret = notifier_from_errno(ret);
4142         else
4143                 ret = NOTIFY_OK;
4144         return ret;
4145 }
4146
4147 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4148         .notifier_call = slab_memory_callback,
4149         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4150 };
4151
4152 /********************************************************************
4153  *                      Basic setup of slabs
4154  *******************************************************************/
4155
4156 /*
4157  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4158  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4159  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4160  */
4161
4162 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4163 {
4164         int node;
4165         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4166         struct kmem_cache_node *n;
4167
4168         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4169
4170         /*
4171          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4172          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4173          * IPIs around.
4174          */
4175         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4176         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4177                 struct page *p;
4178
4179                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
4180                         p->slab_cache = s;
4181
4182 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4183                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
4184                         p->slab_cache = s;
4185 #endif
4186         }
4187         slab_init_memcg_params(s);
4188         list_add(&s->list, &slab_caches);
4189         memcg_link_cache(s);
4190         return s;
4191 }
4192
4193 void __init kmem_cache_init(void)
4194 {
4195         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4196                 boot_kmem_cache_node;
4197
4198         if (debug_guardpage_minorder())
4199                 slub_max_order = 0;
4200
4201         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4202         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4203
4204         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4205                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
4206
4207         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4208
4209         /* Able to allocate the per node structures */
4210         slab_state = PARTIAL;
4211
4212         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4213                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4214                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4215                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
4216
4217         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4218
4219         /*
4220          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
4221          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
4222          * update any list pointers.
4223          */
4224         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4225
4226         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4227         setup_kmalloc_cache_index_table();
4228         create_kmalloc_caches(0);
4229
4230         /* Setup random freelists for each cache */
4231         init_freelist_randomization();
4232
4233         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4234                                   slub_cpu_dead);
4235
4236         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d, CPUs=%u, Nodes=%d\n",
4237                 cache_line_size(),
4238                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4239                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4240 }
4241
4242 void __init kmem_cache_init_late(void)
4243 {
4244 }
4245
4246 struct kmem_cache *
4247 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
4248                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
4249 {
4250         struct kmem_cache *s, *c;
4251
4252         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4253         if (s) {
4254                 s->refcount++;
4255
4256                 /*
4257                  * Adjust the object sizes so that we clear
4258                  * the complete object on kzalloc.
4259                  */
4260                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
4261                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4262
4263                 for_each_memcg_cache(c, s) {
4264                         c->object_size = s->object_size;
4265                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
4266                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
4267                 }
4268
4269                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4270                         s->refcount--;
4271                         s = NULL;
4272                 }
4273         }
4274
4275         return s;
4276 }
4277
4278 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
4279 {
4280         int err;
4281
4282         err = kmem_cache_open(s, flags);
4283         if (err)
4284                 return err;
4285
4286         /* Mutex is not taken during early boot */
4287         if (slab_state <= UP)
4288                 return 0;
4289
4290         memcg_propagate_slab_attrs(s);
4291         err = sysfs_slab_add(s);
4292         if (err)
4293                 __kmem_cache_release(s);
4294
4295         return err;
4296 }
4297
4298 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4299 {
4300         struct kmem_cache *s;
4301         void *ret;
4302
4303         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4304                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4305
4306         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4307
4308         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4309                 return s;
4310
4311         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4312
4313         /* Honor the call site pointer we received. */
4314         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4315
4316         return ret;
4317 }
4318
4319 #ifdef CONFIG_NUMA
4320 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4321                                         int node, unsigned long caller)
4322 {
4323         struct kmem_cache *s;
4324         void *ret;
4325
4326         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4327                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4328
4329                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4330                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4331                                    gfpflags, node);
4332
4333                 return ret;
4334         }
4335
4336         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4337
4338         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4339                 return s;
4340
4341         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4342
4343         /* Honor the call site pointer we received. */
4344         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4345
4346         return ret;
4347 }
4348 #endif
4349
4350 #ifdef CONFIG_SYSFS
4351 static int count_inuse(struct page *page)
4352 {
4353         return page->inuse;
4354 }
4355
4356 static int count_total(struct page *page)
4357 {
4358         return page->objects;
4359 }
4360 #endif
4361
4362 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4363 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4364                                                 unsigned long *map)
4365 {
4366         void *p;
4367         void *addr = page_address(page);
4368
4369         if (!check_slab(s, page) ||
4370                         !on_freelist(s, page, NULL))
4371                 return 0;
4372
4373         /* Now we know that a valid freelist exists */
4374         bitmap_zero(map, page->objects);
4375
4376         get_map(s, page, map);
4377         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4378                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4379                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4380                                 return 0;
4381         }
4382
4383         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4384                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4385                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4386                                 return 0;
4387         return 1;
4388 }
4389
4390 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4391                                                 unsigned long *map)
4392 {
4393         slab_lock(page);
4394         validate_slab(s, page, map);
4395         slab_unlock(page);
4396 }
4397
4398 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4399                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4400 {
4401         unsigned long count = 0;
4402         struct page *page;
4403         unsigned long flags;
4404
4405         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4406
4407         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4408                 validate_slab_slab(s, page, map);
4409                 count++;
4410         }
4411         if (count != n->nr_partial)
4412                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4413                        s->name, count, n->nr_partial);
4414
4415         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4416                 goto out;
4417
4418         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4419                 validate_slab_slab(s, page, map);
4420                 count++;
4421         }
4422         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4423                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4424                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4425
4426 out:
4427         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4428         return count;
4429 }
4430
4431 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4432 {
4433         int node;
4434         unsigned long count = 0;
4435         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4436                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4437         struct kmem_cache_node *n;
4438
4439         if (!map)
4440                 return -ENOMEM;
4441
4442         flush_all(s);
4443         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4444                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4445         kfree(map);
4446         return count;
4447 }
4448 /*
4449  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4450  * and freed.
4451  */
4452
4453 struct location {
4454         unsigned long count;
4455         unsigned long addr;
4456         long long sum_time;
4457         long min_time;
4458         long max_time;
4459         long min_pid;
4460         long max_pid;
4461         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4462         nodemask_t nodes;
4463 };
4464
4465 struct loc_track {
4466         unsigned long max;
4467         unsigned long count;
4468         struct location *loc;
4469 };
4470
4471 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4472 {
4473         if (t->max)
4474                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4475                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4476 }
4477
4478 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4479 {
4480         struct location *l;
4481         int order;
4482
4483         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4484
4485         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4486         if (!l)
4487                 return 0;
4488
4489         if (t->count) {
4490                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4491                 free_loc_track(t);
4492         }
4493         t->max = max;
4494         t->loc = l;
4495         return 1;
4496 }
4497
4498 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4499                                 const struct track *track)
4500 {
4501         long start, end, pos;
4502         struct location *l;
4503         unsigned long caddr;
4504         unsigned long age = jiffies - track->when;
4505
4506         start = -1;
4507         end = t->count;
4508
4509         for ( ; ; ) {
4510                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4511
4512                 /*
4513                  * There is nothing at "end". If we end up there
4514                  * we need to add something to before end.
4515                  */
4516                 if (pos == end)
4517                         break;
4518
4519                 caddr = t->loc[pos].addr;
4520                 if (track->addr == caddr) {
4521
4522                         l = &t->loc[pos];
4523                         l->count++;
4524                         if (track->when) {
4525                                 l->sum_time += age;
4526                                 if (age < l->min_time)
4527                                         l->min_time = age;
4528                                 if (age > l->max_time)
4529                                         l->max_time = age;
4530
4531                                 if (track->pid < l->min_pid)
4532                                         l->min_pid = track->pid;
4533                                 if (track->pid > l->max_pid)
4534                                         l->max_pid = track->pid;
4535
4536                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4537                                                 to_cpumask(l->cpus));
4538                         }
4539                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4540                         return 1;
4541                 }
4542
4543                 if (track->addr < caddr)
4544                         end = pos;
4545                 else
4546                         start = pos;
4547         }
4548
4549         /*
4550          * Not found. Insert new tracking element.
4551          */
4552         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4553                 return 0;
4554
4555         l = t->loc + pos;
4556         if (pos < t->count)
4557                 memmove(l + 1, l,
4558                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4559         t->count++;
4560         l->count = 1;
4561         l->addr = track->addr;
4562         l->sum_time = age;
4563         l->min_time = age;
4564         l->max_time = age;
4565         l->min_pid = track->pid;
4566         l->max_pid = track->pid;
4567         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4568         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4569         nodes_clear(l->nodes);
4570         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4571         return 1;
4572 }
4573
4574 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4575                 struct page *page, enum track_item alloc,
4576                 unsigned long *map)
4577 {
4578         void *addr = page_address(page);
4579         void *p;
4580
4581         bitmap_zero(map, page->objects);
4582         get_map(s, page, map);
4583
4584         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4585                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4586                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4587 }
4588
4589 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4590                                         enum track_item alloc)
4591 {
4592         int len = 0;
4593         unsigned long i;
4594         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4595         int node;
4596         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4597                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4598         struct kmem_cache_node *n;
4599
4600         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4601                                      GFP_KERNEL)) {
4602                 kfree(map);
4603                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4604         }
4605         /* Push back cpu slabs */
4606         flush_all(s);
4607
4608         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4609                 unsigned long flags;
4610                 struct page *page;
4611
4612                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4613                         continue;
4614
4615                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4616                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4617                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4618                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4619                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4620                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4621         }
4622
4623         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4624                 struct location *l = &t.loc[i];
4625
4626                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4627                         break;
4628                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4629
4630                 if (l->addr)
4631                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4632                 else
4633                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4634
4635                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4636                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4637                                 l->min_time,
4638                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4639                                 l->max_time);
4640                 } else
4641                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4642                                 l->min_time);
4643
4644                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4645                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4646                                 l->min_pid, l->max_pid);
4647                 else
4648                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4649                                 l->min_pid);
4650
4651                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4652                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4653                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4654                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4655                                          " cpus=%*pbl",
4656                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4657
4658                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4659                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4660                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4661                                          " nodes=%*pbl",
4662                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4663
4664                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4665         }
4666
4667         free_loc_track(&t);
4668         kfree(map);
4669         if (!t.count)
4670                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4671         return len;
4672 }
4673 #endif
4674
4675 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4676 static void __init resiliency_test(void)
4677 {
4678         u8 *p;
4679
4680         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4681
4682         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4683         pr_err("-----------------------\n");
4684         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4685
4686         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4687         p[16] = 0x12;
4688         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4689                p + 16);
4690
4691         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4692
4693         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4694         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4695         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4696         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4697                p);
4698         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4699
4700         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4701         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4702         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4703         *p = 0x56;
4704         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4705                p);
4706         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4707         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4708
4709         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4710         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4711         kfree(p);
4712         *p = 0x78;
4713         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4714         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4715
4716         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4717         kfree(p);
4718         p[50] = 0x9a;
4719         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4720         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4721
4722         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4723         kfree(p);
4724         p[512] = 0xab;
4725         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4726         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4727 }
4728 #else
4729 #ifdef CONFIG_SYSFS
4730 static void resiliency_test(void) {};
4731 #endif
4732 #endif
4733
4734 #ifdef CONFIG_SYSFS
4735 enum slab_stat_type {
4736         SL_ALL,                 /* All slabs */
4737         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4738         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4739         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4740         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4741 };
4742
4743 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4744 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4745 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4746 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4747 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4748
4749 #ifdef CONFIG_MEMCG
4750 static bool memcg_sysfs_enabled = IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_MEMCG_SYSFS_ON);
4751
4752 static int __init setup_slub_memcg_sysfs(char *str)
4753 {
4754         int v;
4755
4756         if (get_option(&str, &v) > 0)
4757                 memcg_sysfs_enabled = v;
4758
4759         return 1;
4760 }
4761
4762 __setup("slub_memcg_sysfs=", setup_slub_memcg_sysfs);
4763 #endif
4764
4765 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4766                             char *buf, unsigned long flags)
4767 {
4768         unsigned long total = 0;
4769         int node;
4770         int x;
4771         unsigned long *nodes;
4772
4773         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4774         if (!nodes)
4775                 return -ENOMEM;
4776
4777         if (flags & SO_CPU) {
4778                 int cpu;
4779
4780                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4781                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4782                                                                cpu);
4783                         int node;
4784                         struct page *page;
4785
4786                         page = READ_ONCE(c->page);
4787                         if (!page)
4788                                 continue;
4789
4790                         node = page_to_nid(page);
4791                         if (flags & SO_TOTAL)
4792                                 x = page->objects;
4793                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4794                                 x = page->inuse;
4795                         else
4796                                 x = 1;
4797
4798                         total += x;
4799                         nodes[node] += x;
4800
4801                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4802                         if (page) {
4803                                 node = page_to_nid(page);
4804                                 if (flags & SO_TOTAL)
4805                                         WARN_ON_ONCE(1);
4806                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4807                                         WARN_ON_ONCE(1);
4808                                 else
4809                                         x = page->pages;
4810                                 total += x;
4811                                 nodes[node] += x;
4812                         }
4813                 }
4814         }
4815
4816         get_online_mems();
4817 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4818         if (flags & SO_ALL) {
4819                 struct kmem_cache_node *n;
4820
4821                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4822
4823                         if (flags & SO_TOTAL)
4824                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4825                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4826                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4827                                         count_partial(n, count_free);
4828                         else
4829                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4830                         total += x;
4831                         nodes[node] += x;
4832                 }
4833
4834         } else
4835 #endif
4836         if (flags & SO_PARTIAL) {
4837                 struct kmem_cache_node *n;
4838
4839                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4840                         if (flags & SO_TOTAL)
4841                                 x = count_partial(n, count_total);
4842                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4843                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4844                         else
4845                                 x = n->nr_partial;
4846                         total += x;
4847                         nodes[node] += x;
4848                 }
4849         }
4850         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4851 #ifdef CONFIG_NUMA
4852         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4853                 if (nodes[node])
4854                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4855                                         node, nodes[node]);
4856 #endif
4857         put_online_mems();
4858         kfree(nodes);
4859         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4860 }
4861
4862 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4863 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4864 {
4865         int node;
4866         struct kmem_cache_node *n;
4867
4868         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4869                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4870                         return 1;
4871
4872         return 0;
4873 }
4874 #endif
4875
4876 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4877 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4878
4879 struct slab_attribute {
4880         struct attribute attr;
4881         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4882         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4883 };
4884
4885 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4886         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4887         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4888
4889 #define SLAB_ATTR(_name) \
4890         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4891         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4892
4893 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4894 {
4895         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4896 }
4897 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4898
4899 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4900 {
4901         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4902 }
4903 SLAB_ATTR_RO(align);
4904
4905 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4906 {
4907         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4908 }
4909 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4910
4911 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4912 {
4913         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4914 }
4915 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4916
4917 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4918                                 const char *buf, size_t length)
4919 {
4920         unsigned long order;
4921         int err;
4922
4923         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4924         if (err)
4925                 return err;
4926
4927         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4928                 return -EINVAL;
4929
4930         calculate_sizes(s, order);
4931         return length;
4932 }
4933
4934 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4935 {
4936         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4937 }
4938 SLAB_ATTR(order);
4939
4940 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4941 {
4942         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4943 }
4944
4945 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4946                                  size_t length)
4947 {
4948         unsigned long min;
4949         int err;
4950
4951         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4952         if (err)
4953                 return err;
4954
4955         set_min_partial(s, min);
4956         return length;
4957 }
4958 SLAB_ATTR(min_partial);
4959
4960 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4961 {
4962         return sprintf(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
4963 }
4964
4965 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4966                                  size_t length)
4967 {
4968         unsigned long objects;
4969         int err;
4970
4971         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4972         if (err)
4973                 return err;
4974         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4975                 return -EINVAL;
4976
4977         slub_set_cpu_partial(s, objects);
4978         flush_all(s);
4979         return length;
4980 }
4981 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4982
4983 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4984 {
4985         if (!s->ctor)
4986                 return 0;
4987         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4988 }
4989 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4990
4991 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4992 {
4993         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
4994 }
4995 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4996
4997 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4998 {
4999         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5000 }
5001 SLAB_ATTR_RO(partial);
5002
5003 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5004 {
5005         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5006 }
5007 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5008
5009 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5010 {
5011         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5012 }
5013 SLAB_ATTR_RO(objects);
5014
5015 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5016 {
5017         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5018 }
5019 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5020
5021 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5022 {
5023         int objects = 0;
5024         int pages = 0;
5025         int cpu;
5026         int len;
5027
5028         for_each_online_cpu(cpu) {
5029                 struct page *page;
5030
5031                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5032
5033                 if (page) {
5034                         pages += page->pages;
5035                         objects += page->pobjects;
5036                 }
5037         }
5038
5039         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
5040
5041 #ifdef CONFIG_SMP
5042         for_each_online_cpu(cpu) {
5043                 struct page *page;
5044
5045                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5046
5047                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
5048                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
5049                                 page->pobjects, page->pages);
5050         }
5051 #endif
5052         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5053 }
5054 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5055
5056 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5057 {
5058         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5059 }
5060
5061 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
5062                                 const char *buf, size_t length)
5063 {
5064         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5065         if (buf[0] == '1')
5066                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5067         return length;
5068 }
5069 SLAB_ATTR(reclaim_account);
5070
5071 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5072 {
5073         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5074 }
5075 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5076
5077 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5078 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5079 {
5080         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5081 }
5082 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5083 #endif
5084
5085 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5086 {
5087         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5088 }
5089 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5090
5091 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5092 {
5093         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
5094 }
5095 SLAB_ATTR_RO(reserved);
5096
5097 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5098 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5099 {
5100         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5101 }
5102 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5103
5104 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5105 {
5106         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5107 }
5108 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5109
5110 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5111 {
5112         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5113 }
5114
5115 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
5116                                 const char *buf, size_t length)
5117 {
5118         s->flags &= ~SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5119         if (buf[0] == '1') {
5120                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5121                 s->flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5122         }
5123         return length;
5124 }
5125 SLAB_ATTR(sanity_checks);
5126
5127 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5128 {
5129         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5130 }
5131
5132 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5133                                                         size_t length)
5134 {
5135         /*
5136          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
5137          * as well as cause other issues like converting a mergeable
5138          * cache into an umergeable one.
5139          */
5140         if (s->refcount > 1)
5141                 return -EINVAL;
5142
5143         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
5144         if (buf[0] == '1') {
5145                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5146                 s->flags |= SLAB_TRACE;
5147         }
5148         return length;
5149 }
5150 SLAB_ATTR(trace);
5151
5152 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5153 {
5154         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5155 }
5156
5157 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
5158                                 const char *buf, size_t length)
5159 {
5160         if (any_slab_objects(s))
5161                 return -EBUSY;
5162
5163         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
5164         if (buf[0] == '1') {
5165                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
5166         }
5167         calculate_sizes(s, -1);
5168         return length;
5169 }
5170 SLAB_ATTR(red_zone);
5171
5172 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5173 {
5174         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5175 }
5176
5177 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
5178                                 const char *buf, size_t length)
5179 {
5180         if (any_slab_objects(s))
5181                 return -EBUSY;
5182
5183         s->flags &= ~SLAB_POISON;
5184         if (buf[0] == '1') {
5185                 s->flags |= SLAB_POISON;
5186         }
5187         calculate_sizes(s, -1);
5188         return length;
5189 }
5190 SLAB_ATTR(poison);
5191
5192 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5193 {
5194         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5195 }
5196
5197 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
5198                                 const char *buf, size_t length)
5199 {
5200         if (any_slab_objects(s))
5201                 return -EBUSY;
5202
5203         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
5204         if (buf[0] == '1') {
5205                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5206                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
5207         }
5208         calculate_sizes(s, -1);
5209         return length;
5210 }
5211 SLAB_ATTR(store_user);
5212
5213 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5214 {
5215         return 0;
5216 }
5217
5218 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5219                         const char *buf, size_t length)
5220 {
5221         int ret = -EINVAL;
5222
5223         if (buf[0] == '1') {
5224                 ret = validate_slab_cache(s);
5225                 if (ret >= 0)
5226                         ret = length;
5227         }
5228         return ret;
5229 }
5230 SLAB_ATTR(validate);
5231
5232 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5233 {
5234         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5235                 return -ENOSYS;
5236         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5237 }
5238 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5239
5240 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5241 {
5242         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5243                 return -ENOSYS;
5244         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5245 }
5246 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5247 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5248
5249 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5250 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5251 {
5252         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5253 }
5254
5255 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5256                                                         size_t length)
5257 {
5258         if (s->refcount > 1)
5259                 return -EINVAL;
5260
5261         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
5262         if (buf[0] == '1')
5263                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
5264         return length;
5265 }
5266 SLAB_ATTR(failslab);
5267 #endif
5268
5269 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5270 {
5271         return 0;
5272 }
5273
5274 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5275                         const char *buf, size_t length)
5276 {
5277         if (buf[0] == '1')
5278                 kmem_cache_shrink(s);
5279         else
5280                 return -EINVAL;
5281         return length;
5282 }
5283 SLAB_ATTR(shrink);
5284
5285 #ifdef CONFIG_NUMA
5286 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5287 {
5288         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5289 }
5290
5291 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5292                                 const char *buf, size_t length)
5293 {
5294         unsigned long ratio;
5295         int err;
5296
5297         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
5298         if (err)
5299                 return err;
5300
5301         if (ratio <= 100)
5302                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5303
5304         return length;
5305 }
5306 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5307 #endif
5308
5309 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5310 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5311 {
5312         unsigned long sum  = 0;
5313         int cpu;
5314         int len;
5315         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5316
5317         if (!data)
5318                 return -ENOMEM;
5319
5320         for_each_online_cpu(cpu) {
5321                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5322
5323                 data[cpu] = x;
5324                 sum += x;
5325         }
5326
5327         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5328
5329 #ifdef CONFIG_SMP
5330         for_each_online_cpu(cpu) {
5331                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5332                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5333         }
5334 #endif
5335         kfree(data);
5336         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5337 }
5338
5339 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5340 {
5341         int cpu;
5342
5343         for_each_online_cpu(cpu)
5344                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5345 }
5346
5347 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5348 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5349 {                                                               \
5350         return show_stat(s, buf, si);                           \
5351 }                                                               \
5352 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5353                                 const char *buf, size_t length) \
5354 {                                                               \
5355         if (buf[0] != '0')                                      \
5356                 return -EINVAL;                                 \
5357         clear_stat(s, si);                                      \
5358         return length;                                          \
5359 }                                                               \
5360 SLAB_ATTR(text);                                                \
5361
5362 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5363 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5364 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5365 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5366 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5367 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5368 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5369 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5370 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5371 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5372 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5373 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5374 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5375 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5376 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5377 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5378 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5379 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5380 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5381 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5382 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5383 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5384 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5385 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5386 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5387 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5388 #endif
5389
5390 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5391         &slab_size_attr.attr,
5392         &object_size_attr.attr,
5393         &objs_per_slab_attr.attr,
5394         &order_attr.attr,
5395         &min_partial_attr.attr,
5396         &cpu_partial_attr.attr,
5397         &objects_attr.attr,
5398         &objects_partial_attr.attr,
5399         &partial_attr.attr,
5400         &cpu_slabs_attr.attr,
5401         &ctor_attr.attr,
5402         &aliases_attr.attr,
5403         &align_attr.attr,
5404         &hwcache_align_attr.attr,
5405         &reclaim_account_attr.attr,
5406         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5407         &shrink_attr.attr,
5408         &reserved_attr.attr,
5409         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5410 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5411         &total_objects_attr.attr,
5412         &slabs_attr.attr,
5413         &sanity_checks_attr.attr,
5414         &trace_attr.attr,
5415         &red_zone_attr.attr,
5416         &poison_attr.attr,
5417         &store_user_attr.attr,
5418         &validate_attr.attr,
5419         &alloc_calls_attr.attr,
5420         &free_calls_attr.attr,
5421 #endif
5422 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5423         &cache_dma_attr.attr,
5424 #endif
5425 #ifdef CONFIG_NUMA
5426         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5427 #endif
5428 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5429         &alloc_fastpath_attr.attr,
5430         &alloc_slowpath_attr.attr,
5431         &free_fastpath_attr.attr,
5432         &free_slowpath_attr.attr,
5433         &free_frozen_attr.attr,
5434         &free_add_partial_attr.attr,
5435         &free_remove_partial_attr.attr,
5436         &alloc_from_partial_attr.attr,
5437         &alloc_slab_attr.attr,
5438         &alloc_refill_attr.attr,
5439         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5440         &free_slab_attr.attr,
5441         &cpuslab_flush_attr.attr,
5442         &deactivate_full_attr.attr,
5443         &deactivate_empty_attr.attr,
5444         &deactivate_to_head_attr.attr,
5445         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5446         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5447         &deactivate_bypass_attr.attr,
5448         &order_fallback_attr.attr,
5449         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5450         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5451         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5452         &cpu_partial_free_attr.attr,
5453         &cpu_partial_node_attr.attr,
5454         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5455 #endif
5456 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5457         &failslab_attr.attr,
5458 #endif
5459
5460         NULL
5461 };
5462
5463 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5464         .attrs = slab_attrs,
5465 };
5466
5467 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5468                                 struct attribute *attr,
5469                                 char *buf)
5470 {
5471         struct slab_attribute *attribute;
5472         struct kmem_cache *s;
5473         int err;
5474
5475         attribute = to_slab_attr(attr);
5476         s = to_slab(kobj);
5477
5478         if (!attribute->show)
5479                 return -EIO;
5480
5481         err = attribute->show(s, buf);
5482
5483         return err;
5484 }
5485
5486 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5487                                 struct attribute *attr,
5488                                 const char *buf, size_t len)
5489 {
5490         struct slab_attribute *attribute;
5491         struct kmem_cache *s;
5492         int err;
5493
5494         attribute = to_slab_attr(attr);
5495         s = to_slab(kobj);
5496
5497         if (!attribute->store)
5498                 return -EIO;
5499
5500         err = attribute->store(s, buf, len);
5501 #ifdef CONFIG_MEMCG
5502         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5503                 struct kmem_cache *c;
5504
5505                 mutex_lock(&slab_mutex);
5506                 if (s->max_attr_size < len)
5507                         s->max_attr_size = len;
5508
5509                 /*
5510                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5511                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5512                  * basically because not all attributes will have a well
5513                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5514                  * have permanent effects.
5515                  *
5516                  * Returning the error value of any of the children that fail
5517                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5518                  * error code won't be able to know anything about the state of
5519                  * the cache.
5520                  *
5521                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5522                  * has well defined semantics. The cache being written to
5523                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5524                  * through the descendants with best-effort propagation.
5525                  */
5526                 for_each_memcg_cache(c, s)
5527                         attribute->store(c, buf, len);
5528                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5529         }
5530 #endif
5531         return err;
5532 }
5533
5534 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5535 {
5536 #ifdef CONFIG_MEMCG
5537         int i;
5538         char *buffer = NULL;
5539         struct kmem_cache *root_cache;
5540
5541         if (is_root_cache(s))
5542                 return;
5543
5544         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5545
5546         /*
5547          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5548          * in copying default values around
5549          */
5550         if (!root_cache->max_attr_size)
5551                 return;
5552
5553         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5554                 char mbuf[64];
5555                 char *buf;
5556                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5557                 ssize_t len;
5558
5559                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5560                         continue;
5561
5562                 /*
5563                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5564                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5565                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5566                  *
5567                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5568                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5569                  * theoretically happen.
5570                  */
5571                 if (buffer)
5572                         buf = buffer;
5573                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5574                         buf = mbuf;
5575                 else {
5576                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5577                         if (WARN_ON(!buffer))
5578                                 continue;
5579                         buf = buffer;
5580                 }
5581
5582                 len = attr->show(root_cache, buf);
5583                 if (len > 0)
5584                         attr->store(s, buf, len);
5585         }
5586
5587         if (buffer)
5588                 free_page((unsigned long)buffer);
5589 #endif
5590 }
5591
5592 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5593 {
5594         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5595 }
5596
5597 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5598         .show = slab_attr_show,
5599         .store = slab_attr_store,
5600 };
5601
5602 static struct kobj_type slab_ktype = {
5603         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5604         .release = kmem_cache_release,
5605 };
5606
5607 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5608 {
5609         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5610
5611         if (ktype == &slab_ktype)
5612                 return 1;
5613         return 0;
5614 }
5615
5616 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5617         .filter = uevent_filter,
5618 };
5619
5620 static struct kset *slab_kset;
5621
5622 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5623 {
5624 #ifdef CONFIG_MEMCG
5625         if (!is_root_cache(s))
5626                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5627 #endif
5628         return slab_kset;
5629 }
5630
5631 #define ID_STR_LENGTH 64
5632
5633 /* Create a unique string id for a slab cache:
5634  *
5635  * Format       :[flags-]size
5636  */
5637 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5638 {
5639         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5640         char *p = name;
5641
5642         BUG_ON(!name);
5643
5644         *p++ = ':';
5645         /*
5646          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5647          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5648          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5649          * are matched during merging to guarantee that the id is
5650          * unique.
5651          */
5652         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5653                 *p++ = 'd';
5654         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5655                 *p++ = 'a';
5656         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5657                 *p++ = 'F';
5658         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5659                 *p++ = 't';
5660         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5661                 *p++ = 'A';
5662         if (p != name + 1)
5663                 *p++ = '-';
5664         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5665
5666         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5667         return name;
5668 }
5669
5670 static void sysfs_slab_remove_workfn(struct work_struct *work)
5671 {
5672         struct kmem_cache *s =
5673                 container_of(work, struct kmem_cache, kobj_remove_work);
5674
5675         if (!s->kobj.state_in_sysfs)
5676                 /*
5677                  * For a memcg cache, this may be called during
5678                  * deactivation and again on shutdown.  Remove only once.
5679                  * A cache is never shut down before deactivation is
5680                  * complete, so no need to worry about synchronization.
5681                  */
5682                 goto out;
5683
5684 #ifdef CONFIG_MEMCG
5685         kset_unregister(s->memcg_kset);
5686 #endif
5687         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5688         kobject_del(&s->kobj);
5689 out:
5690         kobject_put(&s->kobj);
5691 }
5692
5693 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5694 {
5695         int err;
5696         const char *name;
5697         struct kset *kset = cache_kset(s);
5698         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5699
5700         INIT_WORK(&s->kobj_remove_work, sysfs_slab_remove_workfn);
5701
5702         if (!kset) {
5703                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5704                 return 0;
5705         }
5706
5707         if (unmergeable) {
5708                 /*
5709                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5710                  * This is typically the case for debug situations. In that
5711                  * case we can catch duplicate names easily.
5712                  */
5713                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5714                 name = s->name;
5715         } else {
5716                 /*
5717                  * Create a unique name for the slab as a target
5718                  * for the symlinks.
5719                  */
5720                 name = create_unique_id(s);
5721         }
5722
5723         s->kobj.kset = kset;
5724         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5725         if (err)
5726                 goto out;
5727
5728         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5729         if (err)
5730                 goto out_del_kobj;
5731
5732 #ifdef CONFIG_MEMCG
5733         if (is_root_cache(s) && memcg_sysfs_enabled) {
5734                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5735                 if (!s->memcg_kset) {
5736                         err = -ENOMEM;
5737                         goto out_del_kobj;
5738                 }
5739         }
5740 #endif
5741
5742         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5743         if (!unmergeable) {
5744                 /* Setup first alias */
5745                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5746         }
5747 out:
5748         if (!unmergeable)
5749                 kfree(name);
5750         return err;
5751 out_del_kobj:
5752         kobject_del(&s->kobj);
5753         goto out;
5754 }
5755
5756 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5757 {
5758         if (slab_state < FULL)
5759                 /*
5760                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5761                  * cache from sysfs.
5762                  */
5763                 return;
5764
5765         kobject_get(&s->kobj);
5766         schedule_work(&s->kobj_remove_work);
5767 }
5768
5769 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5770 {
5771         if (slab_state >= FULL)
5772                 kobject_put(&s->kobj);
5773 }
5774
5775 /*
5776  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5777  * available lest we lose that information.
5778  */
5779 struct saved_alias {
5780         struct kmem_cache *s;
5781         const char *name;
5782         struct saved_alias *next;
5783 };
5784
5785 static struct saved_alias *alias_list;
5786
5787 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5788 {
5789         struct saved_alias *al;
5790
5791         if (slab_state == FULL) {
5792                 /*
5793                  * If we have a leftover link then remove it.
5794                  */
5795                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5796                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5797         }
5798
5799         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5800         if (!al)
5801                 return -ENOMEM;
5802
5803         al->s = s;
5804         al->name = name;
5805         al->next = alias_list;
5806         alias_list = al;
5807         return 0;
5808 }
5809
5810 static int __init slab_sysfs_init(void)
5811 {
5812         struct kmem_cache *s;
5813         int err;
5814
5815         mutex_lock(&slab_mutex);
5816
5817         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5818         if (!slab_kset) {
5819                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5820                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5821                 return -ENOSYS;
5822         }
5823
5824         slab_state = FULL;
5825
5826         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5827                 err = sysfs_slab_add(s);
5828                 if (err)
5829                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5830                                s->name);
5831         }
5832
5833         while (alias_list) {
5834                 struct saved_alias *al = alias_list;
5835
5836                 alias_list = alias_list->next;
5837                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5838                 if (err)
5839                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5840                                al->name);
5841                 kfree(al);
5842         }
5843
5844         mutex_unlock(&slab_mutex);
5845         resiliency_test();
5846         return 0;
5847 }
5848
5849 __initcall(slab_sysfs_init);
5850 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5851
5852 /*
5853  * The /proc/slabinfo ABI
5854  */
5855 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5856 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5857 {
5858         unsigned long nr_slabs = 0;
5859         unsigned long nr_objs = 0;
5860         unsigned long nr_free = 0;
5861         int node;
5862         struct kmem_cache_node *n;
5863
5864         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5865                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5866                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5867                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5868         }
5869
5870         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5871         sinfo->num_objs = nr_objs;
5872         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5873         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5874         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5875         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5876 }
5877
5878 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5879 {
5880 }
5881
5882 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5883                        size_t count, loff_t *ppos)
5884 {
5885         return -EIO;
5886 }
5887 #endif /* CONFIG_SLABINFO */