drm/amdgpu/powerplay/smu7: fix AVFS handling with custom powerplay table
[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  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
2676  * zeroing out freelist pointer.
2677  */
2678 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
2679                                                    void *obj)
2680 {
2681         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj)
2682                 memset((void *)((char *)obj + s->offset), 0, sizeof(void *));
2683 }
2684
2685 /*
2686  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2687  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2688  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2689  *
2690  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2691  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2692  *
2693  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2694  */
2695 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2696                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2697 {
2698         void *object;
2699         struct kmem_cache_cpu *c;
2700         struct page *page;
2701         unsigned long tid;
2702
2703         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2704         if (!s)
2705                 return NULL;
2706 redo:
2707         /*
2708          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2709          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2710          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2711          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2712          *
2713          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2714          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2715          * to check if it is matched or not.
2716          */
2717         do {
2718                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2719                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2720         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2721                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2722
2723         /*
2724          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2725          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2726          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2727          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2728          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2729          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2730          */
2731         barrier();
2732
2733         /*
2734          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2735          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2736          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2737          * linked list in between.
2738          */
2739
2740         object = c->freelist;
2741         page = c->page;
2742         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2743                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2744                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2745         } else {
2746                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2747
2748                 /*
2749                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2750                  * operation and if we are on the right processor.
2751                  *
2752                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2753                  * semantics!)
2754                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2755                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2756                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2757                  *
2758                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2759                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2760                  * other cpus.
2761                  */
2762                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2763                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2764                                 object, tid,
2765                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2766
2767                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2768                         goto redo;
2769                 }
2770                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2771                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2772         }
2773
2774         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
2775
2776         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s)) && object)
2777                 memset(object, 0, s->object_size);
2778
2779         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2780
2781         return object;
2782 }
2783
2784 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2785                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2786 {
2787         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2788 }
2789
2790 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2791 {
2792         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2793
2794         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2795                                 s->size, gfpflags);
2796
2797         return ret;
2798 }
2799 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2800
2801 #ifdef CONFIG_TRACING
2802 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2803 {
2804         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2805         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2806         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2807         return ret;
2808 }
2809 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2810 #endif
2811
2812 #ifdef CONFIG_NUMA
2813 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2814 {
2815         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2816
2817         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2818                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2819
2820         return ret;
2821 }
2822 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2823
2824 #ifdef CONFIG_TRACING
2825 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2826                                     gfp_t gfpflags,
2827                                     int node, size_t size)
2828 {
2829         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2830
2831         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2832                            size, s->size, gfpflags, node);
2833
2834         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2835         return ret;
2836 }
2837 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2838 #endif
2839 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2840
2841 /*
2842  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2843  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2844  *
2845  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2846  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2847  * handling required then we can return immediately.
2848  */
2849 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2850                         void *head, void *tail, int cnt,
2851                         unsigned long addr)
2852
2853 {
2854         void *prior;
2855         int was_frozen;
2856         struct page new;
2857         unsigned long counters;
2858         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2859         unsigned long uninitialized_var(flags);
2860
2861         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2862
2863         if (kmem_cache_debug(s) &&
2864             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2865                 return;
2866
2867         do {
2868                 if (unlikely(n)) {
2869                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2870                         n = NULL;
2871                 }
2872                 prior = page->freelist;
2873                 counters = page->counters;
2874                 set_freepointer(s, tail, prior);
2875                 new.counters = counters;
2876                 was_frozen = new.frozen;
2877                 new.inuse -= cnt;
2878                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2879
2880                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2881
2882                                 /*
2883                                  * Slab was on no list before and will be
2884                                  * partially empty
2885                                  * We can defer the list move and instead
2886                                  * freeze it.
2887                                  */
2888                                 new.frozen = 1;
2889
2890                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2891
2892                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2893                                 /*
2894                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2895                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2896                                  * drop the list_lock without any processing.
2897                                  *
2898                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2899                                  * other processors updating the list of slabs.
2900                                  */
2901                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2902
2903                         }
2904                 }
2905
2906         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2907                 prior, counters,
2908                 head, new.counters,
2909                 "__slab_free"));
2910
2911         if (likely(!n)) {
2912
2913                 /*
2914                  * If we just froze the page then put it onto the
2915                  * per cpu partial list.
2916                  */
2917                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2918                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2919                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2920                 }
2921                 /*
2922                  * The list lock was not taken therefore no list
2923                  * activity can be necessary.
2924                  */
2925                 if (was_frozen)
2926                         stat(s, FREE_FROZEN);
2927                 return;
2928         }
2929
2930         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2931                 goto slab_empty;
2932
2933         /*
2934          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2935          * then add it.
2936          */
2937         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2938                 remove_full(s, n, page);
2939                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2940                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2941         }
2942         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2943         return;
2944
2945 slab_empty:
2946         if (prior) {
2947                 /*
2948                  * Slab on the partial list.
2949                  */
2950                 remove_partial(n, page);
2951                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2952         } else {
2953                 /* Slab must be on the full list */
2954                 remove_full(s, n, page);
2955         }
2956
2957         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2958         stat(s, FREE_SLAB);
2959         discard_slab(s, page);
2960 }
2961
2962 /*
2963  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2964  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2965  *
2966  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2967  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2968  * the item before.
2969  *
2970  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2971  * with all sorts of special processing.
2972  *
2973  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2974  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2975  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2976  */
2977 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
2978                                 struct page *page, void *head, void *tail,
2979                                 int cnt, unsigned long addr)
2980 {
2981         void *tail_obj = tail ? : head;
2982         struct kmem_cache_cpu *c;
2983         unsigned long tid;
2984 redo:
2985         /*
2986          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2987          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2988          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2989          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2990          */
2991         do {
2992                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2993                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2994         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2995                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2996
2997         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2998         barrier();
2999
3000         if (likely(page == c->page)) {
3001                 set_freepointer(s, tail_obj, c->freelist);
3002
3003                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
3004                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
3005                                 c->freelist, tid,
3006                                 head, next_tid(tid)))) {
3007
3008                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
3009                         goto redo;
3010                 }
3011                 stat(s, FREE_FASTPATH);
3012         } else
3013                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
3014
3015 }
3016
3017 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3018                                       void *head, void *tail, int cnt,
3019                                       unsigned long addr)
3020 {
3021         /*
3022          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
3023          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
3024          */
3025         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
3026                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
3027 }
3028
3029 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
3030 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3031 {
3032         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3033 }
3034 #endif
3035
3036 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3037 {
3038         s = cache_from_obj(s, x);
3039         if (!s)
3040                 return;
3041         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3042         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
3043 }
3044 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3045
3046 struct detached_freelist {
3047         struct page *page;
3048         void *tail;
3049         void *freelist;
3050         int cnt;
3051         struct kmem_cache *s;
3052 };
3053
3054 /*
3055  * This function progressively scans the array with free objects (with
3056  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3057  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3058  * page/objects.  This can happen without any need for
3059  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3060  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3061  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3062  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3063  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3064  * to performance reasons.
3065  */
3066 static inline
3067 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3068                             void **p, struct detached_freelist *df)
3069 {
3070         size_t first_skipped_index = 0;
3071         int lookahead = 3;
3072         void *object;
3073         struct page *page;
3074
3075         /* Always re-init detached_freelist */
3076         df->page = NULL;
3077
3078         do {
3079                 object = p[--size];
3080                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3081         } while (!object && size);
3082
3083         if (!object)
3084                 return 0;
3085
3086         page = virt_to_head_page(object);
3087         if (!s) {
3088                 /* Handle kalloc'ed objects */
3089                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3090                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3091                         kfree_hook(object);
3092                         __free_pages(page, compound_order(page));
3093                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3094                         return size;
3095                 }
3096                 /* Derive kmem_cache from object */
3097                 df->s = page->slab_cache;
3098         } else {
3099                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3100         }
3101
3102         /* Start new detached freelist */
3103         df->page = page;
3104         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3105         df->tail = object;
3106         df->freelist = object;
3107         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3108         df->cnt = 1;
3109
3110         while (size) {
3111                 object = p[--size];
3112                 if (!object)
3113                         continue; /* Skip processed objects */
3114
3115                 /* df->page is always set at this point */
3116                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3117                         /* Opportunity build freelist */
3118                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3119                         df->freelist = object;
3120                         df->cnt++;
3121                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3122
3123                         continue;
3124                 }
3125
3126                 /* Limit look ahead search */
3127                 if (!--lookahead)
3128                         break;
3129
3130                 if (!first_skipped_index)
3131                         first_skipped_index = size + 1;
3132         }
3133
3134         return first_skipped_index;
3135 }
3136
3137 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3138 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3139 {
3140         if (WARN_ON(!size))
3141                 return;
3142
3143         do {
3144                 struct detached_freelist df;
3145
3146                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3147                 if (!df.page)
3148                         continue;
3149
3150                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
3151         } while (likely(size));
3152 }
3153 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3154
3155 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3156 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3157                           void **p)
3158 {
3159         struct kmem_cache_cpu *c;
3160         int i;
3161
3162         /* memcg and kmem_cache debug support */
3163         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3164         if (unlikely(!s))
3165                 return false;
3166         /*
3167          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3168          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3169          * handlers invoking normal fastpath.
3170          */
3171         local_irq_disable();
3172         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3173
3174         for (i = 0; i < size; i++) {
3175                 void *object = c->freelist;
3176
3177                 if (unlikely(!object)) {
3178                         /*
3179                          * Invoking slow path likely have side-effect
3180                          * of re-populating per CPU c->freelist
3181                          */
3182                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3183                                             _RET_IP_, c);
3184                         if (unlikely(!p[i]))
3185                                 goto error;
3186
3187                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3188                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3189
3190                         continue; /* goto for-loop */
3191                 }
3192                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3193                 p[i] = object;
3194                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3195         }
3196         c->tid = next_tid(c->tid);
3197         local_irq_enable();
3198
3199         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3200         if (unlikely(slab_want_init_on_alloc(flags, s))) {
3201                 int j;
3202
3203                 for (j = 0; j < i; j++)
3204                         memset(p[j], 0, s->object_size);
3205         }
3206
3207         /* memcg and kmem_cache debug support */
3208         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3209         return i;
3210 error:
3211         local_irq_enable();
3212         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3213         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3214         return 0;
3215 }
3216 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3217
3218
3219 /*
3220  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3221  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3222  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3223  * another.
3224  *
3225  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3226  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3227  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3228  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3229  * locking overhead.
3230  */
3231
3232 /*
3233  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3234  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3235  * and increases the number of allocations possible without having to
3236  * take the list_lock.
3237  */
3238 static unsigned int slub_min_order;
3239 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3240 static unsigned int slub_min_objects;
3241
3242 /*
3243  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3244  *
3245  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3246  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3247  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3248  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3249  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3250  * would be wasted.
3251  *
3252  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3253  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3254  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3255  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3256  *
3257  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3258  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3259  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3260  * of space in favor of a small page order.
3261  *
3262  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3263  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3264  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3265  * the smallest order which will fit the object.
3266  */
3267 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3268                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3269                 unsigned int fract_leftover)
3270 {
3271         unsigned int min_order = slub_min_order;
3272         unsigned int order;
3273
3274         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3275                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3276
3277         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3278                         order <= max_order; order++) {
3279
3280                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3281                 unsigned int rem;
3282
3283                 rem = slab_size % size;
3284
3285                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3286                         break;
3287         }
3288
3289         return order;
3290 }
3291
3292 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3293 {
3294         unsigned int order;
3295         unsigned int min_objects;
3296         unsigned int max_objects;
3297
3298         /*
3299          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3300          * works by first attempting to generate a layout with
3301          * the best configuration and backing off gradually.
3302          *
3303          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3304          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3305          */
3306         min_objects = slub_min_objects;
3307         if (!min_objects)
3308                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3309         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3310         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3311
3312         while (min_objects > 1) {
3313                 unsigned int fraction;
3314
3315                 fraction = 16;
3316                 while (fraction >= 4) {
3317                         order = slab_order(size, min_objects,
3318                                         slub_max_order, fraction);
3319                         if (order <= slub_max_order)
3320                                 return order;
3321                         fraction /= 2;
3322                 }
3323                 min_objects--;
3324         }
3325
3326         /*
3327          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3328          * lets see if we can place a single object there.
3329          */
3330         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3331         if (order <= slub_max_order)
3332                 return order;
3333
3334         /*
3335          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3336          */
3337         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3338         if (order < MAX_ORDER)
3339                 return order;
3340         return -ENOSYS;
3341 }
3342
3343 static void
3344 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3345 {
3346         n->nr_partial = 0;
3347         spin_lock_init(&n->list_lock);
3348         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3349 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3350         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3351         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3352         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3353 #endif
3354 }
3355
3356 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3357 {
3358         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3359                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3360
3361         /*
3362          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3363          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3364          */
3365         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3366                                      2 * sizeof(void *));
3367
3368         if (!s->cpu_slab)
3369                 return 0;
3370
3371         init_kmem_cache_cpus(s);
3372
3373         return 1;
3374 }
3375
3376 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3377
3378 /*
3379  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3380  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3381  * possible.
3382  *
3383  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3384  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3385  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3386  */
3387 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3388 {
3389         struct page *page;
3390         struct kmem_cache_node *n;
3391
3392         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3393
3394         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3395
3396         BUG_ON(!page);
3397         if (page_to_nid(page) != node) {
3398                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3399                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3400         }
3401
3402         n = page->freelist;
3403         BUG_ON(!n);
3404 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3405         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3406         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3407 #endif
3408         n = kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node),
3409                       GFP_KERNEL);
3410         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3411         page->inuse = 1;
3412         page->frozen = 0;
3413         kmem_cache_node->node[node] = n;
3414         init_kmem_cache_node(n);
3415         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3416
3417         /*
3418          * No locks need to be taken here as it has just been
3419          * initialized and there is no concurrent access.
3420          */
3421         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3422 }
3423
3424 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3425 {
3426         int node;
3427         struct kmem_cache_node *n;
3428
3429         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3430                 s->node[node] = NULL;
3431                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3432         }
3433 }
3434
3435 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3436 {
3437         cache_random_seq_destroy(s);
3438         free_percpu(s->cpu_slab);
3439         free_kmem_cache_nodes(s);
3440 }
3441
3442 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3443 {
3444         int node;
3445
3446         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3447                 struct kmem_cache_node *n;
3448
3449                 if (slab_state == DOWN) {
3450                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3451                         continue;
3452                 }
3453                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3454                                                 GFP_KERNEL, node);
3455
3456                 if (!n) {
3457                         free_kmem_cache_nodes(s);
3458                         return 0;
3459                 }
3460
3461                 init_kmem_cache_node(n);
3462                 s->node[node] = n;
3463         }
3464         return 1;
3465 }
3466
3467 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3468 {
3469         if (min < MIN_PARTIAL)
3470                 min = MIN_PARTIAL;
3471         else if (min > MAX_PARTIAL)
3472                 min = MAX_PARTIAL;
3473         s->min_partial = min;
3474 }
3475
3476 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3477 {
3478 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3479         /*
3480          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3481          * per cpu partial lists of a processor.
3482          *
3483          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3484          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3485          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3486          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3487          *
3488          * This setting also determines
3489          *
3490          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3491          *    per node list when we reach the limit.
3492          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3493          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3494          *    50% to keep some capacity around for frees.
3495          */
3496         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3497                 s->cpu_partial = 0;
3498         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3499                 s->cpu_partial = 2;
3500         else if (s->size >= 1024)
3501                 s->cpu_partial = 6;
3502         else if (s->size >= 256)
3503                 s->cpu_partial = 13;
3504         else
3505                 s->cpu_partial = 30;
3506 #endif
3507 }
3508
3509 /*
3510  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3511  * a slab object.
3512  */
3513 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3514 {
3515         slab_flags_t flags = s->flags;
3516         unsigned int size = s->object_size;
3517         unsigned int order;
3518
3519         /*
3520          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3521          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3522          * the possible location of the free pointer.
3523          */
3524         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3525
3526 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3527         /*
3528          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3529          * the slab may touch the object after free or before allocation
3530          * then we should never poison the object itself.
3531          */
3532         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3533                         !s->ctor)
3534                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3535         else
3536                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3537
3538
3539         /*
3540          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3541          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3542          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3543          */
3544         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3545                 size += sizeof(void *);
3546 #endif
3547
3548         /*
3549          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3550          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3551          */
3552         s->inuse = size;
3553
3554         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3555                 s->ctor)) {
3556                 /*
3557                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3558                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3559                  * kmem_cache_free.
3560                  *
3561                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3562                  * destructor or are poisoning the objects.
3563                  */
3564                 s->offset = size;
3565                 size += sizeof(void *);
3566         }
3567
3568 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3569         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3570                 /*
3571                  * Need to store information about allocs and frees after
3572                  * the object.
3573                  */
3574                 size += 2 * sizeof(struct track);
3575 #endif
3576
3577         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3578 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3579         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3580                 /*
3581                  * Add some empty padding so that we can catch
3582                  * overwrites from earlier objects rather than let
3583                  * tracking information or the free pointer be
3584                  * corrupted if a user writes before the start
3585                  * of the object.
3586                  */
3587                 size += sizeof(void *);
3588
3589                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3590                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3591                 size += s->red_left_pad;
3592         }
3593 #endif
3594
3595         /*
3596          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3597          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3598          * each object to conform to the alignment.
3599          */
3600         size = ALIGN(size, s->align);
3601         s->size = size;
3602         if (forced_order >= 0)
3603                 order = forced_order;
3604         else
3605                 order = calculate_order(size);
3606
3607         if ((int)order < 0)
3608                 return 0;
3609
3610         s->allocflags = 0;
3611         if (order)
3612                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3613
3614         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3615                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3616
3617         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
3618                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
3619
3620         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3621                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3622
3623         /*
3624          * Determine the number of objects per slab
3625          */
3626         s->oo = oo_make(order, size);
3627         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3628         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3629                 s->max = s->oo;
3630
3631         return !!oo_objects(s->oo);
3632 }
3633
3634 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3635 {
3636         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3637 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3638         s->random = get_random_long();
3639 #endif
3640
3641         if (!calculate_sizes(s, -1))
3642                 goto error;
3643         if (disable_higher_order_debug) {
3644                 /*
3645                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3646                  * order increased.
3647                  */
3648                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3649                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3650                         s->offset = 0;
3651                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3652                                 goto error;
3653                 }
3654         }
3655
3656 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3657     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3658         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3659                 /* Enable fast mode */
3660                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3661 #endif
3662
3663         /*
3664          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3665          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3666          */
3667         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3668
3669         set_cpu_partial(s);
3670
3671 #ifdef CONFIG_NUMA
3672         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3673 #endif
3674
3675         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3676         if (slab_state >= UP) {
3677                 if (init_cache_random_seq(s))
3678                         goto error;
3679         }
3680
3681         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3682                 goto error;
3683
3684         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3685                 return 0;
3686
3687         free_kmem_cache_nodes(s);
3688 error:
3689         return -EINVAL;
3690 }
3691
3692 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3693                                                         const char *text)
3694 {
3695 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3696         void *addr = page_address(page);
3697         void *p;
3698         unsigned long *map = bitmap_zalloc(page->objects, GFP_ATOMIC);
3699         if (!map)
3700                 return;
3701         slab_err(s, page, text, s->name);
3702         slab_lock(page);
3703
3704         get_map(s, page, map);
3705         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3706
3707                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3708                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3709                         print_tracking(s, p);
3710                 }
3711         }
3712         slab_unlock(page);
3713         bitmap_free(map);
3714 #endif
3715 }
3716
3717 /*
3718  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3719  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3720  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3721  */
3722 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3723 {
3724         LIST_HEAD(discard);
3725         struct page *page, *h;
3726
3727         BUG_ON(irqs_disabled());
3728         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3729         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, slab_list) {
3730                 if (!page->inuse) {
3731                         remove_partial(n, page);
3732                         list_add(&page->slab_list, &discard);
3733                 } else {
3734                         list_slab_objects(s, page,
3735                         "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3736                 }
3737         }
3738         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3739
3740         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, slab_list)
3741                 discard_slab(s, page);
3742 }
3743
3744 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
3745 {
3746         int node;
3747         struct kmem_cache_node *n;
3748
3749         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3750                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3751                         return false;
3752         return true;
3753 }
3754
3755 /*
3756  * Release all resources used by a slab cache.
3757  */
3758 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3759 {
3760         int node;
3761         struct kmem_cache_node *n;
3762
3763         flush_all(s);
3764         /* Attempt to free all objects */
3765         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3766                 free_partial(s, n);
3767                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3768                         return 1;
3769         }
3770         sysfs_slab_remove(s);
3771         return 0;
3772 }
3773
3774 /********************************************************************
3775  *              Kmalloc subsystem
3776  *******************************************************************/
3777
3778 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3779 {
3780         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
3781
3782         return 1;
3783 }
3784
3785 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3786
3787 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3788 {
3789         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
3790         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
3791
3792         return 1;
3793 }
3794
3795 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3796
3797 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3798 {
3799         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
3800
3801         return 1;
3802 }
3803
3804 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3805
3806 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3807 {
3808         struct kmem_cache *s;
3809         void *ret;
3810
3811         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3812                 return kmalloc_large(size, flags);
3813
3814         s = kmalloc_slab(size, flags);
3815
3816         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3817                 return s;
3818
3819         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3820
3821         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3822
3823         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3824
3825         return ret;
3826 }
3827 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3828
3829 #ifdef CONFIG_NUMA
3830 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3831 {
3832         struct page *page;
3833         void *ptr = NULL;
3834         unsigned int order = get_order(size);
3835
3836         flags |= __GFP_COMP;
3837         page = alloc_pages_node(node, flags, order);
3838         if (page) {
3839                 ptr = page_address(page);
3840                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
3841                                     1 << order);
3842         }
3843
3844         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3845 }
3846
3847 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3848 {
3849         struct kmem_cache *s;
3850         void *ret;
3851
3852         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3853                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3854
3855                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3856                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3857                                    flags, node);
3858
3859                 return ret;
3860         }
3861
3862         s = kmalloc_slab(size, flags);
3863
3864         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3865                 return s;
3866
3867         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3868
3869         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3870
3871         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3872
3873         return ret;
3874 }
3875 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3876 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3877
3878 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
3879 /*
3880  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
3881  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
3882  * cache's usercopy region.
3883  *
3884  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
3885  * to indicate an error.
3886  */
3887 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
3888                          bool to_user)
3889 {
3890         struct kmem_cache *s;
3891         unsigned int offset;
3892         size_t object_size;
3893
3894         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
3895
3896         /* Find object and usable object size. */
3897         s = page->slab_cache;
3898
3899         /* Reject impossible pointers. */
3900         if (ptr < page_address(page))
3901                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
3902                                to_user, 0, n);
3903
3904         /* Find offset within object. */
3905         offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
3906
3907         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
3908         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3909                 if (offset < s->red_left_pad)
3910                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
3911                                        s->name, to_user, offset, n);
3912                 offset -= s->red_left_pad;
3913         }
3914
3915         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
3916         if (offset >= s->useroffset &&
3917             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
3918             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
3919                 return;
3920
3921         /*
3922          * If the copy is still within the allocated object, produce
3923          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
3924          * to be a temporary method to find any missing usercopy
3925          * whitelists.
3926          */
3927         object_size = slab_ksize(s);
3928         if (usercopy_fallback &&
3929             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
3930                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
3931                 return;
3932         }
3933
3934         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
3935 }
3936 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
3937
3938 size_t __ksize(const void *object)
3939 {
3940         struct page *page;
3941
3942         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3943                 return 0;
3944
3945         page = virt_to_head_page(object);
3946
3947         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3948                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3949                 return page_size(page);
3950         }
3951
3952         return slab_ksize(page->slab_cache);
3953 }
3954 EXPORT_SYMBOL(__ksize);
3955
3956 void kfree(const void *x)
3957 {
3958         struct page *page;
3959         void *object = (void *)x;
3960
3961         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3962
3963         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3964                 return;
3965
3966         page = virt_to_head_page(x);
3967         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3968                 unsigned int order = compound_order(page);
3969
3970                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3971                 kfree_hook(object);
3972                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
3973                                     -(1 << order));
3974                 __free_pages(page, order);
3975                 return;
3976         }
3977         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3978 }
3979 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3980
3981 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3982
3983 /*
3984  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3985  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3986  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3987  *
3988  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3989  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3990  * are freed in them.
3991  */
3992 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3993 {
3994         int node;
3995         int i;
3996         struct kmem_cache_node *n;
3997         struct page *page;
3998         struct page *t;
3999         struct list_head discard;
4000         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
4001         unsigned long flags;
4002         int ret = 0;
4003
4004         flush_all(s);
4005         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4006                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
4007                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
4008                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
4009
4010                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4011
4012                 /*
4013                  * Build lists of slabs to discard or promote.
4014                  *
4015                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
4016                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
4017                  */
4018                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, slab_list) {
4019                         int free = page->objects - page->inuse;
4020
4021                         /* Do not reread page->inuse */
4022                         barrier();
4023
4024                         /* We do not keep full slabs on the list */
4025                         BUG_ON(free <= 0);
4026
4027                         if (free == page->objects) {
4028                                 list_move(&page->slab_list, &discard);
4029                                 n->nr_partial--;
4030                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4031                                 list_move(&page->slab_list, promote + free - 1);
4032                 }
4033
4034                 /*
4035                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4036                  * partial list.
4037                  */
4038                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4039                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4040
4041                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4042
4043                 /* Release empty slabs */
4044                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, slab_list)
4045                         discard_slab(s, page);
4046
4047                 if (slabs_node(s, node))
4048                         ret = 1;
4049         }
4050
4051         return ret;
4052 }
4053
4054 #ifdef CONFIG_MEMCG
4055 void __kmemcg_cache_deactivate_after_rcu(struct kmem_cache *s)
4056 {
4057         /*
4058          * Called with all the locks held after a sched RCU grace period.
4059          * Even if @s becomes empty after shrinking, we can't know that @s
4060          * doesn't have allocations already in-flight and thus can't
4061          * destroy @s until the associated memcg is released.
4062          *
4063          * However, let's remove the sysfs files for empty caches here.
4064          * Each cache has a lot of interface files which aren't
4065          * particularly useful for empty draining caches; otherwise, we can
4066          * easily end up with millions of unnecessary sysfs files on
4067          * systems which have a lot of memory and transient cgroups.
4068          */
4069         if (!__kmem_cache_shrink(s))
4070                 sysfs_slab_remove(s);
4071 }
4072
4073 void __kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *s)
4074 {
4075         /*
4076          * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
4077          * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
4078          */
4079         slub_set_cpu_partial(s, 0);
4080         s->min_partial = 0;
4081 }
4082 #endif  /* CONFIG_MEMCG */
4083
4084 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4085 {
4086         struct kmem_cache *s;
4087
4088         mutex_lock(&slab_mutex);
4089         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4090                 __kmem_cache_shrink(s);
4091         mutex_unlock(&slab_mutex);
4092
4093         return 0;
4094 }
4095
4096 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4097 {
4098         struct kmem_cache_node *n;
4099         struct kmem_cache *s;
4100         struct memory_notify *marg = arg;
4101         int offline_node;
4102
4103         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4104
4105         /*
4106          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4107          * for it yet.
4108          */
4109         if (offline_node < 0)
4110                 return;
4111
4112         mutex_lock(&slab_mutex);
4113         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4114                 n = get_node(s, offline_node);
4115                 if (n) {
4116                         /*
4117                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
4118                          * that is going down. We were unable to free them,
4119                          * and offline_pages() function shouldn't call this
4120                          * callback. So, we must fail.
4121                          */
4122                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
4123
4124                         s->node[offline_node] = NULL;
4125                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4126                 }
4127         }
4128         mutex_unlock(&slab_mutex);
4129 }
4130
4131 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4132 {
4133         struct kmem_cache_node *n;
4134         struct kmem_cache *s;
4135         struct memory_notify *marg = arg;
4136         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4137         int ret = 0;
4138
4139         /*
4140          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4141          * already created. Nothing to do.
4142          */
4143         if (nid < 0)
4144                 return 0;
4145
4146         /*
4147          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4148          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4149          * online.
4150          */
4151         mutex_lock(&slab_mutex);
4152         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4153                 /*
4154                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4155                  *      since memory is not yet available from the node that
4156                  *      is brought up.
4157                  */
4158                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4159                 if (!n) {
4160                         ret = -ENOMEM;
4161                         goto out;
4162                 }
4163                 init_kmem_cache_node(n);
4164                 s->node[nid] = n;
4165         }
4166 out:
4167         mutex_unlock(&slab_mutex);
4168         return ret;
4169 }
4170
4171 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4172                                 unsigned long action, void *arg)
4173 {
4174         int ret = 0;
4175
4176         switch (action) {
4177         case MEM_GOING_ONLINE:
4178                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4179                 break;
4180         case MEM_GOING_OFFLINE:
4181                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4182                 break;
4183         case MEM_OFFLINE:
4184         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4185                 slab_mem_offline_callback(arg);
4186                 break;
4187         case MEM_ONLINE:
4188         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4189                 break;
4190         }
4191         if (ret)
4192                 ret = notifier_from_errno(ret);
4193         else
4194                 ret = NOTIFY_OK;
4195         return ret;
4196 }
4197
4198 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4199         .notifier_call = slab_memory_callback,
4200         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4201 };
4202
4203 /********************************************************************
4204  *                      Basic setup of slabs
4205  *******************************************************************/
4206
4207 /*
4208  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4209  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4210  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4211  */
4212
4213 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4214 {
4215         int node;
4216         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4217         struct kmem_cache_node *n;
4218
4219         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4220
4221         /*
4222          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4223          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4224          * IPIs around.
4225          */
4226         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4227         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4228                 struct page *p;
4229
4230                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
4231                         p->slab_cache = s;
4232
4233 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4234                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
4235                         p->slab_cache = s;
4236 #endif
4237         }
4238         slab_init_memcg_params(s);
4239         list_add(&s->list, &slab_caches);
4240         memcg_link_cache(s, NULL);
4241         return s;
4242 }
4243
4244 void __init kmem_cache_init(void)
4245 {
4246         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4247                 boot_kmem_cache_node;
4248
4249         if (debug_guardpage_minorder())
4250                 slub_max_order = 0;
4251
4252         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4253         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4254
4255         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4256                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4257
4258         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4259
4260         /* Able to allocate the per node structures */
4261         slab_state = PARTIAL;
4262
4263         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4264                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4265                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4266                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4267
4268         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4269         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4270
4271         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4272         setup_kmalloc_cache_index_table();
4273         create_kmalloc_caches(0);
4274
4275         /* Setup random freelists for each cache */
4276         init_freelist_randomization();
4277
4278         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4279                                   slub_cpu_dead);
4280
4281         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
4282                 cache_line_size(),
4283                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4284                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4285 }
4286
4287 void __init kmem_cache_init_late(void)
4288 {
4289 }
4290
4291 struct kmem_cache *
4292 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4293                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4294 {
4295         struct kmem_cache *s, *c;
4296
4297         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4298         if (s) {
4299                 s->refcount++;
4300
4301                 /*
4302                  * Adjust the object sizes so that we clear
4303                  * the complete object on kzalloc.
4304                  */
4305                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4306                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4307
4308                 for_each_memcg_cache(c, s) {
4309                         c->object_size = s->object_size;
4310                         c->inuse = max(c->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4311                 }
4312
4313                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4314                         s->refcount--;
4315                         s = NULL;
4316                 }
4317         }
4318
4319         return s;
4320 }
4321
4322 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4323 {
4324         int err;
4325
4326         err = kmem_cache_open(s, flags);
4327         if (err)
4328                 return err;
4329
4330         /* Mutex is not taken during early boot */
4331         if (slab_state <= UP)
4332                 return 0;
4333
4334         memcg_propagate_slab_attrs(s);
4335         err = sysfs_slab_add(s);
4336         if (err)
4337                 __kmem_cache_release(s);
4338
4339         return err;
4340 }
4341
4342 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4343 {
4344         struct kmem_cache *s;
4345         void *ret;
4346
4347         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4348                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4349
4350         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4351
4352         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4353                 return s;
4354
4355         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4356
4357         /* Honor the call site pointer we received. */
4358         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4359
4360         return ret;
4361 }
4362
4363 #ifdef CONFIG_NUMA
4364 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4365                                         int node, unsigned long caller)
4366 {
4367         struct kmem_cache *s;
4368         void *ret;
4369
4370         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4371                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4372
4373                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4374                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4375                                    gfpflags, node);
4376
4377                 return ret;
4378         }
4379
4380         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4381
4382         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4383                 return s;
4384
4385         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4386
4387         /* Honor the call site pointer we received. */
4388         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4389
4390         return ret;
4391 }
4392 #endif
4393
4394 #ifdef CONFIG_SYSFS
4395 static int count_inuse(struct page *page)
4396 {
4397         return page->inuse;
4398 }
4399
4400 static int count_total(struct page *page)
4401 {
4402         return page->objects;
4403 }
4404 #endif
4405
4406 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4407 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4408                                                 unsigned long *map)
4409 {
4410         void *p;
4411         void *addr = page_address(page);
4412
4413         if (!check_slab(s, page) ||
4414                         !on_freelist(s, page, NULL))
4415                 return 0;
4416
4417         /* Now we know that a valid freelist exists */
4418         bitmap_zero(map, page->objects);
4419
4420         get_map(s, page, map);
4421         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4422                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4423                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4424                                 return 0;
4425         }
4426
4427         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4428                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4429                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4430                                 return 0;
4431         return 1;
4432 }
4433
4434 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4435                                                 unsigned long *map)
4436 {
4437         slab_lock(page);
4438         validate_slab(s, page, map);
4439         slab_unlock(page);
4440 }
4441
4442 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4443                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4444 {
4445         unsigned long count = 0;
4446         struct page *page;
4447         unsigned long flags;
4448
4449         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4450
4451         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list) {
4452                 validate_slab_slab(s, page, map);
4453                 count++;
4454         }
4455         if (count != n->nr_partial)
4456                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4457                        s->name, count, n->nr_partial);
4458
4459         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4460                 goto out;
4461
4462         list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list) {
4463                 validate_slab_slab(s, page, map);
4464                 count++;
4465         }
4466         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4467                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4468                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4469
4470 out:
4471         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4472         return count;
4473 }
4474
4475 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4476 {
4477         int node;
4478         unsigned long count = 0;
4479         struct kmem_cache_node *n;
4480         unsigned long *map = bitmap_alloc(oo_objects(s->max), GFP_KERNEL);
4481
4482         if (!map)
4483                 return -ENOMEM;
4484
4485         flush_all(s);
4486         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4487                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4488         bitmap_free(map);
4489         return count;
4490 }
4491 /*
4492  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4493  * and freed.
4494  */
4495
4496 struct location {
4497         unsigned long count;
4498         unsigned long addr;
4499         long long sum_time;
4500         long min_time;
4501         long max_time;
4502         long min_pid;
4503         long max_pid;
4504         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4505         nodemask_t nodes;
4506 };
4507
4508 struct loc_track {
4509         unsigned long max;
4510         unsigned long count;
4511         struct location *loc;
4512 };
4513
4514 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4515 {
4516         if (t->max)
4517                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4518                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4519 }
4520
4521 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4522 {
4523         struct location *l;
4524         int order;
4525
4526         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4527
4528         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4529         if (!l)
4530                 return 0;
4531
4532         if (t->count) {
4533                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4534                 free_loc_track(t);
4535         }
4536         t->max = max;
4537         t->loc = l;
4538         return 1;
4539 }
4540
4541 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4542                                 const struct track *track)
4543 {
4544         long start, end, pos;
4545         struct location *l;
4546         unsigned long caddr;
4547         unsigned long age = jiffies - track->when;
4548
4549         start = -1;
4550         end = t->count;
4551
4552         for ( ; ; ) {
4553                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4554
4555                 /*
4556                  * There is nothing at "end". If we end up there
4557                  * we need to add something to before end.
4558                  */
4559                 if (pos == end)
4560                         break;
4561
4562                 caddr = t->loc[pos].addr;
4563                 if (track->addr == caddr) {
4564
4565                         l = &t->loc[pos];
4566                         l->count++;
4567                         if (track->when) {
4568                                 l->sum_time += age;
4569                                 if (age < l->min_time)
4570                                         l->min_time = age;
4571                                 if (age > l->max_time)
4572                                         l->max_time = age;
4573
4574                                 if (track->pid < l->min_pid)
4575                                         l->min_pid = track->pid;
4576                                 if (track->pid > l->max_pid)
4577                                         l->max_pid = track->pid;
4578
4579                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4580                                                 to_cpumask(l->cpus));
4581                         }
4582                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4583                         return 1;
4584                 }
4585
4586                 if (track->addr < caddr)
4587                         end = pos;
4588                 else
4589                         start = pos;
4590         }
4591
4592         /*
4593          * Not found. Insert new tracking element.
4594          */
4595         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4596                 return 0;
4597
4598         l = t->loc + pos;
4599         if (pos < t->count)
4600                 memmove(l + 1, l,
4601                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4602         t->count++;
4603         l->count = 1;
4604         l->addr = track->addr;
4605         l->sum_time = age;
4606         l->min_time = age;
4607         l->max_time = age;
4608         l->min_pid = track->pid;
4609         l->max_pid = track->pid;
4610         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4611         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4612         nodes_clear(l->nodes);
4613         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4614         return 1;
4615 }
4616
4617 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4618                 struct page *page, enum track_item alloc,
4619                 unsigned long *map)
4620 {
4621         void *addr = page_address(page);
4622         void *p;
4623
4624         bitmap_zero(map, page->objects);
4625         get_map(s, page, map);
4626
4627         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4628                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4629                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4630 }
4631
4632 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4633                                         enum track_item alloc)
4634 {
4635         int len = 0;
4636         unsigned long i;
4637         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4638         int node;
4639         struct kmem_cache_node *n;
4640         unsigned long *map = bitmap_alloc(oo_objects(s->max), GFP_KERNEL);
4641
4642         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4643                                      GFP_KERNEL)) {
4644                 bitmap_free(map);
4645                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4646         }
4647         /* Push back cpu slabs */
4648         flush_all(s);
4649
4650         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4651                 unsigned long flags;
4652                 struct page *page;
4653
4654                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4655                         continue;
4656
4657                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4658                 list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
4659                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4660                 list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list)
4661                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4662                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4663         }
4664
4665         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4666                 struct location *l = &t.loc[i];
4667
4668                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4669                         break;
4670                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4671
4672                 if (l->addr)
4673                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4674                 else
4675                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4676
4677                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4678                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4679                                 l->min_time,
4680                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4681                                 l->max_time);
4682                 } else
4683                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4684                                 l->min_time);
4685
4686                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4687                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4688                                 l->min_pid, l->max_pid);
4689                 else
4690                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4691                                 l->min_pid);
4692
4693                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4694                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4695                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4696                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4697                                          " cpus=%*pbl",
4698                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4699
4700                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4701                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4702                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4703                                          " nodes=%*pbl",
4704                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4705
4706                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4707         }
4708
4709         free_loc_track(&t);
4710         bitmap_free(map);
4711         if (!t.count)
4712                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4713         return len;
4714 }
4715 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4716
4717 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4718 static void __init resiliency_test(void)
4719 {
4720         u8 *p;
4721         int type = KMALLOC_NORMAL;
4722
4723         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4724
4725         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4726         pr_err("-----------------------\n");
4727         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4728
4729         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4730         p[16] = 0x12;
4731         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4732                p + 16);
4733
4734         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][4]);
4735
4736         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4737         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4738         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4739         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4740                p);
4741         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4742
4743         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][5]);
4744         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4745         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4746         *p = 0x56;
4747         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4748                p);
4749         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4750         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][6]);
4751
4752         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4753         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4754         kfree(p);
4755         *p = 0x78;
4756         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4757         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][7]);
4758
4759         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4760         kfree(p);
4761         p[50] = 0x9a;
4762         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4763         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][8]);
4764
4765         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4766         kfree(p);
4767         p[512] = 0xab;
4768         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4769         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][9]);
4770 }
4771 #else
4772 #ifdef CONFIG_SYSFS
4773 static void resiliency_test(void) {};
4774 #endif
4775 #endif  /* SLUB_RESILIENCY_TEST */
4776
4777 #ifdef CONFIG_SYSFS
4778 enum slab_stat_type {
4779         SL_ALL,                 /* All slabs */
4780         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4781         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4782         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4783         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4784 };
4785
4786 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4787 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4788 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4789 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4790 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4791
4792 #ifdef CONFIG_MEMCG
4793 static bool memcg_sysfs_enabled = IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_MEMCG_SYSFS_ON);
4794
4795 static int __init setup_slub_memcg_sysfs(char *str)
4796 {
4797         int v;
4798
4799         if (get_option(&str, &v) > 0)
4800                 memcg_sysfs_enabled = v;
4801
4802         return 1;
4803 }
4804
4805 __setup("slub_memcg_sysfs=", setup_slub_memcg_sysfs);
4806 #endif
4807
4808 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4809                             char *buf, unsigned long flags)
4810 {
4811         unsigned long total = 0;
4812         int node;
4813         int x;
4814         unsigned long *nodes;
4815
4816         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4817         if (!nodes)
4818                 return -ENOMEM;
4819
4820         if (flags & SO_CPU) {
4821                 int cpu;
4822
4823                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4824                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4825                                                                cpu);
4826                         int node;
4827                         struct page *page;
4828
4829                         page = READ_ONCE(c->page);
4830                         if (!page)
4831                                 continue;
4832
4833                         node = page_to_nid(page);
4834                         if (flags & SO_TOTAL)
4835                                 x = page->objects;
4836                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4837                                 x = page->inuse;
4838                         else
4839                                 x = 1;
4840
4841                         total += x;
4842                         nodes[node] += x;
4843
4844                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4845                         if (page) {
4846                                 node = page_to_nid(page);
4847                                 if (flags & SO_TOTAL)
4848                                         WARN_ON_ONCE(1);
4849                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4850                                         WARN_ON_ONCE(1);
4851                                 else
4852                                         x = page->pages;
4853                                 total += x;
4854                                 nodes[node] += x;
4855                         }
4856                 }
4857         }
4858
4859         /*
4860          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
4861          * already held which will conflict with an existing lock order:
4862          *
4863          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
4864          *
4865          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
4866          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
4867          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
4868          */
4869
4870 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4871         if (flags & SO_ALL) {
4872                 struct kmem_cache_node *n;
4873
4874                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4875
4876                         if (flags & SO_TOTAL)
4877                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4878                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4879                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4880                                         count_partial(n, count_free);
4881                         else
4882                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4883                         total += x;
4884                         nodes[node] += x;
4885                 }
4886
4887         } else
4888 #endif
4889         if (flags & SO_PARTIAL) {
4890                 struct kmem_cache_node *n;
4891
4892                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4893                         if (flags & SO_TOTAL)
4894                                 x = count_partial(n, count_total);
4895                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4896                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4897                         else
4898                                 x = n->nr_partial;
4899                         total += x;
4900                         nodes[node] += x;
4901                 }
4902         }
4903         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4904 #ifdef CONFIG_NUMA
4905         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4906                 if (nodes[node])
4907                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4908                                         node, nodes[node]);
4909 #endif
4910         kfree(nodes);
4911         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4912 }
4913
4914 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4915 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4916 {
4917         int node;
4918         struct kmem_cache_node *n;
4919
4920         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4921                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4922                         return 1;
4923
4924         return 0;
4925 }
4926 #endif
4927
4928 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4929 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4930
4931 struct slab_attribute {
4932         struct attribute attr;
4933         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4934         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4935 };
4936
4937 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4938         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4939         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4940
4941 #define SLAB_ATTR(_name) \
4942         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4943         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4944
4945 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4946 {
4947         return sprintf(buf, "%u\n", s->size);
4948 }
4949 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4950
4951 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4952 {
4953         return sprintf(buf, "%u\n", s->align);
4954 }
4955 SLAB_ATTR_RO(align);
4956
4957 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4958 {
4959         return sprintf(buf, "%u\n", s->object_size);
4960 }
4961 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4962
4963 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4964 {
4965         return sprintf(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
4966 }
4967 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4968
4969 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4970                                 const char *buf, size_t length)
4971 {
4972         unsigned int order;
4973         int err;
4974
4975         err = kstrtouint(buf, 10, &order);
4976         if (err)
4977                 return err;
4978
4979         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4980                 return -EINVAL;
4981
4982         calculate_sizes(s, order);
4983         return length;
4984 }
4985
4986 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4987 {
4988         return sprintf(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
4989 }
4990 SLAB_ATTR(order);
4991
4992 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4993 {
4994         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4995 }
4996
4997 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4998                                  size_t length)
4999 {
5000         unsigned long min;
5001         int err;
5002
5003         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
5004         if (err)
5005                 return err;
5006
5007         set_min_partial(s, min);
5008         return length;
5009 }
5010 SLAB_ATTR(min_partial);
5011
5012 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5013 {
5014         return sprintf(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
5015 }
5016
5017 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5018                                  size_t length)
5019 {
5020         unsigned int objects;
5021         int err;
5022
5023         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5024         if (err)
5025                 return err;
5026         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5027                 return -EINVAL;
5028
5029         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5030         flush_all(s);
5031         return length;
5032 }
5033 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5034
5035 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5036 {
5037         if (!s->ctor)
5038                 return 0;
5039         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
5040 }
5041 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5042
5043 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5044 {
5045         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5046 }
5047 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5048
5049 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5050 {
5051         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5052 }
5053 SLAB_ATTR_RO(partial);
5054
5055 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5056 {
5057         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5058 }
5059 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5060
5061 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5062 {
5063         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5064 }
5065 SLAB_ATTR_RO(objects);
5066
5067 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5068 {
5069         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5070 }
5071 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5072
5073 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5074 {
5075         int objects = 0;
5076         int pages = 0;
5077         int cpu;
5078         int len;
5079
5080         for_each_online_cpu(cpu) {
5081                 struct page *page;
5082
5083                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5084
5085                 if (page) {
5086                         pages += page->pages;
5087                         objects += page->pobjects;
5088                 }
5089         }
5090
5091         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
5092
5093 #ifdef CONFIG_SMP
5094         for_each_online_cpu(cpu) {
5095                 struct page *page;
5096
5097                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5098
5099                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
5100                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
5101                                 page->pobjects, page->pages);
5102         }
5103 #endif
5104         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5105 }
5106 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5107
5108 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5109 {
5110         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5111 }
5112
5113 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
5114                                 const char *buf, size_t length)
5115 {
5116         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5117         if (buf[0] == '1')
5118                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5119         return length;
5120 }
5121 SLAB_ATTR(reclaim_account);
5122
5123 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5124 {
5125         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5126 }
5127 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5128
5129 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5130 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5131 {
5132         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5133 }
5134 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5135 #endif
5136
5137 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5138 {
5139         return sprintf(buf, "%u\n", s->usersize);
5140 }
5141 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5142
5143 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5144 {
5145         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5146 }
5147 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5148
5149 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5150 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5151 {
5152         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5153 }
5154 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5155
5156 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5157 {
5158         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5159 }
5160 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5161
5162 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5163 {
5164         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5165 }
5166
5167 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
5168                                 const char *buf, size_t length)
5169 {
5170         s->flags &= ~SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5171         if (buf[0] == '1') {
5172                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5173                 s->flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5174         }
5175         return length;
5176 }
5177 SLAB_ATTR(sanity_checks);
5178
5179 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5180 {
5181         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5182 }
5183
5184 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5185                                                         size_t length)
5186 {
5187         /*
5188          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
5189          * as well as cause other issues like converting a mergeable
5190          * cache into an umergeable one.
5191          */
5192         if (s->refcount > 1)
5193                 return -EINVAL;
5194
5195         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
5196         if (buf[0] == '1') {
5197                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5198                 s->flags |= SLAB_TRACE;
5199         }
5200         return length;
5201 }
5202 SLAB_ATTR(trace);
5203
5204 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5205 {
5206         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5207 }
5208
5209 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
5210                                 const char *buf, size_t length)
5211 {
5212         if (any_slab_objects(s))
5213                 return -EBUSY;
5214
5215         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
5216         if (buf[0] == '1') {
5217                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
5218         }
5219         calculate_sizes(s, -1);
5220         return length;
5221 }
5222 SLAB_ATTR(red_zone);
5223
5224 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5225 {
5226         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5227 }
5228
5229 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
5230                                 const char *buf, size_t length)
5231 {
5232         if (any_slab_objects(s))
5233                 return -EBUSY;
5234
5235         s->flags &= ~SLAB_POISON;
5236         if (buf[0] == '1') {
5237                 s->flags |= SLAB_POISON;
5238         }
5239         calculate_sizes(s, -1);
5240         return length;
5241 }
5242 SLAB_ATTR(poison);
5243
5244 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5245 {
5246         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5247 }
5248
5249 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
5250                                 const char *buf, size_t length)
5251 {
5252         if (any_slab_objects(s))
5253                 return -EBUSY;
5254
5255         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
5256         if (buf[0] == '1') {
5257                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5258                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
5259         }
5260         calculate_sizes(s, -1);
5261         return length;
5262 }
5263 SLAB_ATTR(store_user);
5264
5265 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5266 {
5267         return 0;
5268 }
5269
5270 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5271                         const char *buf, size_t length)
5272 {
5273         int ret = -EINVAL;
5274
5275         if (buf[0] == '1') {
5276                 ret = validate_slab_cache(s);
5277                 if (ret >= 0)
5278                         ret = length;
5279         }
5280         return ret;
5281 }
5282 SLAB_ATTR(validate);
5283
5284 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5285 {
5286         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5287                 return -ENOSYS;
5288         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5289 }
5290 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5291
5292 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5293 {
5294         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5295                 return -ENOSYS;
5296         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5297 }
5298 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5299 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5300
5301 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5302 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5303 {
5304         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5305 }
5306
5307 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5308                                                         size_t length)
5309 {
5310         if (s->refcount > 1)
5311                 return -EINVAL;
5312
5313         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
5314         if (buf[0] == '1')
5315                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
5316         return length;
5317 }
5318 SLAB_ATTR(failslab);
5319 #endif
5320
5321 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5322 {
5323         return 0;
5324 }
5325
5326 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5327                         const char *buf, size_t length)
5328 {
5329         if (buf[0] == '1')
5330                 kmem_cache_shrink_all(s);
5331         else
5332                 return -EINVAL;
5333         return length;
5334 }
5335 SLAB_ATTR(shrink);
5336
5337 #ifdef CONFIG_NUMA
5338 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5339 {
5340         return sprintf(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5341 }
5342
5343 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5344                                 const char *buf, size_t length)
5345 {
5346         unsigned int ratio;
5347         int err;
5348
5349         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5350         if (err)
5351                 return err;
5352         if (ratio > 100)
5353                 return -ERANGE;
5354
5355         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5356
5357         return length;
5358 }
5359 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5360 #endif
5361
5362 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5363 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5364 {
5365         unsigned long sum  = 0;
5366         int cpu;
5367         int len;
5368         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5369
5370         if (!data)
5371                 return -ENOMEM;
5372
5373         for_each_online_cpu(cpu) {
5374                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5375
5376                 data[cpu] = x;
5377                 sum += x;
5378         }
5379
5380         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5381
5382 #ifdef CONFIG_SMP
5383         for_each_online_cpu(cpu) {
5384                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5385                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5386         }
5387 #endif
5388         kfree(data);
5389         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5390 }
5391
5392 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5393 {
5394         int cpu;
5395
5396         for_each_online_cpu(cpu)
5397                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5398 }
5399
5400 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5401 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5402 {                                                               \
5403         return show_stat(s, buf, si);                           \
5404 }                                                               \
5405 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5406                                 const char *buf, size_t length) \
5407 {                                                               \
5408         if (buf[0] != '0')                                      \
5409                 return -EINVAL;                                 \
5410         clear_stat(s, si);                                      \
5411         return length;                                          \
5412 }                                                               \
5413 SLAB_ATTR(text);                                                \
5414
5415 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5416 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5417 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5418 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5419 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5420 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5421 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5422 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5423 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5424 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5425 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5426 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5427 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5428 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5429 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5430 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5431 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5432 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5433 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5434 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5435 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5436 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5437 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5438 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5439 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5440 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5441 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
5442
5443 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5444         &slab_size_attr.attr,
5445         &object_size_attr.attr,
5446         &objs_per_slab_attr.attr,
5447         &order_attr.attr,
5448         &min_partial_attr.attr,
5449         &cpu_partial_attr.attr,
5450         &objects_attr.attr,
5451         &objects_partial_attr.attr,
5452         &partial_attr.attr,
5453         &cpu_slabs_attr.attr,
5454         &ctor_attr.attr,
5455         &aliases_attr.attr,
5456         &align_attr.attr,
5457         &hwcache_align_attr.attr,
5458         &reclaim_account_attr.attr,
5459         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5460         &shrink_attr.attr,
5461         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5462 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5463         &total_objects_attr.attr,
5464         &slabs_attr.attr,
5465         &sanity_checks_attr.attr,
5466         &trace_attr.attr,
5467         &red_zone_attr.attr,
5468         &poison_attr.attr,
5469         &store_user_attr.attr,
5470         &validate_attr.attr,
5471         &alloc_calls_attr.attr,
5472         &free_calls_attr.attr,
5473 #endif
5474 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5475         &cache_dma_attr.attr,
5476 #endif
5477 #ifdef CONFIG_NUMA
5478         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5479 #endif
5480 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5481         &alloc_fastpath_attr.attr,
5482         &alloc_slowpath_attr.attr,
5483         &free_fastpath_attr.attr,
5484         &free_slowpath_attr.attr,
5485         &free_frozen_attr.attr,
5486         &free_add_partial_attr.attr,
5487         &free_remove_partial_attr.attr,
5488         &alloc_from_partial_attr.attr,
5489         &alloc_slab_attr.attr,
5490         &alloc_refill_attr.attr,
5491         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5492         &free_slab_attr.attr,
5493         &cpuslab_flush_attr.attr,
5494         &deactivate_full_attr.attr,
5495         &deactivate_empty_attr.attr,
5496         &deactivate_to_head_attr.attr,
5497         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5498         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5499         &deactivate_bypass_attr.attr,
5500         &order_fallback_attr.attr,
5501         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5502         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5503         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5504         &cpu_partial_free_attr.attr,
5505         &cpu_partial_node_attr.attr,
5506         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5507 #endif
5508 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5509         &failslab_attr.attr,
5510 #endif
5511         &usersize_attr.attr,
5512
5513         NULL
5514 };
5515
5516 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5517         .attrs = slab_attrs,
5518 };
5519
5520 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5521                                 struct attribute *attr,
5522                                 char *buf)
5523 {
5524         struct slab_attribute *attribute;
5525         struct kmem_cache *s;
5526         int err;
5527
5528         attribute = to_slab_attr(attr);
5529         s = to_slab(kobj);
5530
5531         if (!attribute->show)
5532                 return -EIO;
5533
5534         err = attribute->show(s, buf);
5535
5536         return err;
5537 }
5538
5539 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5540                                 struct attribute *attr,
5541                                 const char *buf, size_t len)
5542 {
5543         struct slab_attribute *attribute;
5544         struct kmem_cache *s;
5545         int err;
5546
5547         attribute = to_slab_attr(attr);
5548         s = to_slab(kobj);
5549
5550         if (!attribute->store)
5551                 return -EIO;
5552
5553         err = attribute->store(s, buf, len);
5554 #ifdef CONFIG_MEMCG
5555         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5556                 struct kmem_cache *c;
5557
5558                 mutex_lock(&slab_mutex);
5559                 if (s->max_attr_size < len)
5560                         s->max_attr_size = len;
5561
5562                 /*
5563                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5564                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5565                  * basically because not all attributes will have a well
5566                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5567                  * have permanent effects.
5568                  *
5569                  * Returning the error value of any of the children that fail
5570                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5571                  * error code won't be able to know anything about the state of
5572                  * the cache.
5573                  *
5574                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5575                  * has well defined semantics. The cache being written to
5576                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5577                  * through the descendants with best-effort propagation.
5578                  */
5579                 for_each_memcg_cache(c, s)
5580                         attribute->store(c, buf, len);
5581                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5582         }
5583 #endif
5584         return err;
5585 }
5586
5587 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5588 {
5589 #ifdef CONFIG_MEMCG
5590         int i;
5591         char *buffer = NULL;
5592         struct kmem_cache *root_cache;
5593
5594         if (is_root_cache(s))
5595                 return;
5596
5597         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5598
5599         /*
5600          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5601          * in copying default values around
5602          */
5603         if (!root_cache->max_attr_size)
5604                 return;
5605
5606         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5607                 char mbuf[64];
5608                 char *buf;
5609                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5610                 ssize_t len;
5611
5612                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5613                         continue;
5614
5615                 /*
5616                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5617                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5618                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5619                  *
5620                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5621                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5622                  * theoretically happen.
5623                  */
5624                 if (buffer)
5625                         buf = buffer;
5626                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5627                         buf = mbuf;
5628                 else {
5629                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5630                         if (WARN_ON(!buffer))
5631                                 continue;
5632                         buf = buffer;
5633                 }
5634
5635                 len = attr->show(root_cache, buf);
5636                 if (len > 0)
5637                         attr->store(s, buf, len);
5638         }
5639
5640         if (buffer)
5641                 free_page((unsigned long)buffer);
5642 #endif  /* CONFIG_MEMCG */
5643 }
5644
5645 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5646 {
5647         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5648 }
5649
5650 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5651         .show = slab_attr_show,
5652         .store = slab_attr_store,
5653 };
5654
5655 static struct kobj_type slab_ktype = {
5656         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5657         .release = kmem_cache_release,
5658 };
5659
5660 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5661 {
5662         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5663
5664         if (ktype == &slab_ktype)
5665                 return 1;
5666         return 0;
5667 }
5668
5669 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5670         .filter = uevent_filter,
5671 };
5672
5673 static struct kset *slab_kset;
5674
5675 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5676 {
5677 #ifdef CONFIG_MEMCG
5678         if (!is_root_cache(s))
5679                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5680 #endif
5681         return slab_kset;
5682 }
5683
5684 #define ID_STR_LENGTH 64
5685
5686 /* Create a unique string id for a slab cache:
5687  *
5688  * Format       :[flags-]size
5689  */
5690 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5691 {
5692         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5693         char *p = name;
5694
5695         BUG_ON(!name);
5696
5697         *p++ = ':';
5698         /*
5699          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5700          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5701          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5702          * are matched during merging to guarantee that the id is
5703          * unique.
5704          */
5705         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5706                 *p++ = 'd';
5707         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5708                 *p++ = 'D';
5709         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5710                 *p++ = 'a';
5711         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5712                 *p++ = 'F';
5713         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5714                 *p++ = 'A';
5715         if (p != name + 1)
5716                 *p++ = '-';
5717         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5718
5719         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5720         return name;
5721 }
5722
5723 static void sysfs_slab_remove_workfn(struct work_struct *work)
5724 {
5725         struct kmem_cache *s =
5726                 container_of(work, struct kmem_cache, kobj_remove_work);
5727
5728         if (!s->kobj.state_in_sysfs)
5729                 /*
5730                  * For a memcg cache, this may be called during
5731                  * deactivation and again on shutdown.  Remove only once.
5732                  * A cache is never shut down before deactivation is
5733                  * complete, so no need to worry about synchronization.
5734                  */
5735                 goto out;
5736
5737 #ifdef CONFIG_MEMCG
5738         kset_unregister(s->memcg_kset);
5739 #endif
5740         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5741 out:
5742         kobject_put(&s->kobj);
5743 }
5744
5745 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5746 {
5747         int err;
5748         const char *name;
5749         struct kset *kset = cache_kset(s);
5750         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5751
5752         INIT_WORK(&s->kobj_remove_work, sysfs_slab_remove_workfn);
5753
5754         if (!kset) {
5755                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5756                 return 0;
5757         }
5758
5759         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5760                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5761                 unmergeable = 1;
5762
5763         if (unmergeable) {
5764                 /*
5765                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5766                  * This is typically the case for debug situations. In that
5767                  * case we can catch duplicate names easily.
5768                  */
5769                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5770                 name = s->name;
5771         } else {
5772                 /*
5773                  * Create a unique name for the slab as a target
5774                  * for the symlinks.
5775                  */
5776                 name = create_unique_id(s);
5777         }
5778
5779         s->kobj.kset = kset;
5780         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5781         if (err)
5782                 goto out;
5783
5784         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5785         if (err)
5786                 goto out_del_kobj;
5787
5788 #ifdef CONFIG_MEMCG
5789         if (is_root_cache(s) && memcg_sysfs_enabled) {
5790                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5791                 if (!s->memcg_kset) {
5792                         err = -ENOMEM;
5793                         goto out_del_kobj;
5794                 }
5795         }
5796 #endif
5797
5798         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5799         if (!unmergeable) {
5800                 /* Setup first alias */
5801                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5802         }
5803 out:
5804         if (!unmergeable)
5805                 kfree(name);
5806         return err;
5807 out_del_kobj:
5808         kobject_del(&s->kobj);
5809         goto out;
5810 }
5811
5812 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5813 {
5814         if (slab_state < FULL)
5815                 /*
5816                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5817                  * cache from sysfs.
5818                  */
5819                 return;
5820
5821         kobject_get(&s->kobj);
5822         schedule_work(&s->kobj_remove_work);
5823 }
5824
5825 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5826 {
5827         if (slab_state >= FULL)
5828                 kobject_del(&s->kobj);
5829 }
5830
5831 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5832 {
5833         if (slab_state >= FULL)
5834                 kobject_put(&s->kobj);
5835 }
5836
5837 /*
5838  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5839  * available lest we lose that information.
5840  */
5841 struct saved_alias {
5842         struct kmem_cache *s;
5843         const char *name;
5844         struct saved_alias *next;
5845 };
5846
5847 static struct saved_alias *alias_list;
5848
5849 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5850 {
5851         struct saved_alias *al;
5852
5853         if (slab_state == FULL) {
5854                 /*
5855                  * If we have a leftover link then remove it.
5856                  */
5857                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5858                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5859         }
5860
5861         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5862         if (!al)
5863                 return -ENOMEM;
5864
5865         al->s = s;
5866         al->name = name;
5867         al->next = alias_list;
5868         alias_list = al;
5869         return 0;
5870 }
5871
5872 static int __init slab_sysfs_init(void)
5873 {
5874         struct kmem_cache *s;
5875         int err;
5876
5877         mutex_lock(&slab_mutex);
5878
5879         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5880         if (!slab_kset) {
5881                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5882                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5883                 return -ENOSYS;
5884         }
5885
5886         slab_state = FULL;
5887
5888         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5889                 err = sysfs_slab_add(s);
5890                 if (err)
5891                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5892                                s->name);
5893         }
5894
5895         while (alias_list) {
5896                 struct saved_alias *al = alias_list;
5897
5898                 alias_list = alias_list->next;
5899                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5900                 if (err)
5901                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5902                                al->name);
5903                 kfree(al);
5904         }
5905
5906         mutex_unlock(&slab_mutex);
5907         resiliency_test();
5908         return 0;
5909 }
5910
5911 __initcall(slab_sysfs_init);
5912 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5913
5914 /*
5915  * The /proc/slabinfo ABI
5916  */
5917 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5918 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5919 {
5920         unsigned long nr_slabs = 0;
5921         unsigned long nr_objs = 0;
5922         unsigned long nr_free = 0;
5923         int node;
5924         struct kmem_cache_node *n;
5925
5926         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5927                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5928                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5929                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5930         }
5931
5932         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5933         sinfo->num_objs = nr_objs;
5934         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5935         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5936         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5937         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5938 }
5939
5940 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5941 {
5942 }
5943
5944 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5945                        size_t count, loff_t *ppos)
5946 {
5947         return -EIO;
5948 }
5949 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */