net: silence KCSAN warnings about sk->sk_backlog.len reads
[linux-2.6-block.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/bitops.h>
19 #include <linux/slab.h>
20 #include "slab.h"
21 #include <linux/proc_fs.h>
22 #include <linux/seq_file.h>
23 #include <linux/kasan.h>
24 #include <linux/cpu.h>
25 #include <linux/cpuset.h>
26 #include <linux/mempolicy.h>
27 #include <linux/ctype.h>
28 #include <linux/debugobjects.h>
29 #include <linux/kallsyms.h>
30 #include <linux/memory.h>
31 #include <linux/math64.h>
32 #include <linux/fault-inject.h>
33 #include <linux/stacktrace.h>
34 #include <linux/prefetch.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36 #include <linux/random.h>
37
38 #include <trace/events/kmem.h>
39
40 #include "internal.h"
41
42 /*
43  * Lock order:
44  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
45  *   2. node->list_lock
46  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
47  *
48  *   slab_mutex
49  *
50  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
51  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
52  *
53  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
54  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects:
55  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
56  *      B. page->inuse          -> Number of objects in use
57  *      C. page->objects        -> Number of objects in page
58  *      D. page->frozen         -> frozen state
59  *
60  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
61  *   on any list except per cpu partial list. The processor that froze the
62  *   slab is the one who can perform list operations on the page. Other
63  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
64  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
65  *   page's freelist.
66  *
67  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
68  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
69  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
70  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
71  *   modified without taking the list lock).
72  *
73  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
74  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
75  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
76  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
77  *   the list lock.
78  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
79  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
80  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
81  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
82  *
83  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
84  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
85  *
86  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
87  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
88  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
89  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
90  * cannot scan all objects.
91  *
92  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
93  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
94  * fast frees and allocs.
95  *
96  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
97  *
98  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
99  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
100  *                      such as satisfying allocations for a specific
101  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
102  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
103  *                      list operations. It is up to the processor holding
104  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
105  *                      when the slab is no longer needed.
106  *
107  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
108  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
109  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
110  *                      freelist that allows lockless access to
111  *                      free objects in addition to the regular freelist
112  *                      that requires the slab lock.
113  *
114  * PageError            Slab requires special handling due to debug
115  *                      options set. This moves slab handling out of
116  *                      the fast path and disables lockless freelists.
117  */
118
119 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
120 {
121 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
122         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
123 #else
124         return 0;
125 #endif
126 }
127
128 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
129 {
130         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE)
131                 p += s->red_left_pad;
132
133         return p;
134 }
135
136 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
137 {
138 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
139         return !kmem_cache_debug(s);
140 #else
141         return false;
142 #endif
143 }
144
145 /*
146  * Issues still to be resolved:
147  *
148  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
149  *
150  * - Variable sizing of the per node arrays
151  */
152
153 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
154 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
155
156 /* Enable to log cmpxchg failures */
157 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
158
159 /*
160  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
161  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
162  */
163 #define MIN_PARTIAL 5
164
165 /*
166  * Maximum number of desirable partial slabs.
167  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
168  * sort the partial list by the number of objects in use.
169  */
170 #define MAX_PARTIAL 10
171
172 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
173                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
174
175 /*
176  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
177  * issues when checking or reading debug information
178  */
179 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
180                                 SLAB_TRACE)
181
182
183 /*
184  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
185  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
186  * metadata.
187  */
188 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
189
190 #define OO_SHIFT        16
191 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
192 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
193
194 /* Internal SLUB flags */
195 /* Poison object */
196 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
197 /* Use cmpxchg_double */
198 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
199
200 /*
201  * Tracking user of a slab.
202  */
203 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
204 struct track {
205         unsigned long addr;     /* Called from address */
206 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
207         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
208 #endif
209         int cpu;                /* Was running on cpu */
210         int pid;                /* Pid context */
211         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
212 };
213
214 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
215
216 #ifdef CONFIG_SYSFS
217 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
218 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
219 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
220 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s);
221 #else
222 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
223 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
224                                                         { return 0; }
225 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
226 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
227 #endif
228
229 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
230 {
231 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
232         /*
233          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
234          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
235          */
236         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
237 #endif
238 }
239
240 /********************************************************************
241  *                      Core slab cache functions
242  *******************************************************************/
243
244 /*
245  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
246  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
247  * random number.
248  */
249 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
250                                  unsigned long ptr_addr)
251 {
252 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
253         /*
254          * When CONFIG_KASAN_SW_TAGS is enabled, ptr_addr might be tagged.
255          * Normally, this doesn't cause any issues, as both set_freepointer()
256          * and get_freepointer() are called with a pointer with the same tag.
257          * However, there are some issues with CONFIG_SLUB_DEBUG code. For
258          * example, when __free_slub() iterates over objects in a cache, it
259          * passes untagged pointers to check_object(). check_object() in turns
260          * calls get_freepointer() with an untagged pointer, which causes the
261          * freepointer to be restored incorrectly.
262          */
263         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^
264                         (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)ptr_addr));
265 #else
266         return ptr;
267 #endif
268 }
269
270 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
271 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
272                                          void *ptr_addr)
273 {
274         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
275                             (unsigned long)ptr_addr);
276 }
277
278 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
279 {
280         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
281 }
282
283 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
284 {
285         prefetch(object + s->offset);
286 }
287
288 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
289 {
290         unsigned long freepointer_addr;
291         void *p;
292
293         if (!debug_pagealloc_enabled())
294                 return get_freepointer(s, object);
295
296         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
297         probe_kernel_read(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
298         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
299 }
300
301 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
302 {
303         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
304
305 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
306         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
307 #endif
308
309         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
310 }
311
312 /* Loop over all objects in a slab */
313 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
314         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
315                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
316                 __p += (__s)->size)
317
318 /* Determine object index from a given position */
319 static inline unsigned int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
320 {
321         return (kasan_reset_tag(p) - addr) / s->size;
322 }
323
324 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
325 {
326         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
327 }
328
329 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
330                 unsigned int size)
331 {
332         struct kmem_cache_order_objects x = {
333                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
334         };
335
336         return x;
337 }
338
339 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
340 {
341         return x.x >> OO_SHIFT;
342 }
343
344 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
345 {
346         return x.x & OO_MASK;
347 }
348
349 /*
350  * Per slab locking using the pagelock
351  */
352 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
353 {
354         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
355         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
356 }
357
358 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
359 {
360         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
361         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
362 }
363
364 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
365 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
366                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
367                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
368                 const char *n)
369 {
370         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
371 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
372     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
373         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
374                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
375                                    freelist_old, counters_old,
376                                    freelist_new, counters_new))
377                         return true;
378         } else
379 #endif
380         {
381                 slab_lock(page);
382                 if (page->freelist == freelist_old &&
383                                         page->counters == counters_old) {
384                         page->freelist = freelist_new;
385                         page->counters = counters_new;
386                         slab_unlock(page);
387                         return true;
388                 }
389                 slab_unlock(page);
390         }
391
392         cpu_relax();
393         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
394
395 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
396         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
397 #endif
398
399         return false;
400 }
401
402 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
403                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
404                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
405                 const char *n)
406 {
407 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
408     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
409         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
410                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
411                                    freelist_old, counters_old,
412                                    freelist_new, counters_new))
413                         return true;
414         } else
415 #endif
416         {
417                 unsigned long flags;
418
419                 local_irq_save(flags);
420                 slab_lock(page);
421                 if (page->freelist == freelist_old &&
422                                         page->counters == counters_old) {
423                         page->freelist = freelist_new;
424                         page->counters = counters_new;
425                         slab_unlock(page);
426                         local_irq_restore(flags);
427                         return true;
428                 }
429                 slab_unlock(page);
430                 local_irq_restore(flags);
431         }
432
433         cpu_relax();
434         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
435
436 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
437         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
438 #endif
439
440         return false;
441 }
442
443 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
444 /*
445  * Determine a map of object in use on a page.
446  *
447  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
448  * not vanish from under us.
449  */
450 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
451 {
452         void *p;
453         void *addr = page_address(page);
454
455         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
456                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
457 }
458
459 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
460 {
461         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
462                 return s->size - s->red_left_pad;
463
464         return s->size;
465 }
466
467 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
468 {
469         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
470                 p -= s->red_left_pad;
471
472         return p;
473 }
474
475 /*
476  * Debug settings:
477  */
478 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
479 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
480 #else
481 static slab_flags_t slub_debug;
482 #endif
483
484 static char *slub_debug_slabs;
485 static int disable_higher_order_debug;
486
487 /*
488  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
489  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
490  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
491  * to tell kasan that these accesses are OK.
492  */
493 static inline void metadata_access_enable(void)
494 {
495         kasan_disable_current();
496 }
497
498 static inline void metadata_access_disable(void)
499 {
500         kasan_enable_current();
501 }
502
503 /*
504  * Object debugging
505  */
506
507 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
508 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
509                                 struct page *page, void *object)
510 {
511         void *base;
512
513         if (!object)
514                 return 1;
515
516         base = page_address(page);
517         object = kasan_reset_tag(object);
518         object = restore_red_left(s, object);
519         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
520                 (object - base) % s->size) {
521                 return 0;
522         }
523
524         return 1;
525 }
526
527 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
528                           unsigned int length)
529 {
530         metadata_access_enable();
531         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
532                         length, 1);
533         metadata_access_disable();
534 }
535
536 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
537         enum track_item alloc)
538 {
539         struct track *p;
540
541         if (s->offset)
542                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
543         else
544                 p = object + s->inuse;
545
546         return p + alloc;
547 }
548
549 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
550                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
551 {
552         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
553
554         if (addr) {
555 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
556                 unsigned int nr_entries;
557
558                 metadata_access_enable();
559                 nr_entries = stack_trace_save(p->addrs, TRACK_ADDRS_COUNT, 3);
560                 metadata_access_disable();
561
562                 if (nr_entries < TRACK_ADDRS_COUNT)
563                         p->addrs[nr_entries] = 0;
564 #endif
565                 p->addr = addr;
566                 p->cpu = smp_processor_id();
567                 p->pid = current->pid;
568                 p->when = jiffies;
569         } else {
570                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
571         }
572 }
573
574 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
575 {
576         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
577                 return;
578
579         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
580         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
581 }
582
583 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
584 {
585         if (!t->addr)
586                 return;
587
588         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
589                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
590 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
591         {
592                 int i;
593                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
594                         if (t->addrs[i])
595                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
596                         else
597                                 break;
598         }
599 #endif
600 }
601
602 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
603 {
604         unsigned long pr_time = jiffies;
605         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
606                 return;
607
608         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
609         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
610 }
611
612 static void print_page_info(struct page *page)
613 {
614         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
615                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
616
617 }
618
619 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
620 {
621         struct va_format vaf;
622         va_list args;
623
624         va_start(args, fmt);
625         vaf.fmt = fmt;
626         vaf.va = &args;
627         pr_err("=============================================================================\n");
628         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
629         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
630
631         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
632         va_end(args);
633 }
634
635 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
636 {
637         struct va_format vaf;
638         va_list args;
639
640         va_start(args, fmt);
641         vaf.fmt = fmt;
642         vaf.va = &args;
643         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
644         va_end(args);
645 }
646
647 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
648 {
649         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
650         u8 *addr = page_address(page);
651
652         print_tracking(s, p);
653
654         print_page_info(page);
655
656         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
657                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
658
659         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
660                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p - s->red_left_pad,
661                               s->red_left_pad);
662         else if (p > addr + 16)
663                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
664
665         print_section(KERN_ERR, "Object ", p,
666                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
667         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
668                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p + s->object_size,
669                         s->inuse - s->object_size);
670
671         if (s->offset)
672                 off = s->offset + sizeof(void *);
673         else
674                 off = s->inuse;
675
676         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
677                 off += 2 * sizeof(struct track);
678
679         off += kasan_metadata_size(s);
680
681         if (off != size_from_object(s))
682                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
683                 print_section(KERN_ERR, "Padding ", p + off,
684                               size_from_object(s) - off);
685
686         dump_stack();
687 }
688
689 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
690                         u8 *object, char *reason)
691 {
692         slab_bug(s, "%s", reason);
693         print_trailer(s, page, object);
694 }
695
696 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
697                         const char *fmt, ...)
698 {
699         va_list args;
700         char buf[100];
701
702         va_start(args, fmt);
703         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
704         va_end(args);
705         slab_bug(s, "%s", buf);
706         print_page_info(page);
707         dump_stack();
708 }
709
710 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
711 {
712         u8 *p = object;
713
714         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
715                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
716
717         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
718                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
719                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
720         }
721
722         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
723                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
724 }
725
726 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
727                                                 void *from, void *to)
728 {
729         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
730         memset(from, data, to - from);
731 }
732
733 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
734                         u8 *object, char *what,
735                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
736 {
737         u8 *fault;
738         u8 *end;
739
740         metadata_access_enable();
741         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
742         metadata_access_disable();
743         if (!fault)
744                 return 1;
745
746         end = start + bytes;
747         while (end > fault && end[-1] == value)
748                 end--;
749
750         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
751         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
752                                         fault, end - 1, fault[0], value);
753         print_trailer(s, page, object);
754
755         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
756         return 0;
757 }
758
759 /*
760  * Object layout:
761  *
762  * object address
763  *      Bytes of the object to be managed.
764  *      If the freepointer may overlay the object then the free
765  *      pointer is the first word of the object.
766  *
767  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
768  *      0xa5 (POISON_END)
769  *
770  * object + s->object_size
771  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
772  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
773  *      object_size == inuse.
774  *
775  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
776  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
777  *
778  * object + s->inuse
779  *      Meta data starts here.
780  *
781  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
782  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
783  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
784  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
785  *              before the word boundary.
786  *
787  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
788  *
789  * object + s->size
790  *      Nothing is used beyond s->size.
791  *
792  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
793  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
794  * may be used with merged slabcaches.
795  */
796
797 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
798 {
799         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
800
801         if (s->offset)
802                 /* Freepointer is placed after the object. */
803                 off += sizeof(void *);
804
805         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
806                 /* We also have user information there */
807                 off += 2 * sizeof(struct track);
808
809         off += kasan_metadata_size(s);
810
811         if (size_from_object(s) == off)
812                 return 1;
813
814         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
815                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
816 }
817
818 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
819 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
820 {
821         u8 *start;
822         u8 *fault;
823         u8 *end;
824         u8 *pad;
825         int length;
826         int remainder;
827
828         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
829                 return 1;
830
831         start = page_address(page);
832         length = page_size(page);
833         end = start + length;
834         remainder = length % s->size;
835         if (!remainder)
836                 return 1;
837
838         pad = end - remainder;
839         metadata_access_enable();
840         fault = memchr_inv(pad, POISON_INUSE, remainder);
841         metadata_access_disable();
842         if (!fault)
843                 return 1;
844         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
845                 end--;
846
847         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
848         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
849
850         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
851         return 0;
852 }
853
854 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
855                                         void *object, u8 val)
856 {
857         u8 *p = object;
858         u8 *endobject = object + s->object_size;
859
860         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
861                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
862                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
863                         return 0;
864
865                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
866                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
867                         return 0;
868         } else {
869                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
870                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
871                                 endobject, POISON_INUSE,
872                                 s->inuse - s->object_size);
873                 }
874         }
875
876         if (s->flags & SLAB_POISON) {
877                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
878                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
879                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
880                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
881                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
882                         return 0;
883                 /*
884                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
885                  */
886                 check_pad_bytes(s, page, p);
887         }
888
889         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
890                 /*
891                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
892                  * freepointer while object is allocated.
893                  */
894                 return 1;
895
896         /* Check free pointer validity */
897         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
898                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
899                 /*
900                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
901                  * of the free objects in this slab. May cause
902                  * another error because the object count is now wrong.
903                  */
904                 set_freepointer(s, p, NULL);
905                 return 0;
906         }
907         return 1;
908 }
909
910 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
911 {
912         int maxobj;
913
914         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
915
916         if (!PageSlab(page)) {
917                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
918                 return 0;
919         }
920
921         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size);
922         if (page->objects > maxobj) {
923                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
924                         page->objects, maxobj);
925                 return 0;
926         }
927         if (page->inuse > page->objects) {
928                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
929                         page->inuse, page->objects);
930                 return 0;
931         }
932         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
933         slab_pad_check(s, page);
934         return 1;
935 }
936
937 /*
938  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
939  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
940  */
941 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
942 {
943         int nr = 0;
944         void *fp;
945         void *object = NULL;
946         int max_objects;
947
948         fp = page->freelist;
949         while (fp && nr <= page->objects) {
950                 if (fp == search)
951                         return 1;
952                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
953                         if (object) {
954                                 object_err(s, page, object,
955                                         "Freechain corrupt");
956                                 set_freepointer(s, object, NULL);
957                         } else {
958                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
959                                 page->freelist = NULL;
960                                 page->inuse = page->objects;
961                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
962                                 return 0;
963                         }
964                         break;
965                 }
966                 object = fp;
967                 fp = get_freepointer(s, object);
968                 nr++;
969         }
970
971         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size);
972         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
973                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
974
975         if (page->objects != max_objects) {
976                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
977                          page->objects, max_objects);
978                 page->objects = max_objects;
979                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
980         }
981         if (page->inuse != page->objects - nr) {
982                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
983                          page->inuse, page->objects - nr);
984                 page->inuse = page->objects - nr;
985                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
986         }
987         return search == NULL;
988 }
989
990 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
991                                                                 int alloc)
992 {
993         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
994                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
995                         s->name,
996                         alloc ? "alloc" : "free",
997                         object, page->inuse,
998                         page->freelist);
999
1000                 if (!alloc)
1001                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1002                                         s->object_size);
1003
1004                 dump_stack();
1005         }
1006 }
1007
1008 /*
1009  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1010  */
1011 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1012         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1013 {
1014         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1015                 return;
1016
1017         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1018         list_add(&page->slab_list, &n->full);
1019 }
1020
1021 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1022 {
1023         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1024                 return;
1025
1026         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1027         list_del(&page->slab_list);
1028 }
1029
1030 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1031 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1032 {
1033         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1034
1035         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1036 }
1037
1038 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1039 {
1040         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1041 }
1042
1043 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1044 {
1045         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1046
1047         /*
1048          * May be called early in order to allocate a slab for the
1049          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1050          * dilemma by deferring the increment of the count during
1051          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1052          */
1053         if (likely(n)) {
1054                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1055                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1056         }
1057 }
1058 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1059 {
1060         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1061
1062         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1063         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1064 }
1065
1066 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1067 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1068                                                                 void *object)
1069 {
1070         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1071                 return;
1072
1073         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1074         init_tracking(s, object);
1075 }
1076
1077 static
1078 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr)
1079 {
1080         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
1081                 return;
1082
1083         metadata_access_enable();
1084         memset(addr, POISON_INUSE, page_size(page));
1085         metadata_access_disable();
1086 }
1087
1088 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1089                                         struct page *page, void *object)
1090 {
1091         if (!check_slab(s, page))
1092                 return 0;
1093
1094         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1095                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1096                 return 0;
1097         }
1098
1099         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1100                 return 0;
1101
1102         return 1;
1103 }
1104
1105 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1106                                         struct page *page,
1107                                         void *object, unsigned long addr)
1108 {
1109         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1110                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object))
1111                         goto bad;
1112         }
1113
1114         /* Success perform special debug activities for allocs */
1115         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1116                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1117         trace(s, page, object, 1);
1118         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1119         return 1;
1120
1121 bad:
1122         if (PageSlab(page)) {
1123                 /*
1124                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1125                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1126                  * as used avoids touching the remaining objects.
1127                  */
1128                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1129                 page->inuse = page->objects;
1130                 page->freelist = NULL;
1131         }
1132         return 0;
1133 }
1134
1135 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1136                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1137 {
1138         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1139                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1140                 return 0;
1141         }
1142
1143         if (on_freelist(s, page, object)) {
1144                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1145                 return 0;
1146         }
1147
1148         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1149                 return 0;
1150
1151         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1152                 if (!PageSlab(page)) {
1153                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1154                                  object);
1155                 } else if (!page->slab_cache) {
1156                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1157                                object);
1158                         dump_stack();
1159                 } else
1160                         object_err(s, page, object,
1161                                         "page slab pointer corrupt.");
1162                 return 0;
1163         }
1164         return 1;
1165 }
1166
1167 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1168 static noinline int free_debug_processing(
1169         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1170         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1171         unsigned long addr)
1172 {
1173         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1174         void *object = head;
1175         int cnt = 0;
1176         unsigned long uninitialized_var(flags);
1177         int ret = 0;
1178
1179         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1180         slab_lock(page);
1181
1182         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1183                 if (!check_slab(s, page))
1184                         goto out;
1185         }
1186
1187 next_object:
1188         cnt++;
1189
1190         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1191                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1192                         goto out;
1193         }
1194
1195         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1196                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1197         trace(s, page, object, 0);
1198         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1199         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1200
1201         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1202         if (object != tail) {
1203                 object = get_freepointer(s, object);
1204                 goto next_object;
1205         }
1206         ret = 1;
1207
1208 out:
1209         if (cnt != bulk_cnt)
1210                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1211                          bulk_cnt, cnt);
1212
1213         slab_unlock(page);
1214         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1215         if (!ret)
1216                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1217         return ret;
1218 }
1219
1220 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1221 {
1222         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1223         if (*str++ != '=' || !*str)
1224                 /*
1225                  * No options specified. Switch on full debugging.
1226                  */
1227                 goto out;
1228
1229         if (*str == ',')
1230                 /*
1231                  * No options but restriction on slabs. This means full
1232                  * debugging for slabs matching a pattern.
1233                  */
1234                 goto check_slabs;
1235
1236         slub_debug = 0;
1237         if (*str == '-')
1238                 /*
1239                  * Switch off all debugging measures.
1240                  */
1241                 goto out;
1242
1243         /*
1244          * Determine which debug features should be switched on
1245          */
1246         for (; *str && *str != ','; str++) {
1247                 switch (tolower(*str)) {
1248                 case 'f':
1249                         slub_debug |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1250                         break;
1251                 case 'z':
1252                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1253                         break;
1254                 case 'p':
1255                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1256                         break;
1257                 case 'u':
1258                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1259                         break;
1260                 case 't':
1261                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1262                         break;
1263                 case 'a':
1264                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1265                         break;
1266                 case 'o':
1267                         /*
1268                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1269                          * order would increase as a result.
1270                          */
1271                         disable_higher_order_debug = 1;
1272                         break;
1273                 default:
1274                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1275                                *str);
1276                 }
1277         }
1278
1279 check_slabs:
1280         if (*str == ',')
1281                 slub_debug_slabs = str + 1;
1282 out:
1283         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1284              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1285             (slub_debug & SLAB_POISON))
1286                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1287         return 1;
1288 }
1289
1290 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1291
1292 /*
1293  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1294  * @object_size:        the size of an object without meta data
1295  * @flags:              flags to set
1296  * @name:               name of the cache
1297  * @ctor:               constructor function
1298  *
1299  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1300  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1301  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1302  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1303  */
1304 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1305         slab_flags_t flags, const char *name,
1306         void (*ctor)(void *))
1307 {
1308         char *iter;
1309         size_t len;
1310
1311         /* If slub_debug = 0, it folds into the if conditional. */
1312         if (!slub_debug_slabs)
1313                 return flags | slub_debug;
1314
1315         len = strlen(name);
1316         iter = slub_debug_slabs;
1317         while (*iter) {
1318                 char *end, *glob;
1319                 size_t cmplen;
1320
1321                 end = strchrnul(iter, ',');
1322
1323                 glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1324                 if (glob)
1325                         cmplen = glob - iter;
1326                 else
1327                         cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1328
1329                 if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1330                         flags |= slub_debug;
1331                         break;
1332                 }
1333
1334                 if (!*end)
1335                         break;
1336                 iter = end + 1;
1337         }
1338
1339         return flags;
1340 }
1341 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1342 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1343                         struct page *page, void *object) {}
1344 static inline
1345 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr) {}
1346
1347 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1348         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1349
1350 static inline int free_debug_processing(
1351         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1352         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1353         unsigned long addr) { return 0; }
1354
1355 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1356                         { return 1; }
1357 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1358                         void *object, u8 val) { return 1; }
1359 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1360                                         struct page *page) {}
1361 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1362                                         struct page *page) {}
1363 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1364         slab_flags_t flags, const char *name,
1365         void (*ctor)(void *))
1366 {
1367         return flags;
1368 }
1369 #define slub_debug 0
1370
1371 #define disable_higher_order_debug 0
1372
1373 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1374                                                         { return 0; }
1375 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1376                                                         { return 0; }
1377 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1378                                                         int objects) {}
1379 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1380                                                         int objects) {}
1381
1382 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1383
1384 /*
1385  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1386  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1387  */
1388 static inline void *kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1389 {
1390         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1391         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1392         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1393         return ptr;
1394 }
1395
1396 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1397 {
1398         kmemleak_free(x);
1399         kasan_kfree_large(x, _RET_IP_);
1400 }
1401
1402 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1403 {
1404         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1405
1406         /*
1407          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1408          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1409          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1410          */
1411 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1412         {
1413                 unsigned long flags;
1414
1415                 local_irq_save(flags);
1416                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1417                 local_irq_restore(flags);
1418         }
1419 #endif
1420         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1421                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1422
1423         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse */
1424         return kasan_slab_free(s, x, _RET_IP_);
1425 }
1426
1427 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1428                                            void **head, void **tail)
1429 {
1430
1431         void *object;
1432         void *next = *head;
1433         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1434         int rsize;
1435
1436         if (slab_want_init_on_free(s)) {
1437                 void *p = NULL;
1438
1439                 do {
1440                         object = next;
1441                         next = get_freepointer(s, object);
1442                         /*
1443                          * Clear the object and the metadata, but don't touch
1444                          * the redzone.
1445                          */
1446                         memset(object, 0, s->object_size);
1447                         rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad
1448                                                            : 0;
1449                         memset((char *)object + s->inuse, 0,
1450                                s->size - s->inuse - rsize);
1451                         set_freepointer(s, object, p);
1452                         p = object;
1453                 } while (object != old_tail);
1454         }
1455
1456 /*
1457  * Compiler cannot detect this function can be removed if slab_free_hook()
1458  * evaluates to nothing.  Thus, catch all relevant config debug options here.
1459  */
1460 #if defined(CONFIG_LOCKDEP)     ||              \
1461         defined(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK) ||       \
1462         defined(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_FREE) ||   \
1463         defined(CONFIG_KASAN)
1464
1465         next = *head;
1466
1467         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1468         *head = NULL;
1469         *tail = NULL;
1470
1471         do {
1472                 object = next;
1473                 next = get_freepointer(s, object);
1474                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1475                 if (!slab_free_hook(s, object)) {
1476                         /* Move object to the new freelist */
1477                         set_freepointer(s, object, *head);
1478                         *head = object;
1479                         if (!*tail)
1480                                 *tail = object;
1481                 }
1482         } while (object != old_tail);
1483
1484         if (*head == *tail)
1485                 *tail = NULL;
1486
1487         return *head != NULL;
1488 #else
1489         return true;
1490 #endif
1491 }
1492
1493 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1494                                 void *object)
1495 {
1496         setup_object_debug(s, page, object);
1497         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
1498         if (unlikely(s->ctor)) {
1499                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1500                 s->ctor(object);
1501                 kasan_poison_object_data(s, object);
1502         }
1503         return object;
1504 }
1505
1506 /*
1507  * Slab allocation and freeing
1508  */
1509 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1510                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1511 {
1512         struct page *page;
1513         unsigned int order = oo_order(oo);
1514
1515         if (node == NUMA_NO_NODE)
1516                 page = alloc_pages(flags, order);
1517         else
1518                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1519
1520         if (page && charge_slab_page(page, flags, order, s)) {
1521                 __free_pages(page, order);
1522                 page = NULL;
1523         }
1524
1525         return page;
1526 }
1527
1528 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1529 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1530 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1531 {
1532         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1533         int err;
1534
1535         /* Bailout if already initialised */
1536         if (s->random_seq)
1537                 return 0;
1538
1539         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1540         if (err) {
1541                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1542                         s->name);
1543                 return err;
1544         }
1545
1546         /* Transform to an offset on the set of pages */
1547         if (s->random_seq) {
1548                 unsigned int i;
1549
1550                 for (i = 0; i < count; i++)
1551                         s->random_seq[i] *= s->size;
1552         }
1553         return 0;
1554 }
1555
1556 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1557 static void __init init_freelist_randomization(void)
1558 {
1559         struct kmem_cache *s;
1560
1561         mutex_lock(&slab_mutex);
1562
1563         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1564                 init_cache_random_seq(s);
1565
1566         mutex_unlock(&slab_mutex);
1567 }
1568
1569 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1570 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1571                                 unsigned long *pos, void *start,
1572                                 unsigned long page_limit,
1573                                 unsigned long freelist_count)
1574 {
1575         unsigned int idx;
1576
1577         /*
1578          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1579          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1580          */
1581         do {
1582                 idx = s->random_seq[*pos];
1583                 *pos += 1;
1584                 if (*pos >= freelist_count)
1585                         *pos = 0;
1586         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1587
1588         return (char *)start + idx;
1589 }
1590
1591 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1592 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1593 {
1594         void *start;
1595         void *cur;
1596         void *next;
1597         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1598
1599         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1600                 return false;
1601
1602         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1603         pos = get_random_int() % freelist_count;
1604
1605         page_limit = page->objects * s->size;
1606         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1607
1608         /* First entry is used as the base of the freelist */
1609         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1610                                 freelist_count);
1611         cur = setup_object(s, page, cur);
1612         page->freelist = cur;
1613
1614         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1615                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1616                         freelist_count);
1617                 next = setup_object(s, page, next);
1618                 set_freepointer(s, cur, next);
1619                 cur = next;
1620         }
1621         set_freepointer(s, cur, NULL);
1622
1623         return true;
1624 }
1625 #else
1626 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1627 {
1628         return 0;
1629 }
1630 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1631 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1632 {
1633         return false;
1634 }
1635 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1636
1637 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1638 {
1639         struct page *page;
1640         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1641         gfp_t alloc_gfp;
1642         void *start, *p, *next;
1643         int idx;
1644         bool shuffle;
1645
1646         flags &= gfp_allowed_mask;
1647
1648         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1649                 local_irq_enable();
1650
1651         flags |= s->allocflags;
1652
1653         /*
1654          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1655          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1656          */
1657         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1658         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1659                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1660
1661         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1662         if (unlikely(!page)) {
1663                 oo = s->min;
1664                 alloc_gfp = flags;
1665                 /*
1666                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1667                  * Try a lower order alloc if possible
1668                  */
1669                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1670                 if (unlikely(!page))
1671                         goto out;
1672                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1673         }
1674
1675         page->objects = oo_objects(oo);
1676
1677         page->slab_cache = s;
1678         __SetPageSlab(page);
1679         if (page_is_pfmemalloc(page))
1680                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1681
1682         kasan_poison_slab(page);
1683
1684         start = page_address(page);
1685
1686         setup_page_debug(s, page, start);
1687
1688         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1689
1690         if (!shuffle) {
1691                 start = fixup_red_left(s, start);
1692                 start = setup_object(s, page, start);
1693                 page->freelist = start;
1694                 for (idx = 0, p = start; idx < page->objects - 1; idx++) {
1695                         next = p + s->size;
1696                         next = setup_object(s, page, next);
1697                         set_freepointer(s, p, next);
1698                         p = next;
1699                 }
1700                 set_freepointer(s, p, NULL);
1701         }
1702
1703         page->inuse = page->objects;
1704         page->frozen = 1;
1705
1706 out:
1707         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1708                 local_irq_disable();
1709         if (!page)
1710                 return NULL;
1711
1712         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1713
1714         return page;
1715 }
1716
1717 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1718 {
1719         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1720                 gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
1721                 flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
1722                 pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
1723                                 invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
1724                 dump_stack();
1725         }
1726
1727         return allocate_slab(s,
1728                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1729 }
1730
1731 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1732 {
1733         int order = compound_order(page);
1734         int pages = 1 << order;
1735
1736         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1737                 void *p;
1738
1739                 slab_pad_check(s, page);
1740                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1741                                                 page->objects)
1742                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1743         }
1744
1745         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1746         __ClearPageSlab(page);
1747
1748         page->mapping = NULL;
1749         if (current->reclaim_state)
1750                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1751         uncharge_slab_page(page, order, s);
1752         __free_pages(page, order);
1753 }
1754
1755 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1756 {
1757         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1758
1759         __free_slab(page->slab_cache, page);
1760 }
1761
1762 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1763 {
1764         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1765                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1766         } else
1767                 __free_slab(s, page);
1768 }
1769
1770 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1771 {
1772         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1773         free_slab(s, page);
1774 }
1775
1776 /*
1777  * Management of partially allocated slabs.
1778  */
1779 static inline void
1780 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1781 {
1782         n->nr_partial++;
1783         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1784                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->partial);
1785         else
1786                 list_add(&page->slab_list, &n->partial);
1787 }
1788
1789 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1790                                 struct page *page, int tail)
1791 {
1792         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1793         __add_partial(n, page, tail);
1794 }
1795
1796 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1797                                         struct page *page)
1798 {
1799         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1800         list_del(&page->slab_list);
1801         n->nr_partial--;
1802 }
1803
1804 /*
1805  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1806  * return the pointer to the freelist.
1807  *
1808  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1809  */
1810 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1811                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1812                 int mode, int *objects)
1813 {
1814         void *freelist;
1815         unsigned long counters;
1816         struct page new;
1817
1818         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1819
1820         /*
1821          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1822          * The old freelist is the list of objects for the
1823          * per cpu allocation list.
1824          */
1825         freelist = page->freelist;
1826         counters = page->counters;
1827         new.counters = counters;
1828         *objects = new.objects - new.inuse;
1829         if (mode) {
1830                 new.inuse = page->objects;
1831                 new.freelist = NULL;
1832         } else {
1833                 new.freelist = freelist;
1834         }
1835
1836         VM_BUG_ON(new.frozen);
1837         new.frozen = 1;
1838
1839         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1840                         freelist, counters,
1841                         new.freelist, new.counters,
1842                         "acquire_slab"))
1843                 return NULL;
1844
1845         remove_partial(n, page);
1846         WARN_ON(!freelist);
1847         return freelist;
1848 }
1849
1850 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1851 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1852
1853 /*
1854  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1855  */
1856 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1857                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1858 {
1859         struct page *page, *page2;
1860         void *object = NULL;
1861         unsigned int available = 0;
1862         int objects;
1863
1864         /*
1865          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1866          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1867          * partial slab and there is none available then get_partials()
1868          * will return NULL.
1869          */
1870         if (!n || !n->nr_partial)
1871                 return NULL;
1872
1873         spin_lock(&n->list_lock);
1874         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, slab_list) {
1875                 void *t;
1876
1877                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1878                         continue;
1879
1880                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1881                 if (!t)
1882                         break;
1883
1884                 available += objects;
1885                 if (!object) {
1886                         c->page = page;
1887                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1888                         object = t;
1889                 } else {
1890                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1891                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1892                 }
1893                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1894                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
1895                         break;
1896
1897         }
1898         spin_unlock(&n->list_lock);
1899         return object;
1900 }
1901
1902 /*
1903  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1904  */
1905 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1906                 struct kmem_cache_cpu *c)
1907 {
1908 #ifdef CONFIG_NUMA
1909         struct zonelist *zonelist;
1910         struct zoneref *z;
1911         struct zone *zone;
1912         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1913         void *object;
1914         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1915
1916         /*
1917          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1918          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1919          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1920          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1921          *
1922          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1923          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1924          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1925          * from other nodes and filled up.
1926          *
1927          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
1928          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
1929          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
1930          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
1931          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1932          * with available objects.
1933          */
1934         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1935                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1936                 return NULL;
1937
1938         do {
1939                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1940                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1941                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1942                         struct kmem_cache_node *n;
1943
1944                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1945
1946                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1947                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1948                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1949                                 if (object) {
1950                                         /*
1951                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1952                                          * here - if mems_allowed was updated in
1953                                          * parallel, that was a harmless race
1954                                          * between allocation and the cpuset
1955                                          * update
1956                                          */
1957                                         return object;
1958                                 }
1959                         }
1960                 }
1961         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1962 #endif  /* CONFIG_NUMA */
1963         return NULL;
1964 }
1965
1966 /*
1967  * Get a partial page, lock it and return it.
1968  */
1969 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1970                 struct kmem_cache_cpu *c)
1971 {
1972         void *object;
1973         int searchnode = node;
1974
1975         if (node == NUMA_NO_NODE)
1976                 searchnode = numa_mem_id();
1977         else if (!node_present_pages(node))
1978                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1979
1980         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1981         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1982                 return object;
1983
1984         return get_any_partial(s, flags, c);
1985 }
1986
1987 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1988 /*
1989  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1990  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1991  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1992  */
1993 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1994 #else
1995 /*
1996  * No preemption supported therefore also no need to check for
1997  * different cpus.
1998  */
1999 #define TID_STEP 1
2000 #endif
2001
2002 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2003 {
2004         return tid + TID_STEP;
2005 }
2006
2007 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2008 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2009 {
2010         return tid % TID_STEP;
2011 }
2012
2013 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2014 {
2015         return tid / TID_STEP;
2016 }
2017 #endif
2018
2019 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2020 {
2021         return cpu;
2022 }
2023
2024 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2025                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2026 {
2027 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2028         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2029
2030         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2031
2032 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2033         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2034                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2035                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2036         else
2037 #endif
2038         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2039                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2040                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2041         else
2042                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2043                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2044 #endif
2045         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2046 }
2047
2048 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2049 {
2050         int cpu;
2051
2052         for_each_possible_cpu(cpu)
2053                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2054 }
2055
2056 /*
2057  * Remove the cpu slab
2058  */
2059 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2060                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2061 {
2062         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2063         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2064         int lock = 0;
2065         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2066         void *nextfree;
2067         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2068         struct page new;
2069         struct page old;
2070
2071         if (page->freelist) {
2072                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2073                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2074         }
2075
2076         /*
2077          * Stage one: Free all available per cpu objects back
2078          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
2079          * last one.
2080          *
2081          * There is no need to take the list->lock because the page
2082          * is still frozen.
2083          */
2084         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
2085                 void *prior;
2086                 unsigned long counters;
2087
2088                 do {
2089                         prior = page->freelist;
2090                         counters = page->counters;
2091                         set_freepointer(s, freelist, prior);
2092                         new.counters = counters;
2093                         new.inuse--;
2094                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
2095
2096                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2097                         prior, counters,
2098                         freelist, new.counters,
2099                         "drain percpu freelist"));
2100
2101                 freelist = nextfree;
2102         }
2103
2104         /*
2105          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
2106          * list presence reflects the actual number of objects
2107          * during unfreeze.
2108          *
2109          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2110          * with the count. If there is a mismatch then the page
2111          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2112          *
2113          * Then we restart the process which may have to remove
2114          * the page from the list that we just put it on again
2115          * because the number of objects in the slab may have
2116          * changed.
2117          */
2118 redo:
2119
2120         old.freelist = page->freelist;
2121         old.counters = page->counters;
2122         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2123
2124         /* Determine target state of the slab */
2125         new.counters = old.counters;
2126         if (freelist) {
2127                 new.inuse--;
2128                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
2129                 new.freelist = freelist;
2130         } else
2131                 new.freelist = old.freelist;
2132
2133         new.frozen = 0;
2134
2135         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2136                 m = M_FREE;
2137         else if (new.freelist) {
2138                 m = M_PARTIAL;
2139                 if (!lock) {
2140                         lock = 1;
2141                         /*
2142                          * Taking the spinlock removes the possibility
2143                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2144                          * is frozen
2145                          */
2146                         spin_lock(&n->list_lock);
2147                 }
2148         } else {
2149                 m = M_FULL;
2150                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
2151                         lock = 1;
2152                         /*
2153                          * This also ensures that the scanning of full
2154                          * slabs from diagnostic functions will not see
2155                          * any frozen slabs.
2156                          */
2157                         spin_lock(&n->list_lock);
2158                 }
2159         }
2160
2161         if (l != m) {
2162                 if (l == M_PARTIAL)
2163                         remove_partial(n, page);
2164                 else if (l == M_FULL)
2165                         remove_full(s, n, page);
2166
2167                 if (m == M_PARTIAL)
2168                         add_partial(n, page, tail);
2169                 else if (m == M_FULL)
2170                         add_full(s, n, page);
2171         }
2172
2173         l = m;
2174         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2175                                 old.freelist, old.counters,
2176                                 new.freelist, new.counters,
2177                                 "unfreezing slab"))
2178                 goto redo;
2179
2180         if (lock)
2181                 spin_unlock(&n->list_lock);
2182
2183         if (m == M_PARTIAL)
2184                 stat(s, tail);
2185         else if (m == M_FULL)
2186                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2187         else if (m == M_FREE) {
2188                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2189                 discard_slab(s, page);
2190                 stat(s, FREE_SLAB);
2191         }
2192
2193         c->page = NULL;
2194         c->freelist = NULL;
2195 }
2196
2197 /*
2198  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2199  *
2200  * This function must be called with interrupts disabled
2201  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2202  * to guarantee no concurrent accesses).
2203  */
2204 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2205                 struct kmem_cache_cpu *c)
2206 {
2207 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2208         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2209         struct page *page, *discard_page = NULL;
2210
2211         while ((page = c->partial)) {
2212                 struct page new;
2213                 struct page old;
2214
2215                 c->partial = page->next;
2216
2217                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2218                 if (n != n2) {
2219                         if (n)
2220                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2221
2222                         n = n2;
2223                         spin_lock(&n->list_lock);
2224                 }
2225
2226                 do {
2227
2228                         old.freelist = page->freelist;
2229                         old.counters = page->counters;
2230                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2231
2232                         new.counters = old.counters;
2233                         new.freelist = old.freelist;
2234
2235                         new.frozen = 0;
2236
2237                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2238                                 old.freelist, old.counters,
2239                                 new.freelist, new.counters,
2240                                 "unfreezing slab"));
2241
2242                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2243                         page->next = discard_page;
2244                         discard_page = page;
2245                 } else {
2246                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2247                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2248                 }
2249         }
2250
2251         if (n)
2252                 spin_unlock(&n->list_lock);
2253
2254         while (discard_page) {
2255                 page = discard_page;
2256                 discard_page = discard_page->next;
2257
2258                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2259                 discard_slab(s, page);
2260                 stat(s, FREE_SLAB);
2261         }
2262 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2263 }
2264
2265 /*
2266  * Put a page that was just frozen (in __slab_free|get_partial_node) into a
2267  * partial page slot if available.
2268  *
2269  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2270  * per node partial list.
2271  */
2272 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2273 {
2274 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2275         struct page *oldpage;
2276         int pages;
2277         int pobjects;
2278
2279         preempt_disable();
2280         do {
2281                 pages = 0;
2282                 pobjects = 0;
2283                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2284
2285                 if (oldpage) {
2286                         pobjects = oldpage->pobjects;
2287                         pages = oldpage->pages;
2288                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2289                                 unsigned long flags;
2290                                 /*
2291                                  * partial array is full. Move the existing
2292                                  * set to the per node partial list.
2293                                  */
2294                                 local_irq_save(flags);
2295                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2296                                 local_irq_restore(flags);
2297                                 oldpage = NULL;
2298                                 pobjects = 0;
2299                                 pages = 0;
2300                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2301                         }
2302                 }
2303
2304                 pages++;
2305                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2306
2307                 page->pages = pages;
2308                 page->pobjects = pobjects;
2309                 page->next = oldpage;
2310
2311         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2312                                                                 != oldpage);
2313         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2314                 unsigned long flags;
2315
2316                 local_irq_save(flags);
2317                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2318                 local_irq_restore(flags);
2319         }
2320         preempt_enable();
2321 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2322 }
2323
2324 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2325 {
2326         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2327         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2328
2329         c->tid = next_tid(c->tid);
2330 }
2331
2332 /*
2333  * Flush cpu slab.
2334  *
2335  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2336  */
2337 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2338 {
2339         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2340
2341         if (c->page)
2342                 flush_slab(s, c);
2343
2344         unfreeze_partials(s, c);
2345 }
2346
2347 static void flush_cpu_slab(void *d)
2348 {
2349         struct kmem_cache *s = d;
2350
2351         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2352 }
2353
2354 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2355 {
2356         struct kmem_cache *s = info;
2357         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2358
2359         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2360 }
2361
2362 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2363 {
2364         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2365 }
2366
2367 /*
2368  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2369  * necessary.
2370  */
2371 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2372 {
2373         struct kmem_cache *s;
2374         unsigned long flags;
2375
2376         mutex_lock(&slab_mutex);
2377         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2378                 local_irq_save(flags);
2379                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2380                 local_irq_restore(flags);
2381         }
2382         mutex_unlock(&slab_mutex);
2383         return 0;
2384 }
2385
2386 /*
2387  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2388  * locality expectations.
2389  */
2390 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2391 {
2392 #ifdef CONFIG_NUMA
2393         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2394                 return 0;
2395 #endif
2396         return 1;
2397 }
2398
2399 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2400 static int count_free(struct page *page)
2401 {
2402         return page->objects - page->inuse;
2403 }
2404
2405 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2406 {
2407         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2408 }
2409 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2410
2411 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2412 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2413                                         int (*get_count)(struct page *))
2414 {
2415         unsigned long flags;
2416         unsigned long x = 0;
2417         struct page *page;
2418
2419         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2420         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
2421                 x += get_count(page);
2422         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2423         return x;
2424 }
2425 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2426
2427 static noinline void
2428 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2429 {
2430 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2431         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2432                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2433         int node;
2434         struct kmem_cache_node *n;
2435
2436         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2437                 return;
2438
2439         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2440                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2441         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2442                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2443                 oo_order(s->min));
2444
2445         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2446                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2447                         s->name);
2448
2449         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2450                 unsigned long nr_slabs;
2451                 unsigned long nr_objs;
2452                 unsigned long nr_free;
2453
2454                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2455                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2456                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2457
2458                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2459                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2460         }
2461 #endif
2462 }
2463
2464 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2465                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2466 {
2467         void *freelist;
2468         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2469         struct page *page;
2470
2471         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2472
2473         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2474
2475         if (freelist)
2476                 return freelist;
2477
2478         page = new_slab(s, flags, node);
2479         if (page) {
2480                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2481                 if (c->page)
2482                         flush_slab(s, c);
2483
2484                 /*
2485                  * No other reference to the page yet so we can
2486                  * muck around with it freely without cmpxchg
2487                  */
2488                 freelist = page->freelist;
2489                 page->freelist = NULL;
2490
2491                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2492                 c->page = page;
2493                 *pc = c;
2494         }
2495
2496         return freelist;
2497 }
2498
2499 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2500 {
2501         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2502                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2503
2504         return true;
2505 }
2506
2507 /*
2508  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2509  * per cpu freelist or deactivate the page.
2510  *
2511  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2512  *
2513  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2514  *
2515  * This function must be called with interrupt disabled.
2516  */
2517 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2518 {
2519         struct page new;
2520         unsigned long counters;
2521         void *freelist;
2522
2523         do {
2524                 freelist = page->freelist;
2525                 counters = page->counters;
2526
2527                 new.counters = counters;
2528                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2529
2530                 new.inuse = page->objects;
2531                 new.frozen = freelist != NULL;
2532
2533         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2534                 freelist, counters,
2535                 NULL, new.counters,
2536                 "get_freelist"));
2537
2538         return freelist;
2539 }
2540
2541 /*
2542  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2543  * debugging duties.
2544  *
2545  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2546  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2547  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2548  *
2549  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2550  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2551  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2552  *
2553  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2554  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2555  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2556  *
2557  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2558  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2559  */
2560 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2561                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2562 {
2563         void *freelist;
2564         struct page *page;
2565
2566         page = c->page;
2567         if (!page)
2568                 goto new_slab;
2569 redo:
2570
2571         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2572                 int searchnode = node;
2573
2574                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2575                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2576
2577                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2578                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2579                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2580                         goto new_slab;
2581                 }
2582         }
2583
2584         /*
2585          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2586          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2587          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2588          */
2589         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2590                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2591                 goto new_slab;
2592         }
2593
2594         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2595         freelist = c->freelist;
2596         if (freelist)
2597                 goto load_freelist;
2598
2599         freelist = get_freelist(s, page);
2600
2601         if (!freelist) {
2602                 c->page = NULL;
2603                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2604                 goto new_slab;
2605         }
2606
2607         stat(s, ALLOC_REFILL);
2608
2609 load_freelist:
2610         /*
2611          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2612          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2613          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2614          */
2615         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2616         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2617         c->tid = next_tid(c->tid);
2618         return freelist;
2619
2620 new_slab:
2621
2622         if (slub_percpu_partial(c)) {
2623                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2624                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2625                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2626                 goto redo;
2627         }
2628
2629         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2630
2631         if (unlikely(!freelist)) {
2632                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2633                 return NULL;
2634         }
2635
2636         page = c->page;
2637         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2638                 goto load_freelist;
2639
2640         /* Only entered in the debug case */
2641         if (kmem_cache_debug(s) &&
2642                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2643                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2644
2645         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2646         return freelist;
2647 }
2648
2649 /*
2650  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2651  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2652  */
2653 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2654                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2655 {
2656         void *p;
2657         unsigned long flags;
2658
2659         local_irq_save(flags);
2660 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2661         /*
2662          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2663          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2664          * pointer.
2665          */
2666         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2667 #endif
2668
2669         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2670         local_irq_restore(flags);
2671         return p;
2672 }
2673
2674 /*
2675  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2676  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2677  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2678  *
2679  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2680  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2681  *
2682  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2683  */
2684 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2685                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2686 {
2687         void *object;
2688         struct kmem_cache_cpu *c;
2689         struct page *page;
2690         unsigned long tid;
2691
2692         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2693         if (!s)
2694                 return NULL;
2695 redo:
2696         /*
2697          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2698          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2699          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2700          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2701          *
2702          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2703          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2704          * to check if it is matched or not.
2705          */
2706         do {
2707                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2708                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2709         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2710                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2711
2712         /*
2713          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2714          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2715          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2716          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2717          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2718          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2719          */
2720         barrier();
2721
2722         /*
2723          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2724          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2725          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2726          * linked list in between.
2727          */
2728
2729         object = c->freelist;
2730         page = c->page;
2731         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2732                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2733                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2734         } else {
2735                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2736
2737                 /*
2738                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2739                  * operation and if we are on the right processor.
2740                  *
2741                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2742                  * semantics!)
2743                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2744                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2745                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2746                  *
2747                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2748                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2749                  * other cpus.
2750                  */
2751                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2752                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2753                                 object, tid,
2754                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2755
2756                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2757                         goto redo;
2758                 }
2759                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2760                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2761         }
2762         /*
2763          * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully
2764          * initialized by zeroing out freelist pointer.
2765          */
2766         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && object)
2767                 memset(object + s->offset, 0, sizeof(void *));
2768
2769         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s)) && object)
2770                 memset(object, 0, s->object_size);
2771
2772         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2773
2774         return object;
2775 }
2776
2777 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2778                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2779 {
2780         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2781 }
2782
2783 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2784 {
2785         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2786
2787         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2788                                 s->size, gfpflags);
2789
2790         return ret;
2791 }
2792 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2793
2794 #ifdef CONFIG_TRACING
2795 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2796 {
2797         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2798         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2799         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2800         return ret;
2801 }
2802 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2803 #endif
2804
2805 #ifdef CONFIG_NUMA
2806 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2807 {
2808         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2809
2810         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2811                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2812
2813         return ret;
2814 }
2815 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2816
2817 #ifdef CONFIG_TRACING
2818 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2819                                     gfp_t gfpflags,
2820                                     int node, size_t size)
2821 {
2822         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2823
2824         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2825                            size, s->size, gfpflags, node);
2826
2827         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2828         return ret;
2829 }
2830 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2831 #endif
2832 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2833
2834 /*
2835  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2836  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2837  *
2838  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2839  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2840  * handling required then we can return immediately.
2841  */
2842 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2843                         void *head, void *tail, int cnt,
2844                         unsigned long addr)
2845
2846 {
2847         void *prior;
2848         int was_frozen;
2849         struct page new;
2850         unsigned long counters;
2851         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2852         unsigned long uninitialized_var(flags);
2853
2854         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2855
2856         if (kmem_cache_debug(s) &&
2857             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2858                 return;
2859
2860         do {
2861                 if (unlikely(n)) {
2862                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2863                         n = NULL;
2864                 }
2865                 prior = page->freelist;
2866                 counters = page->counters;
2867                 set_freepointer(s, tail, prior);
2868                 new.counters = counters;
2869                 was_frozen = new.frozen;
2870                 new.inuse -= cnt;
2871                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2872
2873                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2874
2875                                 /*
2876                                  * Slab was on no list before and will be
2877                                  * partially empty
2878                                  * We can defer the list move and instead
2879                                  * freeze it.
2880                                  */
2881                                 new.frozen = 1;
2882
2883                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2884
2885                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2886                                 /*
2887                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2888                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2889                                  * drop the list_lock without any processing.
2890                                  *
2891                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2892                                  * other processors updating the list of slabs.
2893                                  */
2894                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2895
2896                         }
2897                 }
2898
2899         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2900                 prior, counters,
2901                 head, new.counters,
2902                 "__slab_free"));
2903
2904         if (likely(!n)) {
2905
2906                 /*
2907                  * If we just froze the page then put it onto the
2908                  * per cpu partial list.
2909                  */
2910                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2911                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2912                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2913                 }
2914                 /*
2915                  * The list lock was not taken therefore no list
2916                  * activity can be necessary.
2917                  */
2918                 if (was_frozen)
2919                         stat(s, FREE_FROZEN);
2920                 return;
2921         }
2922
2923         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2924                 goto slab_empty;
2925
2926         /*
2927          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2928          * then add it.
2929          */
2930         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2931                 remove_full(s, n, page);
2932                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2933                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2934         }
2935         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2936         return;
2937
2938 slab_empty:
2939         if (prior) {
2940                 /*
2941                  * Slab on the partial list.
2942                  */
2943                 remove_partial(n, page);
2944                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2945         } else {
2946                 /* Slab must be on the full list */
2947                 remove_full(s, n, page);
2948         }
2949
2950         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2951         stat(s, FREE_SLAB);
2952         discard_slab(s, page);
2953 }
2954
2955 /*
2956  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2957  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2958  *
2959  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2960  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2961  * the item before.
2962  *
2963  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2964  * with all sorts of special processing.
2965  *
2966  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2967  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2968  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2969  */
2970 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
2971                                 struct page *page, void *head, void *tail,
2972                                 int cnt, unsigned long addr)
2973 {
2974         void *tail_obj = tail ? : head;
2975         struct kmem_cache_cpu *c;
2976         unsigned long tid;
2977 redo:
2978         /*
2979          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2980          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2981          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2982          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2983          */
2984         do {
2985                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2986                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2987         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2988                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2989
2990         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2991         barrier();
2992
2993         if (likely(page == c->page)) {
2994                 set_freepointer(s, tail_obj, c->freelist);
2995
2996                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2997                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2998                                 c->freelist, tid,
2999                                 head, next_tid(tid)))) {
3000
3001                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
3002                         goto redo;
3003                 }
3004                 stat(s, FREE_FASTPATH);
3005         } else
3006                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
3007
3008 }
3009
3010 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3011                                       void *head, void *tail, int cnt,
3012                                       unsigned long addr)
3013 {
3014         /*
3015          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
3016          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
3017          */
3018         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
3019                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
3020 }
3021
3022 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
3023 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3024 {
3025         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3026 }
3027 #endif
3028
3029 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3030 {
3031         s = cache_from_obj(s, x);
3032         if (!s)
3033                 return;
3034         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3035         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
3036 }
3037 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3038
3039 struct detached_freelist {
3040         struct page *page;
3041         void *tail;
3042         void *freelist;
3043         int cnt;
3044         struct kmem_cache *s;
3045 };
3046
3047 /*
3048  * This function progressively scans the array with free objects (with
3049  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3050  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3051  * page/objects.  This can happen without any need for
3052  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3053  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3054  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3055  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3056  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3057  * to performance reasons.
3058  */
3059 static inline
3060 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3061                             void **p, struct detached_freelist *df)
3062 {
3063         size_t first_skipped_index = 0;
3064         int lookahead = 3;
3065         void *object;
3066         struct page *page;
3067
3068         /* Always re-init detached_freelist */
3069         df->page = NULL;
3070
3071         do {
3072                 object = p[--size];
3073                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3074         } while (!object && size);
3075
3076         if (!object)
3077                 return 0;
3078
3079         page = virt_to_head_page(object);
3080         if (!s) {
3081                 /* Handle kalloc'ed objects */
3082                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3083                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3084                         kfree_hook(object);
3085                         __free_pages(page, compound_order(page));
3086                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3087                         return size;
3088                 }
3089                 /* Derive kmem_cache from object */
3090                 df->s = page->slab_cache;
3091         } else {
3092                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3093         }
3094
3095         /* Start new detached freelist */
3096         df->page = page;
3097         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3098         df->tail = object;
3099         df->freelist = object;
3100         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3101         df->cnt = 1;
3102
3103         while (size) {
3104                 object = p[--size];
3105                 if (!object)
3106                         continue; /* Skip processed objects */
3107
3108                 /* df->page is always set at this point */
3109                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3110                         /* Opportunity build freelist */
3111                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3112                         df->freelist = object;
3113                         df->cnt++;
3114                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3115
3116                         continue;
3117                 }
3118
3119                 /* Limit look ahead search */
3120                 if (!--lookahead)
3121                         break;
3122
3123                 if (!first_skipped_index)
3124                         first_skipped_index = size + 1;
3125         }
3126
3127         return first_skipped_index;
3128 }
3129
3130 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3131 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3132 {
3133         if (WARN_ON(!size))
3134                 return;
3135
3136         do {
3137                 struct detached_freelist df;
3138
3139                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3140                 if (!df.page)
3141                         continue;
3142
3143                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
3144         } while (likely(size));
3145 }
3146 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3147
3148 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3149 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3150                           void **p)
3151 {
3152         struct kmem_cache_cpu *c;
3153         int i;
3154
3155         /* memcg and kmem_cache debug support */
3156         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3157         if (unlikely(!s))
3158                 return false;
3159         /*
3160          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3161          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3162          * handlers invoking normal fastpath.
3163          */
3164         local_irq_disable();
3165         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3166
3167         for (i = 0; i < size; i++) {
3168                 void *object = c->freelist;
3169
3170                 if (unlikely(!object)) {
3171                         /*
3172                          * Invoking slow path likely have side-effect
3173                          * of re-populating per CPU c->freelist
3174                          */
3175                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3176                                             _RET_IP_, c);
3177                         if (unlikely(!p[i]))
3178                                 goto error;
3179
3180                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3181                         continue; /* goto for-loop */
3182                 }
3183                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3184                 p[i] = object;
3185         }
3186         c->tid = next_tid(c->tid);
3187         local_irq_enable();
3188
3189         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3190         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(flags, s))) {
3191                 int j;
3192
3193                 for (j = 0; j < i; j++)
3194                         memset(p[j], 0, s->object_size);
3195         }
3196
3197         /* memcg and kmem_cache debug support */
3198         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3199         return i;
3200 error:
3201         local_irq_enable();
3202         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3203         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3204         return 0;
3205 }
3206 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3207
3208
3209 /*
3210  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3211  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3212  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3213  * another.
3214  *
3215  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3216  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3217  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3218  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3219  * locking overhead.
3220  */
3221
3222 /*
3223  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3224  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3225  * and increases the number of allocations possible without having to
3226  * take the list_lock.
3227  */
3228 static unsigned int slub_min_order;
3229 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3230 static unsigned int slub_min_objects;
3231
3232 /*
3233  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3234  *
3235  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3236  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3237  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3238  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3239  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3240  * would be wasted.
3241  *
3242  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3243  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3244  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3245  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3246  *
3247  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3248  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3249  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3250  * of space in favor of a small page order.
3251  *
3252  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3253  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3254  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3255  * the smallest order which will fit the object.
3256  */
3257 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3258                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3259                 unsigned int fract_leftover)
3260 {
3261         unsigned int min_order = slub_min_order;
3262         unsigned int order;
3263
3264         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3265                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3266
3267         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3268                         order <= max_order; order++) {
3269
3270                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3271                 unsigned int rem;
3272
3273                 rem = slab_size % size;
3274
3275                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3276                         break;
3277         }
3278
3279         return order;
3280 }
3281
3282 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3283 {
3284         unsigned int order;
3285         unsigned int min_objects;
3286         unsigned int max_objects;
3287
3288         /*
3289          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3290          * works by first attempting to generate a layout with
3291          * the best configuration and backing off gradually.
3292          *
3293          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3294          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3295          */
3296         min_objects = slub_min_objects;
3297         if (!min_objects)
3298                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3299         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3300         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3301
3302         while (min_objects > 1) {
3303                 unsigned int fraction;
3304
3305                 fraction = 16;
3306                 while (fraction >= 4) {
3307                         order = slab_order(size, min_objects,
3308                                         slub_max_order, fraction);
3309                         if (order <= slub_max_order)
3310                                 return order;
3311                         fraction /= 2;
3312                 }
3313                 min_objects--;
3314         }
3315
3316         /*
3317          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3318          * lets see if we can place a single object there.
3319          */
3320         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3321         if (order <= slub_max_order)
3322                 return order;
3323
3324         /*
3325          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3326          */
3327         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3328         if (order < MAX_ORDER)
3329                 return order;
3330         return -ENOSYS;
3331 }
3332
3333 static void
3334 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3335 {
3336         n->nr_partial = 0;
3337         spin_lock_init(&n->list_lock);
3338         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3339 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3340         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3341         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3342         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3343 #endif
3344 }
3345
3346 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3347 {
3348         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3349                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3350
3351         /*
3352          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3353          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3354          */
3355         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3356                                      2 * sizeof(void *));
3357
3358         if (!s->cpu_slab)
3359                 return 0;
3360
3361         init_kmem_cache_cpus(s);
3362
3363         return 1;
3364 }
3365
3366 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3367
3368 /*
3369  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3370  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3371  * possible.
3372  *
3373  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3374  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3375  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3376  */
3377 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3378 {
3379         struct page *page;
3380         struct kmem_cache_node *n;
3381
3382         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3383
3384         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3385
3386         BUG_ON(!page);
3387         if (page_to_nid(page) != node) {
3388                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3389                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3390         }
3391
3392         n = page->freelist;
3393         BUG_ON(!n);
3394 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3395         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3396         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3397 #endif
3398         n = kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node),
3399                       GFP_KERNEL);
3400         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3401         page->inuse = 1;
3402         page->frozen = 0;
3403         kmem_cache_node->node[node] = n;
3404         init_kmem_cache_node(n);
3405         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3406
3407         /*
3408          * No locks need to be taken here as it has just been
3409          * initialized and there is no concurrent access.
3410          */
3411         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3412 }
3413
3414 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3415 {
3416         int node;
3417         struct kmem_cache_node *n;
3418
3419         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3420                 s->node[node] = NULL;
3421                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3422         }
3423 }
3424
3425 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3426 {
3427         cache_random_seq_destroy(s);
3428         free_percpu(s->cpu_slab);
3429         free_kmem_cache_nodes(s);
3430 }
3431
3432 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3433 {
3434         int node;
3435
3436         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3437                 struct kmem_cache_node *n;
3438
3439                 if (slab_state == DOWN) {
3440                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3441                         continue;
3442                 }
3443                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3444                                                 GFP_KERNEL, node);
3445
3446                 if (!n) {
3447                         free_kmem_cache_nodes(s);
3448                         return 0;
3449                 }
3450
3451                 init_kmem_cache_node(n);
3452                 s->node[node] = n;
3453         }
3454         return 1;
3455 }
3456
3457 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3458 {
3459         if (min < MIN_PARTIAL)
3460                 min = MIN_PARTIAL;
3461         else if (min > MAX_PARTIAL)
3462                 min = MAX_PARTIAL;
3463         s->min_partial = min;
3464 }
3465
3466 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3467 {
3468 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3469         /*
3470          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3471          * per cpu partial lists of a processor.
3472          *
3473          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3474          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3475          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3476          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3477          *
3478          * This setting also determines
3479          *
3480          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3481          *    per node list when we reach the limit.
3482          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3483          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3484          *    50% to keep some capacity around for frees.
3485          */
3486         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3487                 s->cpu_partial = 0;
3488         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3489                 s->cpu_partial = 2;
3490         else if (s->size >= 1024)
3491                 s->cpu_partial = 6;
3492         else if (s->size >= 256)
3493                 s->cpu_partial = 13;
3494         else
3495                 s->cpu_partial = 30;
3496 #endif
3497 }
3498
3499 /*
3500  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3501  * a slab object.
3502  */
3503 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3504 {
3505         slab_flags_t flags = s->flags;
3506         unsigned int size = s->object_size;
3507         unsigned int order;
3508
3509         /*
3510          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3511          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3512          * the possible location of the free pointer.
3513          */
3514         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3515
3516 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3517         /*
3518          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3519          * the slab may touch the object after free or before allocation
3520          * then we should never poison the object itself.
3521          */
3522         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3523                         !s->ctor)
3524                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3525         else
3526                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3527
3528
3529         /*
3530          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3531          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3532          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3533          */
3534         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3535                 size += sizeof(void *);
3536 #endif
3537
3538         /*
3539          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3540          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3541          */
3542         s->inuse = size;
3543
3544         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3545                 s->ctor)) {
3546                 /*
3547                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3548                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3549                  * kmem_cache_free.
3550                  *
3551                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3552                  * destructor or are poisoning the objects.
3553                  */
3554                 s->offset = size;
3555                 size += sizeof(void *);
3556         }
3557
3558 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3559         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3560                 /*
3561                  * Need to store information about allocs and frees after
3562                  * the object.
3563                  */
3564                 size += 2 * sizeof(struct track);
3565 #endif
3566
3567         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3568 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3569         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3570                 /*
3571                  * Add some empty padding so that we can catch
3572                  * overwrites from earlier objects rather than let
3573                  * tracking information or the free pointer be
3574                  * corrupted if a user writes before the start
3575                  * of the object.
3576                  */
3577                 size += sizeof(void *);
3578
3579                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3580                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3581                 size += s->red_left_pad;
3582         }
3583 #endif
3584
3585         /*
3586          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3587          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3588          * each object to conform to the alignment.
3589          */
3590         size = ALIGN(size, s->align);
3591         s->size = size;
3592         if (forced_order >= 0)
3593                 order = forced_order;
3594         else
3595                 order = calculate_order(size);
3596
3597         if ((int)order < 0)
3598                 return 0;
3599
3600         s->allocflags = 0;
3601         if (order)
3602                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3603
3604         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3605                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3606
3607         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
3608                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
3609
3610         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3611                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3612
3613         /*
3614          * Determine the number of objects per slab
3615          */
3616         s->oo = oo_make(order, size);
3617         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3618         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3619                 s->max = s->oo;
3620
3621         return !!oo_objects(s->oo);
3622 }
3623
3624 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3625 {
3626         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3627 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3628         s->random = get_random_long();
3629 #endif
3630
3631         if (!calculate_sizes(s, -1))
3632                 goto error;
3633         if (disable_higher_order_debug) {
3634                 /*
3635                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3636                  * order increased.
3637                  */
3638                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3639                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3640                         s->offset = 0;
3641                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3642                                 goto error;
3643                 }
3644         }
3645
3646 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3647     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3648         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3649                 /* Enable fast mode */
3650                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3651 #endif
3652
3653         /*
3654          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3655          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3656          */
3657         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3658
3659         set_cpu_partial(s);
3660
3661 #ifdef CONFIG_NUMA
3662         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3663 #endif
3664
3665         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3666         if (slab_state >= UP) {
3667                 if (init_cache_random_seq(s))
3668                         goto error;
3669         }
3670
3671         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3672                 goto error;
3673
3674         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3675                 return 0;
3676
3677         free_kmem_cache_nodes(s);
3678 error:
3679         return -EINVAL;
3680 }
3681
3682 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3683                                                         const char *text)
3684 {
3685 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3686         void *addr = page_address(page);
3687         void *p;
3688         unsigned long *map = bitmap_zalloc(page->objects, GFP_ATOMIC);
3689         if (!map)
3690                 return;
3691         slab_err(s, page, text, s->name);
3692         slab_lock(page);
3693
3694         get_map(s, page, map);
3695         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3696
3697                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3698                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3699                         print_tracking(s, p);
3700                 }
3701         }
3702         slab_unlock(page);
3703         bitmap_free(map);
3704 #endif
3705 }
3706
3707 /*
3708  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3709  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3710  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3711  */
3712 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3713 {
3714         LIST_HEAD(discard);
3715         struct page *page, *h;
3716
3717         BUG_ON(irqs_disabled());
3718         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3719         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, slab_list) {
3720                 if (!page->inuse) {
3721                         remove_partial(n, page);
3722                         list_add(&page->slab_list, &discard);
3723                 } else {
3724                         list_slab_objects(s, page,
3725                         "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3726                 }
3727         }
3728         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3729
3730         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, slab_list)
3731                 discard_slab(s, page);
3732 }
3733
3734 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
3735 {
3736         int node;
3737         struct kmem_cache_node *n;
3738
3739         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3740                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3741                         return false;
3742         return true;
3743 }
3744
3745 /*
3746  * Release all resources used by a slab cache.
3747  */
3748 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3749 {
3750         int node;
3751         struct kmem_cache_node *n;
3752
3753         flush_all(s);
3754         /* Attempt to free all objects */
3755         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3756                 free_partial(s, n);
3757                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3758                         return 1;
3759         }
3760         sysfs_slab_remove(s);
3761         return 0;
3762 }
3763
3764 /********************************************************************
3765  *              Kmalloc subsystem
3766  *******************************************************************/
3767
3768 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3769 {
3770         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
3771
3772         return 1;
3773 }
3774
3775 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3776
3777 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3778 {
3779         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
3780         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
3781
3782         return 1;
3783 }
3784
3785 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3786
3787 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3788 {
3789         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
3790
3791         return 1;
3792 }
3793
3794 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3795
3796 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3797 {
3798         struct kmem_cache *s;
3799         void *ret;
3800
3801         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3802                 return kmalloc_large(size, flags);
3803
3804         s = kmalloc_slab(size, flags);
3805
3806         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3807                 return s;
3808
3809         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3810
3811         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3812
3813         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3814
3815         return ret;
3816 }
3817 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3818
3819 #ifdef CONFIG_NUMA
3820 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3821 {
3822         struct page *page;
3823         void *ptr = NULL;
3824
3825         flags |= __GFP_COMP;
3826         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3827         if (page)
3828                 ptr = page_address(page);
3829
3830         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3831 }
3832
3833 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3834 {
3835         struct kmem_cache *s;
3836         void *ret;
3837
3838         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3839                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3840
3841                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3842                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3843                                    flags, node);
3844
3845                 return ret;
3846         }
3847
3848         s = kmalloc_slab(size, flags);
3849
3850         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3851                 return s;
3852
3853         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3854
3855         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3856
3857         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3858
3859         return ret;
3860 }
3861 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3862 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3863
3864 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
3865 /*
3866  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
3867  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
3868  * cache's usercopy region.
3869  *
3870  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
3871  * to indicate an error.
3872  */
3873 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
3874                          bool to_user)
3875 {
3876         struct kmem_cache *s;
3877         unsigned int offset;
3878         size_t object_size;
3879
3880         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
3881
3882         /* Find object and usable object size. */
3883         s = page->slab_cache;
3884
3885         /* Reject impossible pointers. */
3886         if (ptr < page_address(page))
3887                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
3888                                to_user, 0, n);
3889
3890         /* Find offset within object. */
3891         offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
3892
3893         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
3894         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3895                 if (offset < s->red_left_pad)
3896                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
3897                                        s->name, to_user, offset, n);
3898                 offset -= s->red_left_pad;
3899         }
3900
3901         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
3902         if (offset >= s->useroffset &&
3903             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
3904             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
3905                 return;
3906
3907         /*
3908          * If the copy is still within the allocated object, produce
3909          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
3910          * to be a temporary method to find any missing usercopy
3911          * whitelists.
3912          */
3913         object_size = slab_ksize(s);
3914         if (usercopy_fallback &&
3915             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
3916                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
3917                 return;
3918         }
3919
3920         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
3921 }
3922 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
3923
3924 size_t __ksize(const void *object)
3925 {
3926         struct page *page;
3927
3928         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3929                 return 0;
3930
3931         page = virt_to_head_page(object);
3932
3933         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3934                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3935                 return page_size(page);
3936         }
3937
3938         return slab_ksize(page->slab_cache);
3939 }
3940 EXPORT_SYMBOL(__ksize);
3941
3942 void kfree(const void *x)
3943 {
3944         struct page *page;
3945         void *object = (void *)x;
3946
3947         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3948
3949         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3950                 return;
3951
3952         page = virt_to_head_page(x);
3953         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3954                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3955                 kfree_hook(object);
3956                 __free_pages(page, compound_order(page));
3957                 return;
3958         }
3959         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3960 }
3961 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3962
3963 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3964
3965 /*
3966  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3967  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3968  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3969  *
3970  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3971  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3972  * are freed in them.
3973  */
3974 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3975 {
3976         int node;
3977         int i;
3978         struct kmem_cache_node *n;
3979         struct page *page;
3980         struct page *t;
3981         struct list_head discard;
3982         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3983         unsigned long flags;
3984         int ret = 0;
3985
3986         flush_all(s);
3987         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3988                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3989                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3990                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3991
3992                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3993
3994                 /*
3995                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3996                  *
3997                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3998                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3999                  */
4000                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, slab_list) {
4001                         int free = page->objects - page->inuse;
4002
4003                         /* Do not reread page->inuse */
4004                         barrier();
4005
4006                         /* We do not keep full slabs on the list */
4007                         BUG_ON(free <= 0);
4008
4009                         if (free == page->objects) {
4010                                 list_move(&page->slab_list, &discard);
4011                                 n->nr_partial--;
4012                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4013                                 list_move(&page->slab_list, promote + free - 1);
4014                 }
4015
4016                 /*
4017                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4018                  * partial list.
4019                  */
4020                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4021                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4022
4023                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4024
4025                 /* Release empty slabs */
4026                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, slab_list)
4027                         discard_slab(s, page);
4028
4029                 if (slabs_node(s, node))
4030                         ret = 1;
4031         }
4032
4033         return ret;
4034 }
4035
4036 #ifdef CONFIG_MEMCG
4037 void __kmemcg_cache_deactivate_after_rcu(struct kmem_cache *s)
4038 {
4039         /*
4040          * Called with all the locks held after a sched RCU grace period.
4041          * Even if @s becomes empty after shrinking, we can't know that @s
4042          * doesn't have allocations already in-flight and thus can't
4043          * destroy @s until the associated memcg is released.
4044          *
4045          * However, let's remove the sysfs files for empty caches here.
4046          * Each cache has a lot of interface files which aren't
4047          * particularly useful for empty draining caches; otherwise, we can
4048          * easily end up with millions of unnecessary sysfs files on
4049          * systems which have a lot of memory and transient cgroups.
4050          */
4051         if (!__kmem_cache_shrink(s))
4052                 sysfs_slab_remove(s);
4053 }
4054
4055 void __kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *s)
4056 {
4057         /*
4058          * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
4059          * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
4060          */
4061         slub_set_cpu_partial(s, 0);
4062         s->min_partial = 0;
4063 }
4064 #endif  /* CONFIG_MEMCG */
4065
4066 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4067 {
4068         struct kmem_cache *s;
4069
4070         mutex_lock(&slab_mutex);
4071         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4072                 __kmem_cache_shrink(s);
4073         mutex_unlock(&slab_mutex);
4074
4075         return 0;
4076 }
4077
4078 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4079 {
4080         struct kmem_cache_node *n;
4081         struct kmem_cache *s;
4082         struct memory_notify *marg = arg;
4083         int offline_node;
4084
4085         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4086
4087         /*
4088          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4089          * for it yet.
4090          */
4091         if (offline_node < 0)
4092                 return;
4093
4094         mutex_lock(&slab_mutex);
4095         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4096                 n = get_node(s, offline_node);
4097                 if (n) {
4098                         /*
4099                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
4100                          * that is going down. We were unable to free them,
4101                          * and offline_pages() function shouldn't call this
4102                          * callback. So, we must fail.
4103                          */
4104                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
4105
4106                         s->node[offline_node] = NULL;
4107                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4108                 }
4109         }
4110         mutex_unlock(&slab_mutex);
4111 }
4112
4113 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4114 {
4115         struct kmem_cache_node *n;
4116         struct kmem_cache *s;
4117         struct memory_notify *marg = arg;
4118         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4119         int ret = 0;
4120
4121         /*
4122          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4123          * already created. Nothing to do.
4124          */
4125         if (nid < 0)
4126                 return 0;
4127
4128         /*
4129          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4130          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4131          * online.
4132          */
4133         mutex_lock(&slab_mutex);
4134         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4135                 /*
4136                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4137                  *      since memory is not yet available from the node that
4138                  *      is brought up.
4139                  */
4140                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4141                 if (!n) {
4142                         ret = -ENOMEM;
4143                         goto out;
4144                 }
4145                 init_kmem_cache_node(n);
4146                 s->node[nid] = n;
4147         }
4148 out:
4149         mutex_unlock(&slab_mutex);
4150         return ret;
4151 }
4152
4153 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4154                                 unsigned long action, void *arg)
4155 {
4156         int ret = 0;
4157
4158         switch (action) {
4159         case MEM_GOING_ONLINE:
4160                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4161                 break;
4162         case MEM_GOING_OFFLINE:
4163                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4164                 break;
4165         case MEM_OFFLINE:
4166         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4167                 slab_mem_offline_callback(arg);
4168                 break;
4169         case MEM_ONLINE:
4170         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4171                 break;
4172         }
4173         if (ret)
4174                 ret = notifier_from_errno(ret);
4175         else
4176                 ret = NOTIFY_OK;
4177         return ret;
4178 }
4179
4180 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4181         .notifier_call = slab_memory_callback,
4182         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4183 };
4184
4185 /********************************************************************
4186  *                      Basic setup of slabs
4187  *******************************************************************/
4188
4189 /*
4190  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4191  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4192  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4193  */
4194
4195 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4196 {
4197         int node;
4198         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4199         struct kmem_cache_node *n;
4200
4201         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4202
4203         /*
4204          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4205          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4206          * IPIs around.
4207          */
4208         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4209         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4210                 struct page *p;
4211
4212                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
4213                         p->slab_cache = s;
4214
4215 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4216                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
4217                         p->slab_cache = s;
4218 #endif
4219         }
4220         slab_init_memcg_params(s);
4221         list_add(&s->list, &slab_caches);
4222         memcg_link_cache(s, NULL);
4223         return s;
4224 }
4225
4226 void __init kmem_cache_init(void)
4227 {
4228         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4229                 boot_kmem_cache_node;
4230
4231         if (debug_guardpage_minorder())
4232                 slub_max_order = 0;
4233
4234         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4235         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4236
4237         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4238                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4239
4240         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4241
4242         /* Able to allocate the per node structures */
4243         slab_state = PARTIAL;
4244
4245         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4246                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4247                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4248                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4249
4250         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4251         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4252
4253         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4254         setup_kmalloc_cache_index_table();
4255         create_kmalloc_caches(0);
4256
4257         /* Setup random freelists for each cache */
4258         init_freelist_randomization();
4259
4260         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4261                                   slub_cpu_dead);
4262
4263         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
4264                 cache_line_size(),
4265                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4266                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4267 }
4268
4269 void __init kmem_cache_init_late(void)
4270 {
4271 }
4272
4273 struct kmem_cache *
4274 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4275                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4276 {
4277         struct kmem_cache *s, *c;
4278
4279         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4280         if (s) {
4281                 s->refcount++;
4282
4283                 /*
4284                  * Adjust the object sizes so that we clear
4285                  * the complete object on kzalloc.
4286                  */
4287                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4288                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4289
4290                 for_each_memcg_cache(c, s) {
4291                         c->object_size = s->object_size;
4292                         c->inuse = max(c->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4293                 }
4294
4295                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4296                         s->refcount--;
4297                         s = NULL;
4298                 }
4299         }
4300
4301         return s;
4302 }
4303
4304 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4305 {
4306         int err;
4307
4308         err = kmem_cache_open(s, flags);
4309         if (err)
4310                 return err;
4311
4312         /* Mutex is not taken during early boot */
4313         if (slab_state <= UP)
4314                 return 0;
4315
4316         memcg_propagate_slab_attrs(s);
4317         err = sysfs_slab_add(s);
4318         if (err)
4319                 __kmem_cache_release(s);
4320
4321         return err;
4322 }
4323
4324 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4325 {
4326         struct kmem_cache *s;
4327         void *ret;
4328
4329         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4330                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4331
4332         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4333
4334         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4335                 return s;
4336
4337         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4338
4339         /* Honor the call site pointer we received. */
4340         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4341
4342         return ret;
4343 }
4344
4345 #ifdef CONFIG_NUMA
4346 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4347                                         int node, unsigned long caller)
4348 {
4349         struct kmem_cache *s;
4350         void *ret;
4351
4352         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4353                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4354
4355                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4356                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4357                                    gfpflags, node);
4358
4359                 return ret;
4360         }
4361
4362         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4363
4364         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4365                 return s;
4366
4367         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4368
4369         /* Honor the call site pointer we received. */
4370         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4371
4372         return ret;
4373 }
4374 #endif
4375
4376 #ifdef CONFIG_SYSFS
4377 static int count_inuse(struct page *page)
4378 {
4379         return page->inuse;
4380 }
4381
4382 static int count_total(struct page *page)
4383 {
4384         return page->objects;
4385 }
4386 #endif
4387
4388 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4389 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4390                                                 unsigned long *map)
4391 {
4392         void *p;
4393         void *addr = page_address(page);
4394
4395         if (!check_slab(s, page) ||
4396                         !on_freelist(s, page, NULL))
4397                 return 0;
4398
4399         /* Now we know that a valid freelist exists */
4400         bitmap_zero(map, page->objects);
4401
4402         get_map(s, page, map);
4403         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4404                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4405                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4406                                 return 0;
4407         }
4408
4409         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4410                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4411                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4412                                 return 0;
4413         return 1;
4414 }
4415
4416 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4417                                                 unsigned long *map)
4418 {
4419         slab_lock(page);
4420         validate_slab(s, page, map);
4421         slab_unlock(page);
4422 }
4423
4424 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4425                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4426 {
4427         unsigned long count = 0;
4428         struct page *page;
4429         unsigned long flags;
4430
4431         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4432
4433         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list) {
4434                 validate_slab_slab(s, page, map);
4435                 count++;
4436         }
4437         if (count != n->nr_partial)
4438                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4439                        s->name, count, n->nr_partial);
4440
4441         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4442                 goto out;
4443
4444         list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list) {
4445                 validate_slab_slab(s, page, map);
4446                 count++;
4447         }
4448         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4449                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4450                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4451
4452 out:
4453         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4454         return count;
4455 }
4456
4457 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4458 {
4459         int node;
4460         unsigned long count = 0;
4461         struct kmem_cache_node *n;
4462         unsigned long *map = bitmap_alloc(oo_objects(s->max), GFP_KERNEL);
4463
4464         if (!map)
4465                 return -ENOMEM;
4466
4467         flush_all(s);
4468         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4469                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4470         bitmap_free(map);
4471         return count;
4472 }
4473 /*
4474  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4475  * and freed.
4476  */
4477
4478 struct location {
4479         unsigned long count;
4480         unsigned long addr;
4481         long long sum_time;
4482         long min_time;
4483         long max_time;
4484         long min_pid;
4485         long max_pid;
4486         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4487         nodemask_t nodes;
4488 };
4489
4490 struct loc_track {
4491         unsigned long max;
4492         unsigned long count;
4493         struct location *loc;
4494 };
4495
4496 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4497 {
4498         if (t->max)
4499                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4500                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4501 }
4502
4503 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4504 {
4505         struct location *l;
4506         int order;
4507
4508         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4509
4510         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4511         if (!l)
4512                 return 0;
4513
4514         if (t->count) {
4515                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4516                 free_loc_track(t);
4517         }
4518         t->max = max;
4519         t->loc = l;
4520         return 1;
4521 }
4522
4523 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4524                                 const struct track *track)
4525 {
4526         long start, end, pos;
4527         struct location *l;
4528         unsigned long caddr;
4529         unsigned long age = jiffies - track->when;
4530
4531         start = -1;
4532         end = t->count;
4533
4534         for ( ; ; ) {
4535                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4536
4537                 /*
4538                  * There is nothing at "end". If we end up there
4539                  * we need to add something to before end.
4540                  */
4541                 if (pos == end)
4542                         break;
4543
4544                 caddr = t->loc[pos].addr;
4545                 if (track->addr == caddr) {
4546
4547                         l = &t->loc[pos];
4548                         l->count++;
4549                         if (track->when) {
4550                                 l->sum_time += age;
4551                                 if (age < l->min_time)
4552                                         l->min_time = age;
4553                                 if (age > l->max_time)
4554                                         l->max_time = age;
4555
4556                                 if (track->pid < l->min_pid)
4557                                         l->min_pid = track->pid;
4558                                 if (track->pid > l->max_pid)
4559                                         l->max_pid = track->pid;
4560
4561                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4562                                                 to_cpumask(l->cpus));
4563                         }
4564                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4565                         return 1;
4566                 }
4567
4568                 if (track->addr < caddr)
4569                         end = pos;
4570                 else
4571                         start = pos;
4572         }
4573
4574         /*
4575          * Not found. Insert new tracking element.
4576          */
4577         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4578                 return 0;
4579
4580         l = t->loc + pos;
4581         if (pos < t->count)
4582                 memmove(l + 1, l,
4583                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4584         t->count++;
4585         l->count = 1;
4586         l->addr = track->addr;
4587         l->sum_time = age;
4588         l->min_time = age;
4589         l->max_time = age;
4590         l->min_pid = track->pid;
4591         l->max_pid = track->pid;
4592         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4593         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4594         nodes_clear(l->nodes);
4595         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4596         return 1;
4597 }
4598
4599 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4600                 struct page *page, enum track_item alloc,
4601                 unsigned long *map)
4602 {
4603         void *addr = page_address(page);
4604         void *p;
4605
4606         bitmap_zero(map, page->objects);
4607         get_map(s, page, map);
4608
4609         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4610                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4611                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4612 }
4613
4614 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4615                                         enum track_item alloc)
4616 {
4617         int len = 0;
4618         unsigned long i;
4619         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4620         int node;
4621         struct kmem_cache_node *n;
4622         unsigned long *map = bitmap_alloc(oo_objects(s->max), GFP_KERNEL);
4623
4624         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4625                                      GFP_KERNEL)) {
4626                 bitmap_free(map);
4627                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4628         }
4629         /* Push back cpu slabs */
4630         flush_all(s);
4631
4632         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4633                 unsigned long flags;
4634                 struct page *page;
4635
4636                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4637                         continue;
4638
4639                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4640                 list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
4641                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4642                 list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list)
4643                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4644                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4645         }
4646
4647         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4648                 struct location *l = &t.loc[i];
4649
4650                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4651                         break;
4652                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4653
4654                 if (l->addr)
4655                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4656                 else
4657                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4658
4659                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4660                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4661                                 l->min_time,
4662                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4663                                 l->max_time);
4664                 } else
4665                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4666                                 l->min_time);
4667
4668                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4669                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4670                                 l->min_pid, l->max_pid);
4671                 else
4672                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4673                                 l->min_pid);
4674
4675                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4676                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4677                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4678                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4679                                          " cpus=%*pbl",
4680                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4681
4682                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4683                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4684                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4685                                          " nodes=%*pbl",
4686                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4687
4688                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4689         }
4690
4691         free_loc_track(&t);
4692         bitmap_free(map);
4693         if (!t.count)
4694                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4695         return len;
4696 }
4697 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4698
4699 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4700 static void __init resiliency_test(void)
4701 {
4702         u8 *p;
4703         int type = KMALLOC_NORMAL;
4704
4705         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4706
4707         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4708         pr_err("-----------------------\n");
4709         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4710
4711         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4712         p[16] = 0x12;
4713         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4714                p + 16);
4715
4716         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][4]);
4717
4718         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4719         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4720         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4721         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4722                p);
4723         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4724
4725         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][5]);
4726         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4727         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4728         *p = 0x56;
4729         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4730                p);
4731         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4732         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][6]);
4733
4734         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4735         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4736         kfree(p);
4737         *p = 0x78;
4738         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4739         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][7]);
4740
4741         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4742         kfree(p);
4743         p[50] = 0x9a;
4744         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4745         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][8]);
4746
4747         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4748         kfree(p);
4749         p[512] = 0xab;
4750         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4751         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][9]);
4752 }
4753 #else
4754 #ifdef CONFIG_SYSFS
4755 static void resiliency_test(void) {};
4756 #endif
4757 #endif  /* SLUB_RESILIENCY_TEST */
4758
4759 #ifdef CONFIG_SYSFS
4760 enum slab_stat_type {
4761         SL_ALL,                 /* All slabs */
4762         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4763         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4764         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4765         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4766 };
4767
4768 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4769 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4770 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4771 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4772 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4773
4774 #ifdef CONFIG_MEMCG
4775 static bool memcg_sysfs_enabled = IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_MEMCG_SYSFS_ON);
4776
4777 static int __init setup_slub_memcg_sysfs(char *str)
4778 {
4779         int v;
4780
4781         if (get_option(&str, &v) > 0)
4782                 memcg_sysfs_enabled = v;
4783
4784         return 1;
4785 }
4786
4787 __setup("slub_memcg_sysfs=", setup_slub_memcg_sysfs);
4788 #endif
4789
4790 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4791                             char *buf, unsigned long flags)
4792 {
4793         unsigned long total = 0;
4794         int node;
4795         int x;
4796         unsigned long *nodes;
4797
4798         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4799         if (!nodes)
4800                 return -ENOMEM;
4801
4802         if (flags & SO_CPU) {
4803                 int cpu;
4804
4805                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4806                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4807                                                                cpu);
4808                         int node;
4809                         struct page *page;
4810
4811                         page = READ_ONCE(c->page);
4812                         if (!page)
4813                                 continue;
4814
4815                         node = page_to_nid(page);
4816                         if (flags & SO_TOTAL)
4817                                 x = page->objects;
4818                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4819                                 x = page->inuse;
4820                         else
4821                                 x = 1;
4822
4823                         total += x;
4824                         nodes[node] += x;
4825
4826                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4827                         if (page) {
4828                                 node = page_to_nid(page);
4829                                 if (flags & SO_TOTAL)
4830                                         WARN_ON_ONCE(1);
4831                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4832                                         WARN_ON_ONCE(1);
4833                                 else
4834                                         x = page->pages;
4835                                 total += x;
4836                                 nodes[node] += x;
4837                         }
4838                 }
4839         }
4840
4841         get_online_mems();
4842 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4843         if (flags & SO_ALL) {
4844                 struct kmem_cache_node *n;
4845
4846                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4847
4848                         if (flags & SO_TOTAL)
4849                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4850                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4851                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4852                                         count_partial(n, count_free);
4853                         else
4854                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4855                         total += x;
4856                         nodes[node] += x;
4857                 }
4858
4859         } else
4860 #endif
4861         if (flags & SO_PARTIAL) {
4862                 struct kmem_cache_node *n;
4863
4864                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4865                         if (flags & SO_TOTAL)
4866                                 x = count_partial(n, count_total);
4867                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4868                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4869                         else
4870                                 x = n->nr_partial;
4871                         total += x;
4872                         nodes[node] += x;
4873                 }
4874         }
4875         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4876 #ifdef CONFIG_NUMA
4877         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4878                 if (nodes[node])
4879                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4880                                         node, nodes[node]);
4881 #endif
4882         put_online_mems();
4883         kfree(nodes);
4884         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4885 }
4886
4887 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4888 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4889 {
4890         int node;
4891         struct kmem_cache_node *n;
4892
4893         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4894                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4895                         return 1;
4896
4897         return 0;
4898 }
4899 #endif
4900
4901 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4902 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4903
4904 struct slab_attribute {
4905         struct attribute attr;
4906         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4907         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4908 };
4909
4910 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4911         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4912         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4913
4914 #define SLAB_ATTR(_name) \
4915         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4916         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4917
4918 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4919 {
4920         return sprintf(buf, "%u\n", s->size);
4921 }
4922 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4923
4924 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4925 {
4926         return sprintf(buf, "%u\n", s->align);
4927 }
4928 SLAB_ATTR_RO(align);
4929
4930 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4931 {
4932         return sprintf(buf, "%u\n", s->object_size);
4933 }
4934 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4935
4936 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4937 {
4938         return sprintf(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
4939 }
4940 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4941
4942 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4943                                 const char *buf, size_t length)
4944 {
4945         unsigned int order;
4946         int err;
4947
4948         err = kstrtouint(buf, 10, &order);
4949         if (err)
4950                 return err;
4951
4952         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4953                 return -EINVAL;
4954
4955         calculate_sizes(s, order);
4956         return length;
4957 }
4958
4959 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4960 {
4961         return sprintf(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
4962 }
4963 SLAB_ATTR(order);
4964
4965 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4966 {
4967         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4968 }
4969
4970 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4971                                  size_t length)
4972 {
4973         unsigned long min;
4974         int err;
4975
4976         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4977         if (err)
4978                 return err;
4979
4980         set_min_partial(s, min);
4981         return length;
4982 }
4983 SLAB_ATTR(min_partial);
4984
4985 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4986 {
4987         return sprintf(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
4988 }
4989
4990 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4991                                  size_t length)
4992 {
4993         unsigned int objects;
4994         int err;
4995
4996         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
4997         if (err)
4998                 return err;
4999         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5000                 return -EINVAL;
5001
5002         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5003         flush_all(s);
5004         return length;
5005 }
5006 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5007
5008 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5009 {
5010         if (!s->ctor)
5011                 return 0;
5012         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
5013 }
5014 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5015
5016 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5017 {
5018         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5019 }
5020 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5021
5022 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5023 {
5024         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5025 }
5026 SLAB_ATTR_RO(partial);
5027
5028 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5029 {
5030         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5031 }
5032 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5033
5034 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5035 {
5036         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5037 }
5038 SLAB_ATTR_RO(objects);
5039
5040 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5041 {
5042         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5043 }
5044 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5045
5046 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5047 {
5048         int objects = 0;
5049         int pages = 0;
5050         int cpu;
5051         int len;
5052
5053         for_each_online_cpu(cpu) {
5054                 struct page *page;
5055
5056                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5057
5058                 if (page) {
5059                         pages += page->pages;
5060                         objects += page->pobjects;
5061                 }
5062         }
5063
5064         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
5065
5066 #ifdef CONFIG_SMP
5067         for_each_online_cpu(cpu) {
5068                 struct page *page;
5069
5070                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5071
5072                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
5073                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
5074                                 page->pobjects, page->pages);
5075         }
5076 #endif
5077         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5078 }
5079 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5080
5081 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5082 {
5083         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5084 }
5085
5086 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
5087                                 const char *buf, size_t length)
5088 {
5089         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5090         if (buf[0] == '1')
5091                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5092         return length;
5093 }
5094 SLAB_ATTR(reclaim_account);
5095
5096 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5097 {
5098         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5099 }
5100 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5101
5102 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5103 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5104 {
5105         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5106 }
5107 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5108 #endif
5109
5110 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5111 {
5112         return sprintf(buf, "%u\n", s->usersize);
5113 }
5114 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5115
5116 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5117 {
5118         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5119 }
5120 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5121
5122 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5123 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5124 {
5125         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5126 }
5127 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5128
5129 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5130 {
5131         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5132 }
5133 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5134
5135 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5136 {
5137         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5138 }
5139
5140 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
5141                                 const char *buf, size_t length)
5142 {
5143         s->flags &= ~SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5144         if (buf[0] == '1') {
5145                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5146                 s->flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5147         }
5148         return length;
5149 }
5150 SLAB_ATTR(sanity_checks);
5151
5152 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5153 {
5154         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5155 }
5156
5157 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5158                                                         size_t length)
5159 {
5160         /*
5161          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
5162          * as well as cause other issues like converting a mergeable
5163          * cache into an umergeable one.
5164          */
5165         if (s->refcount > 1)
5166                 return -EINVAL;
5167
5168         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
5169         if (buf[0] == '1') {
5170                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5171                 s->flags |= SLAB_TRACE;
5172         }
5173         return length;
5174 }
5175 SLAB_ATTR(trace);
5176
5177 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5178 {
5179         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5180 }
5181
5182 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
5183                                 const char *buf, size_t length)
5184 {
5185         if (any_slab_objects(s))
5186                 return -EBUSY;
5187
5188         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
5189         if (buf[0] == '1') {
5190                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
5191         }
5192         calculate_sizes(s, -1);
5193         return length;
5194 }
5195 SLAB_ATTR(red_zone);
5196
5197 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5198 {
5199         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5200 }
5201
5202 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
5203                                 const char *buf, size_t length)
5204 {
5205         if (any_slab_objects(s))
5206                 return -EBUSY;
5207
5208         s->flags &= ~SLAB_POISON;
5209         if (buf[0] == '1') {
5210                 s->flags |= SLAB_POISON;
5211         }
5212         calculate_sizes(s, -1);
5213         return length;
5214 }
5215 SLAB_ATTR(poison);
5216
5217 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5218 {
5219         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5220 }
5221
5222 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
5223                                 const char *buf, size_t length)
5224 {
5225         if (any_slab_objects(s))
5226                 return -EBUSY;
5227
5228         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
5229         if (buf[0] == '1') {
5230                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5231                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
5232         }
5233         calculate_sizes(s, -1);
5234         return length;
5235 }
5236 SLAB_ATTR(store_user);
5237
5238 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5239 {
5240         return 0;
5241 }
5242
5243 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5244                         const char *buf, size_t length)
5245 {
5246         int ret = -EINVAL;
5247
5248         if (buf[0] == '1') {
5249                 ret = validate_slab_cache(s);
5250                 if (ret >= 0)
5251                         ret = length;
5252         }
5253         return ret;
5254 }
5255 SLAB_ATTR(validate);
5256
5257 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5258 {
5259         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5260                 return -ENOSYS;
5261         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5262 }
5263 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5264
5265 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5266 {
5267         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5268                 return -ENOSYS;
5269         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5270 }
5271 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5272 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5273
5274 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5275 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5276 {
5277         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5278 }
5279
5280 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5281                                                         size_t length)
5282 {
5283         if (s->refcount > 1)
5284                 return -EINVAL;
5285
5286         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
5287         if (buf[0] == '1')
5288                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
5289         return length;
5290 }
5291 SLAB_ATTR(failslab);
5292 #endif
5293
5294 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5295 {
5296         return 0;
5297 }
5298
5299 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5300                         const char *buf, size_t length)
5301 {
5302         if (buf[0] == '1')
5303                 kmem_cache_shrink_all(s);
5304         else
5305                 return -EINVAL;
5306         return length;
5307 }
5308 SLAB_ATTR(shrink);
5309
5310 #ifdef CONFIG_NUMA
5311 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5312 {
5313         return sprintf(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5314 }
5315
5316 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5317                                 const char *buf, size_t length)
5318 {
5319         unsigned int ratio;
5320         int err;
5321
5322         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5323         if (err)
5324                 return err;
5325         if (ratio > 100)
5326                 return -ERANGE;
5327
5328         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5329
5330         return length;
5331 }
5332 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5333 #endif
5334
5335 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5336 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5337 {
5338         unsigned long sum  = 0;
5339         int cpu;
5340         int len;
5341         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5342
5343         if (!data)
5344                 return -ENOMEM;
5345
5346         for_each_online_cpu(cpu) {
5347                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5348
5349                 data[cpu] = x;
5350                 sum += x;
5351         }
5352
5353         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5354
5355 #ifdef CONFIG_SMP
5356         for_each_online_cpu(cpu) {
5357                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5358                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5359         }
5360 #endif
5361         kfree(data);
5362         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5363 }
5364
5365 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5366 {
5367         int cpu;
5368
5369         for_each_online_cpu(cpu)
5370                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5371 }
5372
5373 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5374 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5375 {                                                               \
5376         return show_stat(s, buf, si);                           \
5377 }                                                               \
5378 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5379                                 const char *buf, size_t length) \
5380 {                                                               \
5381         if (buf[0] != '0')                                      \
5382                 return -EINVAL;                                 \
5383         clear_stat(s, si);                                      \
5384         return length;                                          \
5385 }                                                               \
5386 SLAB_ATTR(text);                                                \
5387
5388 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5389 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5390 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5391 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5392 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5393 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5394 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5395 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5396 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5397 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5398 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5399 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5400 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5401 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5402 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5403 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5404 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5405 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5406 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5407 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5408 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5409 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5410 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5411 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5412 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5413 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5414 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
5415
5416 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5417         &slab_size_attr.attr,
5418         &object_size_attr.attr,
5419         &objs_per_slab_attr.attr,
5420         &order_attr.attr,
5421         &min_partial_attr.attr,
5422         &cpu_partial_attr.attr,
5423         &objects_attr.attr,
5424         &objects_partial_attr.attr,
5425         &partial_attr.attr,
5426         &cpu_slabs_attr.attr,
5427         &ctor_attr.attr,
5428         &aliases_attr.attr,
5429         &align_attr.attr,
5430         &hwcache_align_attr.attr,
5431         &reclaim_account_attr.attr,
5432         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5433         &shrink_attr.attr,
5434         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5435 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5436         &total_objects_attr.attr,
5437         &slabs_attr.attr,
5438         &sanity_checks_attr.attr,
5439         &trace_attr.attr,
5440         &red_zone_attr.attr,
5441         &poison_attr.attr,
5442         &store_user_attr.attr,
5443         &validate_attr.attr,
5444         &alloc_calls_attr.attr,
5445         &free_calls_attr.attr,
5446 #endif
5447 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5448         &cache_dma_attr.attr,
5449 #endif
5450 #ifdef CONFIG_NUMA
5451         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5452 #endif
5453 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5454         &alloc_fastpath_attr.attr,
5455         &alloc_slowpath_attr.attr,
5456         &free_fastpath_attr.attr,
5457         &free_slowpath_attr.attr,
5458         &free_frozen_attr.attr,
5459         &free_add_partial_attr.attr,
5460         &free_remove_partial_attr.attr,
5461         &alloc_from_partial_attr.attr,
5462         &alloc_slab_attr.attr,
5463         &alloc_refill_attr.attr,
5464         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5465         &free_slab_attr.attr,
5466         &cpuslab_flush_attr.attr,
5467         &deactivate_full_attr.attr,
5468         &deactivate_empty_attr.attr,
5469         &deactivate_to_head_attr.attr,
5470         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5471         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5472         &deactivate_bypass_attr.attr,
5473         &order_fallback_attr.attr,
5474         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5475         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5476         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5477         &cpu_partial_free_attr.attr,
5478         &cpu_partial_node_attr.attr,
5479         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5480 #endif
5481 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5482         &failslab_attr.attr,
5483 #endif
5484         &usersize_attr.attr,
5485
5486         NULL
5487 };
5488
5489 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5490         .attrs = slab_attrs,
5491 };
5492
5493 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5494                                 struct attribute *attr,
5495                                 char *buf)
5496 {
5497         struct slab_attribute *attribute;
5498         struct kmem_cache *s;
5499         int err;
5500
5501         attribute = to_slab_attr(attr);
5502         s = to_slab(kobj);
5503
5504         if (!attribute->show)
5505                 return -EIO;
5506
5507         err = attribute->show(s, buf);
5508
5509         return err;
5510 }
5511
5512 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5513                                 struct attribute *attr,
5514                                 const char *buf, size_t len)
5515 {
5516         struct slab_attribute *attribute;
5517         struct kmem_cache *s;
5518         int err;
5519
5520         attribute = to_slab_attr(attr);
5521         s = to_slab(kobj);
5522
5523         if (!attribute->store)
5524                 return -EIO;
5525
5526         err = attribute->store(s, buf, len);
5527 #ifdef CONFIG_MEMCG
5528         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5529                 struct kmem_cache *c;
5530
5531                 mutex_lock(&slab_mutex);
5532                 if (s->max_attr_size < len)
5533                         s->max_attr_size = len;
5534
5535                 /*
5536                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5537                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5538                  * basically because not all attributes will have a well
5539                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5540                  * have permanent effects.
5541                  *
5542                  * Returning the error value of any of the children that fail
5543                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5544                  * error code won't be able to know anything about the state of
5545                  * the cache.
5546                  *
5547                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5548                  * has well defined semantics. The cache being written to
5549                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5550                  * through the descendants with best-effort propagation.
5551                  */
5552                 for_each_memcg_cache(c, s)
5553                         attribute->store(c, buf, len);
5554                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5555         }
5556 #endif
5557         return err;
5558 }
5559
5560 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5561 {
5562 #ifdef CONFIG_MEMCG
5563         int i;
5564         char *buffer = NULL;
5565         struct kmem_cache *root_cache;
5566
5567         if (is_root_cache(s))
5568                 return;
5569
5570         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5571
5572         /*
5573          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5574          * in copying default values around
5575          */
5576         if (!root_cache->max_attr_size)
5577                 return;
5578
5579         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5580                 char mbuf[64];
5581                 char *buf;
5582                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5583                 ssize_t len;
5584
5585                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5586                         continue;
5587
5588                 /*
5589                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5590                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5591                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5592                  *
5593                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5594                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5595                  * theoretically happen.
5596                  */
5597                 if (buffer)
5598                         buf = buffer;
5599                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5600                         buf = mbuf;
5601                 else {
5602                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5603                         if (WARN_ON(!buffer))
5604                                 continue;
5605                         buf = buffer;
5606                 }
5607
5608                 len = attr->show(root_cache, buf);
5609                 if (len > 0)
5610                         attr->store(s, buf, len);
5611         }
5612
5613         if (buffer)
5614                 free_page((unsigned long)buffer);
5615 #endif  /* CONFIG_MEMCG */
5616 }
5617
5618 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5619 {
5620         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5621 }
5622
5623 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5624         .show = slab_attr_show,
5625         .store = slab_attr_store,
5626 };
5627
5628 static struct kobj_type slab_ktype = {
5629         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5630         .release = kmem_cache_release,
5631 };
5632
5633 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5634 {
5635         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5636
5637         if (ktype == &slab_ktype)
5638                 return 1;
5639         return 0;
5640 }
5641
5642 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5643         .filter = uevent_filter,
5644 };
5645
5646 static struct kset *slab_kset;
5647
5648 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5649 {
5650 #ifdef CONFIG_MEMCG
5651         if (!is_root_cache(s))
5652                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5653 #endif
5654         return slab_kset;
5655 }
5656
5657 #define ID_STR_LENGTH 64
5658
5659 /* Create a unique string id for a slab cache:
5660  *
5661  * Format       :[flags-]size
5662  */
5663 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5664 {
5665         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5666         char *p = name;
5667
5668         BUG_ON(!name);
5669
5670         *p++ = ':';
5671         /*
5672          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5673          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5674          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5675          * are matched during merging to guarantee that the id is
5676          * unique.
5677          */
5678         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5679                 *p++ = 'd';
5680         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5681                 *p++ = 'D';
5682         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5683                 *p++ = 'a';
5684         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5685                 *p++ = 'F';
5686         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5687                 *p++ = 'A';
5688         if (p != name + 1)
5689                 *p++ = '-';
5690         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5691
5692         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5693         return name;
5694 }
5695
5696 static void sysfs_slab_remove_workfn(struct work_struct *work)
5697 {
5698         struct kmem_cache *s =
5699                 container_of(work, struct kmem_cache, kobj_remove_work);
5700
5701         if (!s->kobj.state_in_sysfs)
5702                 /*
5703                  * For a memcg cache, this may be called during
5704                  * deactivation and again on shutdown.  Remove only once.
5705                  * A cache is never shut down before deactivation is
5706                  * complete, so no need to worry about synchronization.
5707                  */
5708                 goto out;
5709
5710 #ifdef CONFIG_MEMCG
5711         kset_unregister(s->memcg_kset);
5712 #endif
5713         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5714 out:
5715         kobject_put(&s->kobj);
5716 }
5717
5718 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5719 {
5720         int err;
5721         const char *name;
5722         struct kset *kset = cache_kset(s);
5723         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5724
5725         INIT_WORK(&s->kobj_remove_work, sysfs_slab_remove_workfn);
5726
5727         if (!kset) {
5728                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5729                 return 0;
5730         }
5731
5732         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5733                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5734                 unmergeable = 1;
5735
5736         if (unmergeable) {
5737                 /*
5738                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5739                  * This is typically the case for debug situations. In that
5740                  * case we can catch duplicate names easily.
5741                  */
5742                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5743                 name = s->name;
5744         } else {
5745                 /*
5746                  * Create a unique name for the slab as a target
5747                  * for the symlinks.
5748                  */
5749                 name = create_unique_id(s);
5750         }
5751
5752         s->kobj.kset = kset;
5753         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5754         if (err)
5755                 goto out;
5756
5757         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5758         if (err)
5759                 goto out_del_kobj;
5760
5761 #ifdef CONFIG_MEMCG
5762         if (is_root_cache(s) && memcg_sysfs_enabled) {
5763                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5764                 if (!s->memcg_kset) {
5765                         err = -ENOMEM;
5766                         goto out_del_kobj;
5767                 }
5768         }
5769 #endif
5770
5771         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5772         if (!unmergeable) {
5773                 /* Setup first alias */
5774                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5775         }
5776 out:
5777         if (!unmergeable)
5778                 kfree(name);
5779         return err;
5780 out_del_kobj:
5781         kobject_del(&s->kobj);
5782         goto out;
5783 }
5784
5785 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5786 {
5787         if (slab_state < FULL)
5788                 /*
5789                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5790                  * cache from sysfs.
5791                  */
5792                 return;
5793
5794         kobject_get(&s->kobj);
5795         schedule_work(&s->kobj_remove_work);
5796 }
5797
5798 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5799 {
5800         if (slab_state >= FULL)
5801                 kobject_del(&s->kobj);
5802 }
5803
5804 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5805 {
5806         if (slab_state >= FULL)
5807                 kobject_put(&s->kobj);
5808 }
5809
5810 /*
5811  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5812  * available lest we lose that information.
5813  */
5814 struct saved_alias {
5815         struct kmem_cache *s;
5816         const char *name;
5817         struct saved_alias *next;
5818 };
5819
5820 static struct saved_alias *alias_list;
5821
5822 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5823 {
5824         struct saved_alias *al;
5825
5826         if (slab_state == FULL) {
5827                 /*
5828                  * If we have a leftover link then remove it.
5829                  */
5830                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5831                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5832         }
5833
5834         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5835         if (!al)
5836                 return -ENOMEM;
5837
5838         al->s = s;
5839         al->name = name;
5840         al->next = alias_list;
5841         alias_list = al;
5842         return 0;
5843 }
5844
5845 static int __init slab_sysfs_init(void)
5846 {
5847         struct kmem_cache *s;
5848         int err;
5849
5850         mutex_lock(&slab_mutex);
5851
5852         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5853         if (!slab_kset) {
5854                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5855                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5856                 return -ENOSYS;
5857         }
5858
5859         slab_state = FULL;
5860
5861         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5862                 err = sysfs_slab_add(s);
5863                 if (err)
5864                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5865                                s->name);
5866         }
5867
5868         while (alias_list) {
5869                 struct saved_alias *al = alias_list;
5870
5871                 alias_list = alias_list->next;
5872                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5873                 if (err)
5874                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5875                                al->name);
5876                 kfree(al);
5877         }
5878
5879         mutex_unlock(&slab_mutex);
5880         resiliency_test();
5881         return 0;
5882 }
5883
5884 __initcall(slab_sysfs_init);
5885 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5886
5887 /*
5888  * The /proc/slabinfo ABI
5889  */
5890 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5891 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5892 {
5893         unsigned long nr_slabs = 0;
5894         unsigned long nr_objs = 0;
5895         unsigned long nr_free = 0;
5896         int node;
5897         struct kmem_cache_node *n;
5898
5899         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5900                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5901                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5902                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5903         }
5904
5905         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5906         sinfo->num_objs = nr_objs;
5907         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5908         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5909         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5910         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5911 }
5912
5913 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5914 {
5915 }
5916
5917 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5918                        size_t count, loff_t *ppos)
5919 {
5920         return -EIO;
5921 }
5922 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */