btrfs: ensure that a DUP or RAID1 block group has exactly two stripes
[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. The processor that froze the slab is the one who can
62  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
63  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
64  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
65  *
66  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
67  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
68  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
69  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
70  *   modified without taking the list lock).
71  *
72  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
73  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
74  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
75  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
76  *   the list lock.
77  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
78  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
79  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
80  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
81  *
82  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
83  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
84  *
85  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
86  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
87  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
88  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
89  * cannot scan all objects.
90  *
91  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
92  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
93  * fast frees and allocs.
94  *
95  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
96  *
97  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
98  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
99  *                      such as satisfying allocations for a specific
100  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
101  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
102  *                      list operations. It is up to the processor holding
103  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
104  *                      when the slab is no longer needed.
105  *
106  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
107  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
108  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
109  *                      freelist that allows lockless access to
110  *                      free objects in addition to the regular freelist
111  *                      that requires the slab lock.
112  *
113  * PageError            Slab requires special handling due to debug
114  *                      options set. This moves slab handling out of
115  *                      the fast path and disables lockless freelists.
116  */
117
118 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
119 {
120 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
121         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
122 #else
123         return 0;
124 #endif
125 }
126
127 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
128 {
129         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE)
130                 p += s->red_left_pad;
131
132         return p;
133 }
134
135 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
136 {
137 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
138         return !kmem_cache_debug(s);
139 #else
140         return false;
141 #endif
142 }
143
144 /*
145  * Issues still to be resolved:
146  *
147  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
148  *
149  * - Variable sizing of the per node arrays
150  */
151
152 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
153 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
154
155 /* Enable to log cmpxchg failures */
156 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
157
158 /*
159  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
160  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
161  */
162 #define MIN_PARTIAL 5
163
164 /*
165  * Maximum number of desirable partial slabs.
166  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
167  * sort the partial list by the number of objects in use.
168  */
169 #define MAX_PARTIAL 10
170
171 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
172                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
173
174 /*
175  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
176  * issues when checking or reading debug information
177  */
178 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
179                                 SLAB_TRACE)
180
181
182 /*
183  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
184  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
185  * metadata.
186  */
187 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
188
189 #define OO_SHIFT        16
190 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
191 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
192
193 /* Internal SLUB flags */
194 /* Poison object */
195 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
196 /* Use cmpxchg_double */
197 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
198
199 /*
200  * Tracking user of a slab.
201  */
202 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
203 struct track {
204         unsigned long addr;     /* Called from address */
205 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
206         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
207 #endif
208         int cpu;                /* Was running on cpu */
209         int pid;                /* Pid context */
210         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
211 };
212
213 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
214
215 #ifdef CONFIG_SYSFS
216 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
217 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
218 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
219 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s);
220 #else
221 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
222 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
223                                                         { return 0; }
224 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
225 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
226 #endif
227
228 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
229 {
230 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
231         /*
232          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
233          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
234          */
235         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
236 #endif
237 }
238
239 /********************************************************************
240  *                      Core slab cache functions
241  *******************************************************************/
242
243 /*
244  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
245  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
246  * random number.
247  */
248 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
249                                  unsigned long ptr_addr)
250 {
251 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
252         /*
253          * When CONFIG_KASAN_SW_TAGS is enabled, ptr_addr might be tagged.
254          * Normally, this doesn't cause any issues, as both set_freepointer()
255          * and get_freepointer() are called with a pointer with the same tag.
256          * However, there are some issues with CONFIG_SLUB_DEBUG code. For
257          * example, when __free_slub() iterates over objects in a cache, it
258          * passes untagged pointers to check_object(). check_object() in turns
259          * calls get_freepointer() with an untagged pointer, which causes the
260          * freepointer to be restored incorrectly.
261          */
262         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^
263                         (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)ptr_addr));
264 #else
265         return ptr;
266 #endif
267 }
268
269 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
270 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
271                                          void *ptr_addr)
272 {
273         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
274                             (unsigned long)ptr_addr);
275 }
276
277 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
278 {
279         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
280 }
281
282 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
283 {
284         prefetch(object + s->offset);
285 }
286
287 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
288 {
289         unsigned long freepointer_addr;
290         void *p;
291
292         if (!debug_pagealloc_enabled())
293                 return get_freepointer(s, object);
294
295         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
296         probe_kernel_read(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
297         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
298 }
299
300 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
301 {
302         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
303
304 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
305         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
306 #endif
307
308         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
309 }
310
311 /* Loop over all objects in a slab */
312 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
313         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
314                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
315                 __p += (__s)->size)
316
317 /* Determine object index from a given position */
318 static inline unsigned int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
319 {
320         return (kasan_reset_tag(p) - addr) / s->size;
321 }
322
323 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
324 {
325         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
326 }
327
328 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
329                 unsigned int size)
330 {
331         struct kmem_cache_order_objects x = {
332                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
333         };
334
335         return x;
336 }
337
338 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
339 {
340         return x.x >> OO_SHIFT;
341 }
342
343 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
344 {
345         return x.x & OO_MASK;
346 }
347
348 /*
349  * Per slab locking using the pagelock
350  */
351 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
352 {
353         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
354         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
355 }
356
357 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
358 {
359         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
360         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
361 }
362
363 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
364 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
365                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
366                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
367                 const char *n)
368 {
369         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
370 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
371     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
372         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
373                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
374                                    freelist_old, counters_old,
375                                    freelist_new, counters_new))
376                         return true;
377         } else
378 #endif
379         {
380                 slab_lock(page);
381                 if (page->freelist == freelist_old &&
382                                         page->counters == counters_old) {
383                         page->freelist = freelist_new;
384                         page->counters = counters_new;
385                         slab_unlock(page);
386                         return true;
387                 }
388                 slab_unlock(page);
389         }
390
391         cpu_relax();
392         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
393
394 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
395         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
396 #endif
397
398         return false;
399 }
400
401 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
402                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
403                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
404                 const char *n)
405 {
406 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
407     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
408         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
409                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
410                                    freelist_old, counters_old,
411                                    freelist_new, counters_new))
412                         return true;
413         } else
414 #endif
415         {
416                 unsigned long flags;
417
418                 local_irq_save(flags);
419                 slab_lock(page);
420                 if (page->freelist == freelist_old &&
421                                         page->counters == counters_old) {
422                         page->freelist = freelist_new;
423                         page->counters = counters_new;
424                         slab_unlock(page);
425                         local_irq_restore(flags);
426                         return true;
427                 }
428                 slab_unlock(page);
429                 local_irq_restore(flags);
430         }
431
432         cpu_relax();
433         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
434
435 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
436         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
437 #endif
438
439         return false;
440 }
441
442 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
443 /*
444  * Determine a map of object in use on a page.
445  *
446  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
447  * not vanish from under us.
448  */
449 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
450 {
451         void *p;
452         void *addr = page_address(page);
453
454         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
455                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
456 }
457
458 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
459 {
460         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
461                 return s->size - s->red_left_pad;
462
463         return s->size;
464 }
465
466 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
467 {
468         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
469                 p -= s->red_left_pad;
470
471         return p;
472 }
473
474 /*
475  * Debug settings:
476  */
477 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
478 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
479 #else
480 static slab_flags_t slub_debug;
481 #endif
482
483 static char *slub_debug_slabs;
484 static int disable_higher_order_debug;
485
486 /*
487  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
488  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
489  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
490  * to tell kasan that these accesses are OK.
491  */
492 static inline void metadata_access_enable(void)
493 {
494         kasan_disable_current();
495 }
496
497 static inline void metadata_access_disable(void)
498 {
499         kasan_enable_current();
500 }
501
502 /*
503  * Object debugging
504  */
505
506 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
507 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
508                                 struct page *page, void *object)
509 {
510         void *base;
511
512         if (!object)
513                 return 1;
514
515         base = page_address(page);
516         object = kasan_reset_tag(object);
517         object = restore_red_left(s, object);
518         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
519                 (object - base) % s->size) {
520                 return 0;
521         }
522
523         return 1;
524 }
525
526 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
527                           unsigned int length)
528 {
529         metadata_access_enable();
530         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
531                         length, 1);
532         metadata_access_disable();
533 }
534
535 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
536         enum track_item alloc)
537 {
538         struct track *p;
539
540         if (s->offset)
541                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
542         else
543                 p = object + s->inuse;
544
545         return p + alloc;
546 }
547
548 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
549                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
550 {
551         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
552
553         if (addr) {
554 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
555                 struct stack_trace trace;
556                 int i;
557
558                 trace.nr_entries = 0;
559                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
560                 trace.entries = p->addrs;
561                 trace.skip = 3;
562                 metadata_access_enable();
563                 save_stack_trace(&trace);
564                 metadata_access_disable();
565
566                 /* See rant in lockdep.c */
567                 if (trace.nr_entries != 0 &&
568                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
569                         trace.nr_entries--;
570
571                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
572                         p->addrs[i] = 0;
573 #endif
574                 p->addr = addr;
575                 p->cpu = smp_processor_id();
576                 p->pid = current->pid;
577                 p->when = jiffies;
578         } else
579                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
580 }
581
582 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
583 {
584         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
585                 return;
586
587         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
588         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
589 }
590
591 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
592 {
593         if (!t->addr)
594                 return;
595
596         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
597                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
598 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
599         {
600                 int i;
601                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
602                         if (t->addrs[i])
603                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
604                         else
605                                 break;
606         }
607 #endif
608 }
609
610 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
611 {
612         unsigned long pr_time = jiffies;
613         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
614                 return;
615
616         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
617         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
618 }
619
620 static void print_page_info(struct page *page)
621 {
622         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
623                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
624
625 }
626
627 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
628 {
629         struct va_format vaf;
630         va_list args;
631
632         va_start(args, fmt);
633         vaf.fmt = fmt;
634         vaf.va = &args;
635         pr_err("=============================================================================\n");
636         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
637         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
638
639         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
640         va_end(args);
641 }
642
643 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
644 {
645         struct va_format vaf;
646         va_list args;
647
648         va_start(args, fmt);
649         vaf.fmt = fmt;
650         vaf.va = &args;
651         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
652         va_end(args);
653 }
654
655 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
656 {
657         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
658         u8 *addr = page_address(page);
659
660         print_tracking(s, p);
661
662         print_page_info(page);
663
664         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
665                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
666
667         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
668                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p - s->red_left_pad,
669                               s->red_left_pad);
670         else if (p > addr + 16)
671                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
672
673         print_section(KERN_ERR, "Object ", p,
674                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
675         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
676                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p + s->object_size,
677                         s->inuse - s->object_size);
678
679         if (s->offset)
680                 off = s->offset + sizeof(void *);
681         else
682                 off = s->inuse;
683
684         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
685                 off += 2 * sizeof(struct track);
686
687         off += kasan_metadata_size(s);
688
689         if (off != size_from_object(s))
690                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
691                 print_section(KERN_ERR, "Padding ", p + off,
692                               size_from_object(s) - off);
693
694         dump_stack();
695 }
696
697 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
698                         u8 *object, char *reason)
699 {
700         slab_bug(s, "%s", reason);
701         print_trailer(s, page, object);
702 }
703
704 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
705                         const char *fmt, ...)
706 {
707         va_list args;
708         char buf[100];
709
710         va_start(args, fmt);
711         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
712         va_end(args);
713         slab_bug(s, "%s", buf);
714         print_page_info(page);
715         dump_stack();
716 }
717
718 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
719 {
720         u8 *p = object;
721
722         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
723                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
724
725         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
726                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
727                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
728         }
729
730         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
731                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
732 }
733
734 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
735                                                 void *from, void *to)
736 {
737         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
738         memset(from, data, to - from);
739 }
740
741 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
742                         u8 *object, char *what,
743                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
744 {
745         u8 *fault;
746         u8 *end;
747
748         metadata_access_enable();
749         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
750         metadata_access_disable();
751         if (!fault)
752                 return 1;
753
754         end = start + bytes;
755         while (end > fault && end[-1] == value)
756                 end--;
757
758         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
759         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
760                                         fault, end - 1, fault[0], value);
761         print_trailer(s, page, object);
762
763         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
764         return 0;
765 }
766
767 /*
768  * Object layout:
769  *
770  * object address
771  *      Bytes of the object to be managed.
772  *      If the freepointer may overlay the object then the free
773  *      pointer is the first word of the object.
774  *
775  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
776  *      0xa5 (POISON_END)
777  *
778  * object + s->object_size
779  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
780  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
781  *      object_size == inuse.
782  *
783  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
784  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
785  *
786  * object + s->inuse
787  *      Meta data starts here.
788  *
789  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
790  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
791  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
792  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
793  *              before the word boundary.
794  *
795  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
796  *
797  * object + s->size
798  *      Nothing is used beyond s->size.
799  *
800  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
801  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
802  * may be used with merged slabcaches.
803  */
804
805 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
806 {
807         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
808
809         if (s->offset)
810                 /* Freepointer is placed after the object. */
811                 off += sizeof(void *);
812
813         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
814                 /* We also have user information there */
815                 off += 2 * sizeof(struct track);
816
817         off += kasan_metadata_size(s);
818
819         if (size_from_object(s) == off)
820                 return 1;
821
822         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
823                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
824 }
825
826 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
827 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
828 {
829         u8 *start;
830         u8 *fault;
831         u8 *end;
832         u8 *pad;
833         int length;
834         int remainder;
835
836         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
837                 return 1;
838
839         start = page_address(page);
840         length = PAGE_SIZE << compound_order(page);
841         end = start + length;
842         remainder = length % s->size;
843         if (!remainder)
844                 return 1;
845
846         pad = end - remainder;
847         metadata_access_enable();
848         fault = memchr_inv(pad, POISON_INUSE, remainder);
849         metadata_access_disable();
850         if (!fault)
851                 return 1;
852         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
853                 end--;
854
855         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
856         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
857
858         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
859         return 0;
860 }
861
862 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
863                                         void *object, u8 val)
864 {
865         u8 *p = object;
866         u8 *endobject = object + s->object_size;
867
868         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
869                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
870                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
871                         return 0;
872
873                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
874                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
875                         return 0;
876         } else {
877                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
878                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
879                                 endobject, POISON_INUSE,
880                                 s->inuse - s->object_size);
881                 }
882         }
883
884         if (s->flags & SLAB_POISON) {
885                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
886                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
887                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
888                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
889                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
890                         return 0;
891                 /*
892                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
893                  */
894                 check_pad_bytes(s, page, p);
895         }
896
897         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
898                 /*
899                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
900                  * freepointer while object is allocated.
901                  */
902                 return 1;
903
904         /* Check free pointer validity */
905         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
906                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
907                 /*
908                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
909                  * of the free objects in this slab. May cause
910                  * another error because the object count is now wrong.
911                  */
912                 set_freepointer(s, p, NULL);
913                 return 0;
914         }
915         return 1;
916 }
917
918 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
919 {
920         int maxobj;
921
922         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
923
924         if (!PageSlab(page)) {
925                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
926                 return 0;
927         }
928
929         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size);
930         if (page->objects > maxobj) {
931                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
932                         page->objects, maxobj);
933                 return 0;
934         }
935         if (page->inuse > page->objects) {
936                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
937                         page->inuse, page->objects);
938                 return 0;
939         }
940         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
941         slab_pad_check(s, page);
942         return 1;
943 }
944
945 /*
946  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
947  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
948  */
949 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
950 {
951         int nr = 0;
952         void *fp;
953         void *object = NULL;
954         int max_objects;
955
956         fp = page->freelist;
957         while (fp && nr <= page->objects) {
958                 if (fp == search)
959                         return 1;
960                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
961                         if (object) {
962                                 object_err(s, page, object,
963                                         "Freechain corrupt");
964                                 set_freepointer(s, object, NULL);
965                         } else {
966                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
967                                 page->freelist = NULL;
968                                 page->inuse = page->objects;
969                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
970                                 return 0;
971                         }
972                         break;
973                 }
974                 object = fp;
975                 fp = get_freepointer(s, object);
976                 nr++;
977         }
978
979         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size);
980         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
981                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
982
983         if (page->objects != max_objects) {
984                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
985                          page->objects, max_objects);
986                 page->objects = max_objects;
987                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
988         }
989         if (page->inuse != page->objects - nr) {
990                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
991                          page->inuse, page->objects - nr);
992                 page->inuse = page->objects - nr;
993                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
994         }
995         return search == NULL;
996 }
997
998 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
999                                                                 int alloc)
1000 {
1001         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1002                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1003                         s->name,
1004                         alloc ? "alloc" : "free",
1005                         object, page->inuse,
1006                         page->freelist);
1007
1008                 if (!alloc)
1009                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1010                                         s->object_size);
1011
1012                 dump_stack();
1013         }
1014 }
1015
1016 /*
1017  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1018  */
1019 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1020         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1021 {
1022         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1023                 return;
1024
1025         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1026         list_add(&page->lru, &n->full);
1027 }
1028
1029 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1030 {
1031         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1032                 return;
1033
1034         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1035         list_del(&page->lru);
1036 }
1037
1038 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1039 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1040 {
1041         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1042
1043         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1044 }
1045
1046 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1047 {
1048         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1049 }
1050
1051 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1052 {
1053         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1054
1055         /*
1056          * May be called early in order to allocate a slab for the
1057          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1058          * dilemma by deferring the increment of the count during
1059          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1060          */
1061         if (likely(n)) {
1062                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1063                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1064         }
1065 }
1066 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1067 {
1068         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1069
1070         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1071         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1072 }
1073
1074 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1075 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1076                                                                 void *object)
1077 {
1078         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1079                 return;
1080
1081         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1082         init_tracking(s, object);
1083 }
1084
1085 static void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, void *addr, int order)
1086 {
1087         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
1088                 return;
1089
1090         metadata_access_enable();
1091         memset(addr, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1092         metadata_access_disable();
1093 }
1094
1095 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1096                                         struct page *page,
1097                                         void *object, unsigned long addr)
1098 {
1099         if (!check_slab(s, page))
1100                 return 0;
1101
1102         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1103                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1104                 return 0;
1105         }
1106
1107         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1108                 return 0;
1109
1110         return 1;
1111 }
1112
1113 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1114                                         struct page *page,
1115                                         void *object, unsigned long addr)
1116 {
1117         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1118                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object, addr))
1119                         goto bad;
1120         }
1121
1122         /* Success perform special debug activities for allocs */
1123         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1124                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1125         trace(s, page, object, 1);
1126         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1127         return 1;
1128
1129 bad:
1130         if (PageSlab(page)) {
1131                 /*
1132                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1133                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1134                  * as used avoids touching the remaining objects.
1135                  */
1136                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1137                 page->inuse = page->objects;
1138                 page->freelist = NULL;
1139         }
1140         return 0;
1141 }
1142
1143 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1144                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1145 {
1146         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1147                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1148                 return 0;
1149         }
1150
1151         if (on_freelist(s, page, object)) {
1152                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1153                 return 0;
1154         }
1155
1156         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1157                 return 0;
1158
1159         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1160                 if (!PageSlab(page)) {
1161                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1162                                  object);
1163                 } else if (!page->slab_cache) {
1164                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1165                                object);
1166                         dump_stack();
1167                 } else
1168                         object_err(s, page, object,
1169                                         "page slab pointer corrupt.");
1170                 return 0;
1171         }
1172         return 1;
1173 }
1174
1175 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1176 static noinline int free_debug_processing(
1177         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1178         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1179         unsigned long addr)
1180 {
1181         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1182         void *object = head;
1183         int cnt = 0;
1184         unsigned long uninitialized_var(flags);
1185         int ret = 0;
1186
1187         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1188         slab_lock(page);
1189
1190         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1191                 if (!check_slab(s, page))
1192                         goto out;
1193         }
1194
1195 next_object:
1196         cnt++;
1197
1198         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1199                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1200                         goto out;
1201         }
1202
1203         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1204                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1205         trace(s, page, object, 0);
1206         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1207         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1208
1209         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1210         if (object != tail) {
1211                 object = get_freepointer(s, object);
1212                 goto next_object;
1213         }
1214         ret = 1;
1215
1216 out:
1217         if (cnt != bulk_cnt)
1218                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1219                          bulk_cnt, cnt);
1220
1221         slab_unlock(page);
1222         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1223         if (!ret)
1224                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1225         return ret;
1226 }
1227
1228 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1229 {
1230         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1231         if (*str++ != '=' || !*str)
1232                 /*
1233                  * No options specified. Switch on full debugging.
1234                  */
1235                 goto out;
1236
1237         if (*str == ',')
1238                 /*
1239                  * No options but restriction on slabs. This means full
1240                  * debugging for slabs matching a pattern.
1241                  */
1242                 goto check_slabs;
1243
1244         slub_debug = 0;
1245         if (*str == '-')
1246                 /*
1247                  * Switch off all debugging measures.
1248                  */
1249                 goto out;
1250
1251         /*
1252          * Determine which debug features should be switched on
1253          */
1254         for (; *str && *str != ','; str++) {
1255                 switch (tolower(*str)) {
1256                 case 'f':
1257                         slub_debug |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1258                         break;
1259                 case 'z':
1260                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1261                         break;
1262                 case 'p':
1263                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1264                         break;
1265                 case 'u':
1266                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1267                         break;
1268                 case 't':
1269                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1270                         break;
1271                 case 'a':
1272                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1273                         break;
1274                 case 'o':
1275                         /*
1276                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1277                          * order would increase as a result.
1278                          */
1279                         disable_higher_order_debug = 1;
1280                         break;
1281                 default:
1282                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1283                                *str);
1284                 }
1285         }
1286
1287 check_slabs:
1288         if (*str == ',')
1289                 slub_debug_slabs = str + 1;
1290 out:
1291         return 1;
1292 }
1293
1294 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1295
1296 /*
1297  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1298  * @object_size:        the size of an object without meta data
1299  * @flags:              flags to set
1300  * @name:               name of the cache
1301  * @ctor:               constructor function
1302  *
1303  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1304  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1305  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1306  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1307  */
1308 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1309         slab_flags_t flags, const char *name,
1310         void (*ctor)(void *))
1311 {
1312         char *iter;
1313         size_t len;
1314
1315         /* If slub_debug = 0, it folds into the if conditional. */
1316         if (!slub_debug_slabs)
1317                 return flags | slub_debug;
1318
1319         len = strlen(name);
1320         iter = slub_debug_slabs;
1321         while (*iter) {
1322                 char *end, *glob;
1323                 size_t cmplen;
1324
1325                 end = strchr(iter, ',');
1326                 if (!end)
1327                         end = iter + strlen(iter);
1328
1329                 glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1330                 if (glob)
1331                         cmplen = glob - iter;
1332                 else
1333                         cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1334
1335                 if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1336                         flags |= slub_debug;
1337                         break;
1338                 }
1339
1340                 if (!*end)
1341                         break;
1342                 iter = end + 1;
1343         }
1344
1345         return flags;
1346 }
1347 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1348 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1349                         struct page *page, void *object) {}
1350 static inline void setup_page_debug(struct kmem_cache *s,
1351                         void *addr, int order) {}
1352
1353 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1354         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1355
1356 static inline int free_debug_processing(
1357         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1358         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1359         unsigned long addr) { return 0; }
1360
1361 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1362                         { return 1; }
1363 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1364                         void *object, u8 val) { return 1; }
1365 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1366                                         struct page *page) {}
1367 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1368                                         struct page *page) {}
1369 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1370         slab_flags_t flags, const char *name,
1371         void (*ctor)(void *))
1372 {
1373         return flags;
1374 }
1375 #define slub_debug 0
1376
1377 #define disable_higher_order_debug 0
1378
1379 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1380                                                         { return 0; }
1381 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1382                                                         { return 0; }
1383 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1384                                                         int objects) {}
1385 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1386                                                         int objects) {}
1387
1388 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1389
1390 /*
1391  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1392  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1393  */
1394 static inline void *kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1395 {
1396         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1397         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1398         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1399         return ptr;
1400 }
1401
1402 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1403 {
1404         kmemleak_free(x);
1405         kasan_kfree_large(x, _RET_IP_);
1406 }
1407
1408 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1409 {
1410         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1411
1412         /*
1413          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1414          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1415          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1416          */
1417 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1418         {
1419                 unsigned long flags;
1420
1421                 local_irq_save(flags);
1422                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1423                 local_irq_restore(flags);
1424         }
1425 #endif
1426         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1427                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1428
1429         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse */
1430         return kasan_slab_free(s, x, _RET_IP_);
1431 }
1432
1433 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1434                                            void **head, void **tail)
1435 {
1436 /*
1437  * Compiler cannot detect this function can be removed if slab_free_hook()
1438  * evaluates to nothing.  Thus, catch all relevant config debug options here.
1439  */
1440 #if defined(CONFIG_LOCKDEP)     ||              \
1441         defined(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK) ||       \
1442         defined(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_FREE) ||   \
1443         defined(CONFIG_KASAN)
1444
1445         void *object;
1446         void *next = *head;
1447         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1448
1449         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1450         *head = NULL;
1451         *tail = NULL;
1452
1453         do {
1454                 object = next;
1455                 next = get_freepointer(s, object);
1456                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1457                 if (!slab_free_hook(s, object)) {
1458                         /* Move object to the new freelist */
1459                         set_freepointer(s, object, *head);
1460                         *head = object;
1461                         if (!*tail)
1462                                 *tail = object;
1463                 }
1464         } while (object != old_tail);
1465
1466         if (*head == *tail)
1467                 *tail = NULL;
1468
1469         return *head != NULL;
1470 #else
1471         return true;
1472 #endif
1473 }
1474
1475 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1476                                 void *object)
1477 {
1478         setup_object_debug(s, page, object);
1479         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
1480         if (unlikely(s->ctor)) {
1481                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1482                 s->ctor(object);
1483                 kasan_poison_object_data(s, object);
1484         }
1485         return object;
1486 }
1487
1488 /*
1489  * Slab allocation and freeing
1490  */
1491 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1492                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1493 {
1494         struct page *page;
1495         unsigned int order = oo_order(oo);
1496
1497         if (node == NUMA_NO_NODE)
1498                 page = alloc_pages(flags, order);
1499         else
1500                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1501
1502         if (page && memcg_charge_slab(page, flags, order, s)) {
1503                 __free_pages(page, order);
1504                 page = NULL;
1505         }
1506
1507         return page;
1508 }
1509
1510 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1511 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1512 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1513 {
1514         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1515         int err;
1516
1517         /* Bailout if already initialised */
1518         if (s->random_seq)
1519                 return 0;
1520
1521         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1522         if (err) {
1523                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1524                         s->name);
1525                 return err;
1526         }
1527
1528         /* Transform to an offset on the set of pages */
1529         if (s->random_seq) {
1530                 unsigned int i;
1531
1532                 for (i = 0; i < count; i++)
1533                         s->random_seq[i] *= s->size;
1534         }
1535         return 0;
1536 }
1537
1538 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1539 static void __init init_freelist_randomization(void)
1540 {
1541         struct kmem_cache *s;
1542
1543         mutex_lock(&slab_mutex);
1544
1545         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1546                 init_cache_random_seq(s);
1547
1548         mutex_unlock(&slab_mutex);
1549 }
1550
1551 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1552 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1553                                 unsigned long *pos, void *start,
1554                                 unsigned long page_limit,
1555                                 unsigned long freelist_count)
1556 {
1557         unsigned int idx;
1558
1559         /*
1560          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1561          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1562          */
1563         do {
1564                 idx = s->random_seq[*pos];
1565                 *pos += 1;
1566                 if (*pos >= freelist_count)
1567                         *pos = 0;
1568         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1569
1570         return (char *)start + idx;
1571 }
1572
1573 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1574 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1575 {
1576         void *start;
1577         void *cur;
1578         void *next;
1579         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1580
1581         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1582                 return false;
1583
1584         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1585         pos = get_random_int() % freelist_count;
1586
1587         page_limit = page->objects * s->size;
1588         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1589
1590         /* First entry is used as the base of the freelist */
1591         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1592                                 freelist_count);
1593         cur = setup_object(s, page, cur);
1594         page->freelist = cur;
1595
1596         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1597                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1598                         freelist_count);
1599                 next = setup_object(s, page, next);
1600                 set_freepointer(s, cur, next);
1601                 cur = next;
1602         }
1603         set_freepointer(s, cur, NULL);
1604
1605         return true;
1606 }
1607 #else
1608 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1609 {
1610         return 0;
1611 }
1612 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1613 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1614 {
1615         return false;
1616 }
1617 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1618
1619 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1620 {
1621         struct page *page;
1622         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1623         gfp_t alloc_gfp;
1624         void *start, *p, *next;
1625         int idx, order;
1626         bool shuffle;
1627
1628         flags &= gfp_allowed_mask;
1629
1630         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1631                 local_irq_enable();
1632
1633         flags |= s->allocflags;
1634
1635         /*
1636          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1637          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1638          */
1639         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1640         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1641                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1642
1643         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1644         if (unlikely(!page)) {
1645                 oo = s->min;
1646                 alloc_gfp = flags;
1647                 /*
1648                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1649                  * Try a lower order alloc if possible
1650                  */
1651                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1652                 if (unlikely(!page))
1653                         goto out;
1654                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1655         }
1656
1657         page->objects = oo_objects(oo);
1658
1659         order = compound_order(page);
1660         page->slab_cache = s;
1661         __SetPageSlab(page);
1662         if (page_is_pfmemalloc(page))
1663                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1664
1665         kasan_poison_slab(page);
1666
1667         start = page_address(page);
1668
1669         setup_page_debug(s, start, order);
1670
1671         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1672
1673         if (!shuffle) {
1674                 start = fixup_red_left(s, start);
1675                 start = setup_object(s, page, start);
1676                 page->freelist = start;
1677                 for (idx = 0, p = start; idx < page->objects - 1; idx++) {
1678                         next = p + s->size;
1679                         next = setup_object(s, page, next);
1680                         set_freepointer(s, p, next);
1681                         p = next;
1682                 }
1683                 set_freepointer(s, p, NULL);
1684         }
1685
1686         page->inuse = page->objects;
1687         page->frozen = 1;
1688
1689 out:
1690         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1691                 local_irq_disable();
1692         if (!page)
1693                 return NULL;
1694
1695         mod_lruvec_page_state(page,
1696                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1697                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1698                 1 << oo_order(oo));
1699
1700         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1701
1702         return page;
1703 }
1704
1705 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1706 {
1707         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1708                 gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
1709                 flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
1710                 pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
1711                                 invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
1712                 dump_stack();
1713         }
1714
1715         return allocate_slab(s,
1716                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1717 }
1718
1719 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1720 {
1721         int order = compound_order(page);
1722         int pages = 1 << order;
1723
1724         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1725                 void *p;
1726
1727                 slab_pad_check(s, page);
1728                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1729                                                 page->objects)
1730                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1731         }
1732
1733         mod_lruvec_page_state(page,
1734                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1735                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1736                 -pages);
1737
1738         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1739         __ClearPageSlab(page);
1740
1741         page->mapping = NULL;
1742         if (current->reclaim_state)
1743                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1744         memcg_uncharge_slab(page, order, s);
1745         __free_pages(page, order);
1746 }
1747
1748 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1749 {
1750         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1751
1752         __free_slab(page->slab_cache, page);
1753 }
1754
1755 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1756 {
1757         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1758                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1759         } else
1760                 __free_slab(s, page);
1761 }
1762
1763 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1764 {
1765         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1766         free_slab(s, page);
1767 }
1768
1769 /*
1770  * Management of partially allocated slabs.
1771  */
1772 static inline void
1773 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1774 {
1775         n->nr_partial++;
1776         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1777                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1778         else
1779                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1780 }
1781
1782 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1783                                 struct page *page, int tail)
1784 {
1785         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1786         __add_partial(n, page, tail);
1787 }
1788
1789 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1790                                         struct page *page)
1791 {
1792         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1793         list_del(&page->lru);
1794         n->nr_partial--;
1795 }
1796
1797 /*
1798  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1799  * return the pointer to the freelist.
1800  *
1801  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1802  */
1803 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1804                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1805                 int mode, int *objects)
1806 {
1807         void *freelist;
1808         unsigned long counters;
1809         struct page new;
1810
1811         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1812
1813         /*
1814          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1815          * The old freelist is the list of objects for the
1816          * per cpu allocation list.
1817          */
1818         freelist = page->freelist;
1819         counters = page->counters;
1820         new.counters = counters;
1821         *objects = new.objects - new.inuse;
1822         if (mode) {
1823                 new.inuse = page->objects;
1824                 new.freelist = NULL;
1825         } else {
1826                 new.freelist = freelist;
1827         }
1828
1829         VM_BUG_ON(new.frozen);
1830         new.frozen = 1;
1831
1832         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1833                         freelist, counters,
1834                         new.freelist, new.counters,
1835                         "acquire_slab"))
1836                 return NULL;
1837
1838         remove_partial(n, page);
1839         WARN_ON(!freelist);
1840         return freelist;
1841 }
1842
1843 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1844 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1845
1846 /*
1847  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1848  */
1849 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1850                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1851 {
1852         struct page *page, *page2;
1853         void *object = NULL;
1854         unsigned int available = 0;
1855         int objects;
1856
1857         /*
1858          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1859          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1860          * partial slab and there is none available then get_partials()
1861          * will return NULL.
1862          */
1863         if (!n || !n->nr_partial)
1864                 return NULL;
1865
1866         spin_lock(&n->list_lock);
1867         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1868                 void *t;
1869
1870                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1871                         continue;
1872
1873                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1874                 if (!t)
1875                         break;
1876
1877                 available += objects;
1878                 if (!object) {
1879                         c->page = page;
1880                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1881                         object = t;
1882                 } else {
1883                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1884                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1885                 }
1886                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1887                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
1888                         break;
1889
1890         }
1891         spin_unlock(&n->list_lock);
1892         return object;
1893 }
1894
1895 /*
1896  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1897  */
1898 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1899                 struct kmem_cache_cpu *c)
1900 {
1901 #ifdef CONFIG_NUMA
1902         struct zonelist *zonelist;
1903         struct zoneref *z;
1904         struct zone *zone;
1905         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1906         void *object;
1907         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1908
1909         /*
1910          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1911          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1912          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1913          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1914          *
1915          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1916          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1917          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1918          * from other nodes and filled up.
1919          *
1920          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
1921          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
1922          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
1923          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
1924          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1925          * with available objects.
1926          */
1927         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1928                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1929                 return NULL;
1930
1931         do {
1932                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1933                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1934                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1935                         struct kmem_cache_node *n;
1936
1937                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1938
1939                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1940                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1941                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1942                                 if (object) {
1943                                         /*
1944                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1945                                          * here - if mems_allowed was updated in
1946                                          * parallel, that was a harmless race
1947                                          * between allocation and the cpuset
1948                                          * update
1949                                          */
1950                                         return object;
1951                                 }
1952                         }
1953                 }
1954         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1955 #endif
1956         return NULL;
1957 }
1958
1959 /*
1960  * Get a partial page, lock it and return it.
1961  */
1962 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1963                 struct kmem_cache_cpu *c)
1964 {
1965         void *object;
1966         int searchnode = node;
1967
1968         if (node == NUMA_NO_NODE)
1969                 searchnode = numa_mem_id();
1970         else if (!node_present_pages(node))
1971                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1972
1973         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1974         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1975                 return object;
1976
1977         return get_any_partial(s, flags, c);
1978 }
1979
1980 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1981 /*
1982  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1983  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1984  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1985  */
1986 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1987 #else
1988 /*
1989  * No preemption supported therefore also no need to check for
1990  * different cpus.
1991  */
1992 #define TID_STEP 1
1993 #endif
1994
1995 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1996 {
1997         return tid + TID_STEP;
1998 }
1999
2000 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2001 {
2002         return tid % TID_STEP;
2003 }
2004
2005 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2006 {
2007         return tid / TID_STEP;
2008 }
2009
2010 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2011 {
2012         return cpu;
2013 }
2014
2015 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2016                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2017 {
2018 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2019         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2020
2021         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2022
2023 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2024         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2025                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2026                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2027         else
2028 #endif
2029         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2030                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2031                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2032         else
2033                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2034                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2035 #endif
2036         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2037 }
2038
2039 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2040 {
2041         int cpu;
2042
2043         for_each_possible_cpu(cpu)
2044                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2045 }
2046
2047 /*
2048  * Remove the cpu slab
2049  */
2050 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2051                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2052 {
2053         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2054         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2055         int lock = 0;
2056         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2057         void *nextfree;
2058         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2059         struct page new;
2060         struct page old;
2061
2062         if (page->freelist) {
2063                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2064                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2065         }
2066
2067         /*
2068          * Stage one: Free all available per cpu objects back
2069          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
2070          * last one.
2071          *
2072          * There is no need to take the list->lock because the page
2073          * is still frozen.
2074          */
2075         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
2076                 void *prior;
2077                 unsigned long counters;
2078
2079                 do {
2080                         prior = page->freelist;
2081                         counters = page->counters;
2082                         set_freepointer(s, freelist, prior);
2083                         new.counters = counters;
2084                         new.inuse--;
2085                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
2086
2087                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2088                         prior, counters,
2089                         freelist, new.counters,
2090                         "drain percpu freelist"));
2091
2092                 freelist = nextfree;
2093         }
2094
2095         /*
2096          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
2097          * list presence reflects the actual number of objects
2098          * during unfreeze.
2099          *
2100          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2101          * with the count. If there is a mismatch then the page
2102          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2103          *
2104          * Then we restart the process which may have to remove
2105          * the page from the list that we just put it on again
2106          * because the number of objects in the slab may have
2107          * changed.
2108          */
2109 redo:
2110
2111         old.freelist = page->freelist;
2112         old.counters = page->counters;
2113         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2114
2115         /* Determine target state of the slab */
2116         new.counters = old.counters;
2117         if (freelist) {
2118                 new.inuse--;
2119                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
2120                 new.freelist = freelist;
2121         } else
2122                 new.freelist = old.freelist;
2123
2124         new.frozen = 0;
2125
2126         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2127                 m = M_FREE;
2128         else if (new.freelist) {
2129                 m = M_PARTIAL;
2130                 if (!lock) {
2131                         lock = 1;
2132                         /*
2133                          * Taking the spinlock removes the possiblity
2134                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2135                          * is frozen
2136                          */
2137                         spin_lock(&n->list_lock);
2138                 }
2139         } else {
2140                 m = M_FULL;
2141                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
2142                         lock = 1;
2143                         /*
2144                          * This also ensures that the scanning of full
2145                          * slabs from diagnostic functions will not see
2146                          * any frozen slabs.
2147                          */
2148                         spin_lock(&n->list_lock);
2149                 }
2150         }
2151
2152         if (l != m) {
2153                 if (l == M_PARTIAL)
2154                         remove_partial(n, page);
2155                 else if (l == M_FULL)
2156                         remove_full(s, n, page);
2157
2158                 if (m == M_PARTIAL)
2159                         add_partial(n, page, tail);
2160                 else if (m == M_FULL)
2161                         add_full(s, n, page);
2162         }
2163
2164         l = m;
2165         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2166                                 old.freelist, old.counters,
2167                                 new.freelist, new.counters,
2168                                 "unfreezing slab"))
2169                 goto redo;
2170
2171         if (lock)
2172                 spin_unlock(&n->list_lock);
2173
2174         if (m == M_PARTIAL)
2175                 stat(s, tail);
2176         else if (m == M_FULL)
2177                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2178         else if (m == M_FREE) {
2179                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2180                 discard_slab(s, page);
2181                 stat(s, FREE_SLAB);
2182         }
2183
2184         c->page = NULL;
2185         c->freelist = NULL;
2186 }
2187
2188 /*
2189  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2190  *
2191  * This function must be called with interrupts disabled
2192  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2193  * to guarantee no concurrent accesses).
2194  */
2195 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2196                 struct kmem_cache_cpu *c)
2197 {
2198 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2199         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2200         struct page *page, *discard_page = NULL;
2201
2202         while ((page = c->partial)) {
2203                 struct page new;
2204                 struct page old;
2205
2206                 c->partial = page->next;
2207
2208                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2209                 if (n != n2) {
2210                         if (n)
2211                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2212
2213                         n = n2;
2214                         spin_lock(&n->list_lock);
2215                 }
2216
2217                 do {
2218
2219                         old.freelist = page->freelist;
2220                         old.counters = page->counters;
2221                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2222
2223                         new.counters = old.counters;
2224                         new.freelist = old.freelist;
2225
2226                         new.frozen = 0;
2227
2228                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2229                                 old.freelist, old.counters,
2230                                 new.freelist, new.counters,
2231                                 "unfreezing slab"));
2232
2233                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2234                         page->next = discard_page;
2235                         discard_page = page;
2236                 } else {
2237                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2238                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2239                 }
2240         }
2241
2242         if (n)
2243                 spin_unlock(&n->list_lock);
2244
2245         while (discard_page) {
2246                 page = discard_page;
2247                 discard_page = discard_page->next;
2248
2249                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2250                 discard_slab(s, page);
2251                 stat(s, FREE_SLAB);
2252         }
2253 #endif
2254 }
2255
2256 /*
2257  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2258  * slot if available.
2259  *
2260  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2261  * per node partial list.
2262  */
2263 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2264 {
2265 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2266         struct page *oldpage;
2267         int pages;
2268         int pobjects;
2269
2270         preempt_disable();
2271         do {
2272                 pages = 0;
2273                 pobjects = 0;
2274                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2275
2276                 if (oldpage) {
2277                         pobjects = oldpage->pobjects;
2278                         pages = oldpage->pages;
2279                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2280                                 unsigned long flags;
2281                                 /*
2282                                  * partial array is full. Move the existing
2283                                  * set to the per node partial list.
2284                                  */
2285                                 local_irq_save(flags);
2286                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2287                                 local_irq_restore(flags);
2288                                 oldpage = NULL;
2289                                 pobjects = 0;
2290                                 pages = 0;
2291                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2292                         }
2293                 }
2294
2295                 pages++;
2296                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2297
2298                 page->pages = pages;
2299                 page->pobjects = pobjects;
2300                 page->next = oldpage;
2301
2302         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2303                                                                 != oldpage);
2304         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2305                 unsigned long flags;
2306
2307                 local_irq_save(flags);
2308                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2309                 local_irq_restore(flags);
2310         }
2311         preempt_enable();
2312 #endif
2313 }
2314
2315 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2316 {
2317         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2318         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2319
2320         c->tid = next_tid(c->tid);
2321 }
2322
2323 /*
2324  * Flush cpu slab.
2325  *
2326  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2327  */
2328 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2329 {
2330         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2331
2332         if (c->page)
2333                 flush_slab(s, c);
2334
2335         unfreeze_partials(s, c);
2336 }
2337
2338 static void flush_cpu_slab(void *d)
2339 {
2340         struct kmem_cache *s = d;
2341
2342         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2343 }
2344
2345 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2346 {
2347         struct kmem_cache *s = info;
2348         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2349
2350         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2351 }
2352
2353 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2354 {
2355         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2356 }
2357
2358 /*
2359  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2360  * necessary.
2361  */
2362 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2363 {
2364         struct kmem_cache *s;
2365         unsigned long flags;
2366
2367         mutex_lock(&slab_mutex);
2368         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2369                 local_irq_save(flags);
2370                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2371                 local_irq_restore(flags);
2372         }
2373         mutex_unlock(&slab_mutex);
2374         return 0;
2375 }
2376
2377 /*
2378  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2379  * locality expectations.
2380  */
2381 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2382 {
2383 #ifdef CONFIG_NUMA
2384         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2385                 return 0;
2386 #endif
2387         return 1;
2388 }
2389
2390 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2391 static int count_free(struct page *page)
2392 {
2393         return page->objects - page->inuse;
2394 }
2395
2396 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2397 {
2398         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2399 }
2400 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2401
2402 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2403 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2404                                         int (*get_count)(struct page *))
2405 {
2406         unsigned long flags;
2407         unsigned long x = 0;
2408         struct page *page;
2409
2410         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2411         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2412                 x += get_count(page);
2413         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2414         return x;
2415 }
2416 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2417
2418 static noinline void
2419 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2420 {
2421 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2422         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2423                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2424         int node;
2425         struct kmem_cache_node *n;
2426
2427         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2428                 return;
2429
2430         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2431                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2432         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2433                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2434                 oo_order(s->min));
2435
2436         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2437                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2438                         s->name);
2439
2440         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2441                 unsigned long nr_slabs;
2442                 unsigned long nr_objs;
2443                 unsigned long nr_free;
2444
2445                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2446                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2447                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2448
2449                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2450                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2451         }
2452 #endif
2453 }
2454
2455 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2456                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2457 {
2458         void *freelist;
2459         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2460         struct page *page;
2461
2462         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2463
2464         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2465
2466         if (freelist)
2467                 return freelist;
2468
2469         page = new_slab(s, flags, node);
2470         if (page) {
2471                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2472                 if (c->page)
2473                         flush_slab(s, c);
2474
2475                 /*
2476                  * No other reference to the page yet so we can
2477                  * muck around with it freely without cmpxchg
2478                  */
2479                 freelist = page->freelist;
2480                 page->freelist = NULL;
2481
2482                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2483                 c->page = page;
2484                 *pc = c;
2485         } else
2486                 freelist = NULL;
2487
2488         return freelist;
2489 }
2490
2491 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2492 {
2493         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2494                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2495
2496         return true;
2497 }
2498
2499 /*
2500  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2501  * per cpu freelist or deactivate the page.
2502  *
2503  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2504  *
2505  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2506  *
2507  * This function must be called with interrupt disabled.
2508  */
2509 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2510 {
2511         struct page new;
2512         unsigned long counters;
2513         void *freelist;
2514
2515         do {
2516                 freelist = page->freelist;
2517                 counters = page->counters;
2518
2519                 new.counters = counters;
2520                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2521
2522                 new.inuse = page->objects;
2523                 new.frozen = freelist != NULL;
2524
2525         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2526                 freelist, counters,
2527                 NULL, new.counters,
2528                 "get_freelist"));
2529
2530         return freelist;
2531 }
2532
2533 /*
2534  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2535  * debugging duties.
2536  *
2537  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2538  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2539  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2540  *
2541  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2542  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2543  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2544  *
2545  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2546  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2547  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2548  *
2549  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2550  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2551  */
2552 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2553                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2554 {
2555         void *freelist;
2556         struct page *page;
2557
2558         page = c->page;
2559         if (!page)
2560                 goto new_slab;
2561 redo:
2562
2563         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2564                 int searchnode = node;
2565
2566                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2567                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2568
2569                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2570                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2571                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2572                         goto new_slab;
2573                 }
2574         }
2575
2576         /*
2577          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2578          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2579          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2580          */
2581         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2582                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2583                 goto new_slab;
2584         }
2585
2586         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2587         freelist = c->freelist;
2588         if (freelist)
2589                 goto load_freelist;
2590
2591         freelist = get_freelist(s, page);
2592
2593         if (!freelist) {
2594                 c->page = NULL;
2595                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2596                 goto new_slab;
2597         }
2598
2599         stat(s, ALLOC_REFILL);
2600
2601 load_freelist:
2602         /*
2603          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2604          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2605          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2606          */
2607         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2608         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2609         c->tid = next_tid(c->tid);
2610         return freelist;
2611
2612 new_slab:
2613
2614         if (slub_percpu_partial(c)) {
2615                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2616                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2617                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2618                 goto redo;
2619         }
2620
2621         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2622
2623         if (unlikely(!freelist)) {
2624                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2625                 return NULL;
2626         }
2627
2628         page = c->page;
2629         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2630                 goto load_freelist;
2631
2632         /* Only entered in the debug case */
2633         if (kmem_cache_debug(s) &&
2634                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2635                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2636
2637         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2638         return freelist;
2639 }
2640
2641 /*
2642  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2643  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2644  */
2645 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2646                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2647 {
2648         void *p;
2649         unsigned long flags;
2650
2651         local_irq_save(flags);
2652 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2653         /*
2654          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2655          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2656          * pointer.
2657          */
2658         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2659 #endif
2660
2661         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2662         local_irq_restore(flags);
2663         return p;
2664 }
2665
2666 /*
2667  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2668  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2669  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2670  *
2671  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2672  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2673  *
2674  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2675  */
2676 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2677                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2678 {
2679         void *object;
2680         struct kmem_cache_cpu *c;
2681         struct page *page;
2682         unsigned long tid;
2683
2684         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2685         if (!s)
2686                 return NULL;
2687 redo:
2688         /*
2689          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2690          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2691          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2692          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2693          *
2694          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2695          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2696          * to check if it is matched or not.
2697          */
2698         do {
2699                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2700                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2701         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2702                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2703
2704         /*
2705          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2706          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2707          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2708          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2709          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2710          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2711          */
2712         barrier();
2713
2714         /*
2715          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2716          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2717          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2718          * linked list in between.
2719          */
2720
2721         object = c->freelist;
2722         page = c->page;
2723         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2724                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2725                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2726         } else {
2727                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2728
2729                 /*
2730                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2731                  * operation and if we are on the right processor.
2732                  *
2733                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2734                  * semantics!)
2735                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2736                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2737                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2738                  *
2739                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2740                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2741                  * other cpus.
2742                  */
2743                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2744                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2745                                 object, tid,
2746                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2747
2748                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2749                         goto redo;
2750                 }
2751                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2752                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2753         }
2754
2755         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2756                 memset(object, 0, s->object_size);
2757
2758         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2759
2760         return object;
2761 }
2762
2763 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2764                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2765 {
2766         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2767 }
2768
2769 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2770 {
2771         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2772
2773         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2774                                 s->size, gfpflags);
2775
2776         return ret;
2777 }
2778 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2779
2780 #ifdef CONFIG_TRACING
2781 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2782 {
2783         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2784         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2785         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2786         return ret;
2787 }
2788 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2789 #endif
2790
2791 #ifdef CONFIG_NUMA
2792 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2793 {
2794         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2795
2796         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2797                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2798
2799         return ret;
2800 }
2801 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2802
2803 #ifdef CONFIG_TRACING
2804 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2805                                     gfp_t gfpflags,
2806                                     int node, size_t size)
2807 {
2808         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2809
2810         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2811                            size, s->size, gfpflags, node);
2812
2813         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2814         return ret;
2815 }
2816 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2817 #endif
2818 #endif
2819
2820 /*
2821  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2822  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2823  *
2824  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2825  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2826  * handling required then we can return immediately.
2827  */
2828 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2829                         void *head, void *tail, int cnt,
2830                         unsigned long addr)
2831
2832 {
2833         void *prior;
2834         int was_frozen;
2835         struct page new;
2836         unsigned long counters;
2837         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2838         unsigned long uninitialized_var(flags);
2839
2840         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2841
2842         if (kmem_cache_debug(s) &&
2843             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2844                 return;
2845
2846         do {
2847                 if (unlikely(n)) {
2848                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2849                         n = NULL;
2850                 }
2851                 prior = page->freelist;
2852                 counters = page->counters;
2853                 set_freepointer(s, tail, prior);
2854                 new.counters = counters;
2855                 was_frozen = new.frozen;
2856                 new.inuse -= cnt;
2857                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2858
2859                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2860
2861                                 /*
2862                                  * Slab was on no list before and will be
2863                                  * partially empty
2864                                  * We can defer the list move and instead
2865                                  * freeze it.
2866                                  */
2867                                 new.frozen = 1;
2868
2869                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2870
2871                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2872                                 /*
2873                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2874                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2875                                  * drop the list_lock without any processing.
2876                                  *
2877                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2878                                  * other processors updating the list of slabs.
2879                                  */
2880                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2881
2882                         }
2883                 }
2884
2885         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2886                 prior, counters,
2887                 head, new.counters,
2888                 "__slab_free"));
2889
2890         if (likely(!n)) {
2891
2892                 /*
2893                  * If we just froze the page then put it onto the
2894                  * per cpu partial list.
2895                  */
2896                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2897                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2898                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2899                 }
2900                 /*
2901                  * The list lock was not taken therefore no list
2902                  * activity can be necessary.
2903                  */
2904                 if (was_frozen)
2905                         stat(s, FREE_FROZEN);
2906                 return;
2907         }
2908
2909         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2910                 goto slab_empty;
2911
2912         /*
2913          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2914          * then add it.
2915          */
2916         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2917                 if (kmem_cache_debug(s))
2918                         remove_full(s, n, page);
2919                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2920                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2921         }
2922         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2923         return;
2924
2925 slab_empty:
2926         if (prior) {
2927                 /*
2928                  * Slab on the partial list.
2929                  */
2930                 remove_partial(n, page);
2931                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2932         } else {
2933                 /* Slab must be on the full list */
2934                 remove_full(s, n, page);
2935         }
2936
2937         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2938         stat(s, FREE_SLAB);
2939         discard_slab(s, page);
2940 }
2941
2942 /*
2943  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2944  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2945  *
2946  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2947  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2948  * the item before.
2949  *
2950  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2951  * with all sorts of special processing.
2952  *
2953  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2954  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2955  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2956  */
2957 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
2958                                 struct page *page, void *head, void *tail,
2959                                 int cnt, unsigned long addr)
2960 {
2961         void *tail_obj = tail ? : head;
2962         struct kmem_cache_cpu *c;
2963         unsigned long tid;
2964 redo:
2965         /*
2966          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2967          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2968          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2969          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2970          */
2971         do {
2972                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2973                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2974         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2975                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2976
2977         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2978         barrier();
2979
2980         if (likely(page == c->page)) {
2981                 set_freepointer(s, tail_obj, c->freelist);
2982
2983                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2984                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2985                                 c->freelist, tid,
2986                                 head, next_tid(tid)))) {
2987
2988                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2989                         goto redo;
2990                 }
2991                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2992         } else
2993                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
2994
2995 }
2996
2997 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2998                                       void *head, void *tail, int cnt,
2999                                       unsigned long addr)
3000 {
3001         /*
3002          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
3003          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
3004          */
3005         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
3006                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
3007 }
3008
3009 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
3010 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3011 {
3012         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3013 }
3014 #endif
3015
3016 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3017 {
3018         s = cache_from_obj(s, x);
3019         if (!s)
3020                 return;
3021         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3022         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
3023 }
3024 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3025
3026 struct detached_freelist {
3027         struct page *page;
3028         void *tail;
3029         void *freelist;
3030         int cnt;
3031         struct kmem_cache *s;
3032 };
3033
3034 /*
3035  * This function progressively scans the array with free objects (with
3036  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3037  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3038  * page/objects.  This can happen without any need for
3039  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3040  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3041  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3042  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3043  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3044  * to performance reasons.
3045  */
3046 static inline
3047 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3048                             void **p, struct detached_freelist *df)
3049 {
3050         size_t first_skipped_index = 0;
3051         int lookahead = 3;
3052         void *object;
3053         struct page *page;
3054
3055         /* Always re-init detached_freelist */
3056         df->page = NULL;
3057
3058         do {
3059                 object = p[--size];
3060                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3061         } while (!object && size);
3062
3063         if (!object)
3064                 return 0;
3065
3066         page = virt_to_head_page(object);
3067         if (!s) {
3068                 /* Handle kalloc'ed objects */
3069                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3070                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3071                         kfree_hook(object);
3072                         __free_pages(page, compound_order(page));
3073                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3074                         return size;
3075                 }
3076                 /* Derive kmem_cache from object */
3077                 df->s = page->slab_cache;
3078         } else {
3079                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3080         }
3081
3082         /* Start new detached freelist */
3083         df->page = page;
3084         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3085         df->tail = object;
3086         df->freelist = object;
3087         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3088         df->cnt = 1;
3089
3090         while (size) {
3091                 object = p[--size];
3092                 if (!object)
3093                         continue; /* Skip processed objects */
3094
3095                 /* df->page is always set at this point */
3096                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3097                         /* Opportunity build freelist */
3098                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3099                         df->freelist = object;
3100                         df->cnt++;
3101                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3102
3103                         continue;
3104                 }
3105
3106                 /* Limit look ahead search */
3107                 if (!--lookahead)
3108                         break;
3109
3110                 if (!first_skipped_index)
3111                         first_skipped_index = size + 1;
3112         }
3113
3114         return first_skipped_index;
3115 }
3116
3117 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3118 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3119 {
3120         if (WARN_ON(!size))
3121                 return;
3122
3123         do {
3124                 struct detached_freelist df;
3125
3126                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3127                 if (!df.page)
3128                         continue;
3129
3130                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
3131         } while (likely(size));
3132 }
3133 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3134
3135 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3136 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3137                           void **p)
3138 {
3139         struct kmem_cache_cpu *c;
3140         int i;
3141
3142         /* memcg and kmem_cache debug support */
3143         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3144         if (unlikely(!s))
3145                 return false;
3146         /*
3147          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3148          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3149          * handlers invoking normal fastpath.
3150          */
3151         local_irq_disable();
3152         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3153
3154         for (i = 0; i < size; i++) {
3155                 void *object = c->freelist;
3156
3157                 if (unlikely(!object)) {
3158                         /*
3159                          * Invoking slow path likely have side-effect
3160                          * of re-populating per CPU c->freelist
3161                          */
3162                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3163                                             _RET_IP_, c);
3164                         if (unlikely(!p[i]))
3165                                 goto error;
3166
3167                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3168                         continue; /* goto for-loop */
3169                 }
3170                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3171                 p[i] = object;
3172         }
3173         c->tid = next_tid(c->tid);
3174         local_irq_enable();
3175
3176         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3177         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO)) {
3178                 int j;
3179
3180                 for (j = 0; j < i; j++)
3181                         memset(p[j], 0, s->object_size);
3182         }
3183
3184         /* memcg and kmem_cache debug support */
3185         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3186         return i;
3187 error:
3188         local_irq_enable();
3189         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3190         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3191         return 0;
3192 }
3193 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3194
3195
3196 /*
3197  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3198  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3199  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3200  * another.
3201  *
3202  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3203  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3204  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3205  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3206  * locking overhead.
3207  */
3208
3209 /*
3210  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3211  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3212  * and increases the number of allocations possible without having to
3213  * take the list_lock.
3214  */
3215 static unsigned int slub_min_order;
3216 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3217 static unsigned int slub_min_objects;
3218
3219 /*
3220  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3221  *
3222  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3223  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3224  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3225  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3226  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3227  * would be wasted.
3228  *
3229  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3230  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3231  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3232  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3233  *
3234  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3235  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3236  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3237  * of space in favor of a small page order.
3238  *
3239  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3240  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3241  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3242  * the smallest order which will fit the object.
3243  */
3244 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3245                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3246                 unsigned int fract_leftover)
3247 {
3248         unsigned int min_order = slub_min_order;
3249         unsigned int order;
3250
3251         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3252                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3253
3254         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3255                         order <= max_order; order++) {
3256
3257                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3258                 unsigned int rem;
3259
3260                 rem = slab_size % size;
3261
3262                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3263                         break;
3264         }
3265
3266         return order;
3267 }
3268
3269 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3270 {
3271         unsigned int order;
3272         unsigned int min_objects;
3273         unsigned int max_objects;
3274
3275         /*
3276          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3277          * works by first attempting to generate a layout with
3278          * the best configuration and backing off gradually.
3279          *
3280          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3281          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3282          */
3283         min_objects = slub_min_objects;
3284         if (!min_objects)
3285                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3286         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3287         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3288
3289         while (min_objects > 1) {
3290                 unsigned int fraction;
3291
3292                 fraction = 16;
3293                 while (fraction >= 4) {
3294                         order = slab_order(size, min_objects,
3295                                         slub_max_order, fraction);
3296                         if (order <= slub_max_order)
3297                                 return order;
3298                         fraction /= 2;
3299                 }
3300                 min_objects--;
3301         }
3302
3303         /*
3304          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3305          * lets see if we can place a single object there.
3306          */
3307         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3308         if (order <= slub_max_order)
3309                 return order;
3310
3311         /*
3312          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3313          */
3314         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3315         if (order < MAX_ORDER)
3316                 return order;
3317         return -ENOSYS;
3318 }
3319
3320 static void
3321 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3322 {
3323         n->nr_partial = 0;
3324         spin_lock_init(&n->list_lock);
3325         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3326 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3327         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3328         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3329         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3330 #endif
3331 }
3332
3333 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3334 {
3335         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3336                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3337
3338         /*
3339          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3340          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3341          */
3342         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3343                                      2 * sizeof(void *));
3344
3345         if (!s->cpu_slab)
3346                 return 0;
3347
3348         init_kmem_cache_cpus(s);
3349
3350         return 1;
3351 }
3352
3353 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3354
3355 /*
3356  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3357  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3358  * possible.
3359  *
3360  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3361  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3362  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3363  */
3364 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3365 {
3366         struct page *page;
3367         struct kmem_cache_node *n;
3368
3369         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3370
3371         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3372
3373         BUG_ON(!page);
3374         if (page_to_nid(page) != node) {
3375                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3376                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3377         }
3378
3379         n = page->freelist;
3380         BUG_ON(!n);
3381 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3382         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3383         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3384 #endif
3385         n = kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node),
3386                       GFP_KERNEL);
3387         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3388         page->inuse = 1;
3389         page->frozen = 0;
3390         kmem_cache_node->node[node] = n;
3391         init_kmem_cache_node(n);
3392         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3393
3394         /*
3395          * No locks need to be taken here as it has just been
3396          * initialized and there is no concurrent access.
3397          */
3398         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3399 }
3400
3401 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3402 {
3403         int node;
3404         struct kmem_cache_node *n;
3405
3406         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3407                 s->node[node] = NULL;
3408                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3409         }
3410 }
3411
3412 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3413 {
3414         cache_random_seq_destroy(s);
3415         free_percpu(s->cpu_slab);
3416         free_kmem_cache_nodes(s);
3417 }
3418
3419 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3420 {
3421         int node;
3422
3423         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3424                 struct kmem_cache_node *n;
3425
3426                 if (slab_state == DOWN) {
3427                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3428                         continue;
3429                 }
3430                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3431                                                 GFP_KERNEL, node);
3432
3433                 if (!n) {
3434                         free_kmem_cache_nodes(s);
3435                         return 0;
3436                 }
3437
3438                 init_kmem_cache_node(n);
3439                 s->node[node] = n;
3440         }
3441         return 1;
3442 }
3443
3444 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3445 {
3446         if (min < MIN_PARTIAL)
3447                 min = MIN_PARTIAL;
3448         else if (min > MAX_PARTIAL)
3449                 min = MAX_PARTIAL;
3450         s->min_partial = min;
3451 }
3452
3453 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3454 {
3455 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3456         /*
3457          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3458          * per cpu partial lists of a processor.
3459          *
3460          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3461          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3462          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3463          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3464          *
3465          * This setting also determines
3466          *
3467          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3468          *    per node list when we reach the limit.
3469          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3470          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3471          *    50% to keep some capacity around for frees.
3472          */
3473         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3474                 s->cpu_partial = 0;
3475         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3476                 s->cpu_partial = 2;
3477         else if (s->size >= 1024)
3478                 s->cpu_partial = 6;
3479         else if (s->size >= 256)
3480                 s->cpu_partial = 13;
3481         else
3482                 s->cpu_partial = 30;
3483 #endif
3484 }
3485
3486 /*
3487  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3488  * a slab object.
3489  */
3490 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3491 {
3492         slab_flags_t flags = s->flags;
3493         unsigned int size = s->object_size;
3494         unsigned int order;
3495
3496         /*
3497          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3498          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3499          * the possible location of the free pointer.
3500          */
3501         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3502
3503 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3504         /*
3505          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3506          * the slab may touch the object after free or before allocation
3507          * then we should never poison the object itself.
3508          */
3509         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3510                         !s->ctor)
3511                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3512         else
3513                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3514
3515
3516         /*
3517          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3518          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3519          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3520          */
3521         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3522                 size += sizeof(void *);
3523 #endif
3524
3525         /*
3526          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3527          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3528          */
3529         s->inuse = size;
3530
3531         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3532                 s->ctor)) {
3533                 /*
3534                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3535                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3536                  * kmem_cache_free.
3537                  *
3538                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3539                  * destructor or are poisoning the objects.
3540                  */
3541                 s->offset = size;
3542                 size += sizeof(void *);
3543         }
3544
3545 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3546         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3547                 /*
3548                  * Need to store information about allocs and frees after
3549                  * the object.
3550                  */
3551                 size += 2 * sizeof(struct track);
3552 #endif
3553
3554         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3555 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3556         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3557                 /*
3558                  * Add some empty padding so that we can catch
3559                  * overwrites from earlier objects rather than let
3560                  * tracking information or the free pointer be
3561                  * corrupted if a user writes before the start
3562                  * of the object.
3563                  */
3564                 size += sizeof(void *);
3565
3566                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3567                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3568                 size += s->red_left_pad;
3569         }
3570 #endif
3571
3572         /*
3573          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3574          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3575          * each object to conform to the alignment.
3576          */
3577         size = ALIGN(size, s->align);
3578         s->size = size;
3579         if (forced_order >= 0)
3580                 order = forced_order;
3581         else
3582                 order = calculate_order(size);
3583
3584         if ((int)order < 0)
3585                 return 0;
3586
3587         s->allocflags = 0;
3588         if (order)
3589                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3590
3591         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3592                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3593
3594         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3595                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3596
3597         /*
3598          * Determine the number of objects per slab
3599          */
3600         s->oo = oo_make(order, size);
3601         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3602         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3603                 s->max = s->oo;
3604
3605         return !!oo_objects(s->oo);
3606 }
3607
3608 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3609 {
3610         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3611 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3612         s->random = get_random_long();
3613 #endif
3614
3615         if (!calculate_sizes(s, -1))
3616                 goto error;
3617         if (disable_higher_order_debug) {
3618                 /*
3619                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3620                  * order increased.
3621                  */
3622                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3623                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3624                         s->offset = 0;
3625                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3626                                 goto error;
3627                 }
3628         }
3629
3630 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3631     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3632         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3633                 /* Enable fast mode */
3634                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3635 #endif
3636
3637         /*
3638          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3639          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3640          */
3641         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3642
3643         set_cpu_partial(s);
3644
3645 #ifdef CONFIG_NUMA
3646         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3647 #endif
3648
3649         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3650         if (slab_state >= UP) {
3651                 if (init_cache_random_seq(s))
3652                         goto error;
3653         }
3654
3655         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3656                 goto error;
3657
3658         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3659                 return 0;
3660
3661         free_kmem_cache_nodes(s);
3662 error:
3663         if (flags & SLAB_PANIC)
3664                 panic("Cannot create slab %s size=%u realsize=%u order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3665                       s->name, s->size, s->size,
3666                       oo_order(s->oo), s->offset, (unsigned long)flags);
3667         return -EINVAL;
3668 }
3669
3670 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3671                                                         const char *text)
3672 {
3673 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3674         void *addr = page_address(page);
3675         void *p;
3676         unsigned long *map = bitmap_zalloc(page->objects, GFP_ATOMIC);
3677         if (!map)
3678                 return;
3679         slab_err(s, page, text, s->name);
3680         slab_lock(page);
3681
3682         get_map(s, page, map);
3683         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3684
3685                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3686                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3687                         print_tracking(s, p);
3688                 }
3689         }
3690         slab_unlock(page);
3691         bitmap_free(map);
3692 #endif
3693 }
3694
3695 /*
3696  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3697  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3698  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3699  */
3700 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3701 {
3702         LIST_HEAD(discard);
3703         struct page *page, *h;
3704
3705         BUG_ON(irqs_disabled());
3706         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3707         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3708                 if (!page->inuse) {
3709                         remove_partial(n, page);
3710                         list_add(&page->lru, &discard);
3711                 } else {
3712                         list_slab_objects(s, page,
3713                         "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3714                 }
3715         }
3716         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3717
3718         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, lru)
3719                 discard_slab(s, page);
3720 }
3721
3722 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
3723 {
3724         int node;
3725         struct kmem_cache_node *n;
3726
3727         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3728                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3729                         return false;
3730         return true;
3731 }
3732
3733 /*
3734  * Release all resources used by a slab cache.
3735  */
3736 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3737 {
3738         int node;
3739         struct kmem_cache_node *n;
3740
3741         flush_all(s);
3742         /* Attempt to free all objects */
3743         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3744                 free_partial(s, n);
3745                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3746                         return 1;
3747         }
3748         sysfs_slab_remove(s);
3749         return 0;
3750 }
3751
3752 /********************************************************************
3753  *              Kmalloc subsystem
3754  *******************************************************************/
3755
3756 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3757 {
3758         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
3759
3760         return 1;
3761 }
3762
3763 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3764
3765 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3766 {
3767         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
3768         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
3769
3770         return 1;
3771 }
3772
3773 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3774
3775 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3776 {
3777         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
3778
3779         return 1;
3780 }
3781
3782 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3783
3784 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3785 {
3786         struct kmem_cache *s;
3787         void *ret;
3788
3789         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3790                 return kmalloc_large(size, flags);
3791
3792         s = kmalloc_slab(size, flags);
3793
3794         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3795                 return s;
3796
3797         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3798
3799         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3800
3801         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3802
3803         return ret;
3804 }
3805 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3806
3807 #ifdef CONFIG_NUMA
3808 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3809 {
3810         struct page *page;
3811         void *ptr = NULL;
3812
3813         flags |= __GFP_COMP;
3814         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3815         if (page)
3816                 ptr = page_address(page);
3817
3818         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3819 }
3820
3821 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3822 {
3823         struct kmem_cache *s;
3824         void *ret;
3825
3826         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3827                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3828
3829                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3830                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3831                                    flags, node);
3832
3833                 return ret;
3834         }
3835
3836         s = kmalloc_slab(size, flags);
3837
3838         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3839                 return s;
3840
3841         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3842
3843         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3844
3845         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3846
3847         return ret;
3848 }
3849 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3850 #endif
3851
3852 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
3853 /*
3854  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
3855  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
3856  * cache's usercopy region.
3857  *
3858  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
3859  * to indicate an error.
3860  */
3861 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
3862                          bool to_user)
3863 {
3864         struct kmem_cache *s;
3865         unsigned int offset;
3866         size_t object_size;
3867
3868         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
3869
3870         /* Find object and usable object size. */
3871         s = page->slab_cache;
3872
3873         /* Reject impossible pointers. */
3874         if (ptr < page_address(page))
3875                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
3876                                to_user, 0, n);
3877
3878         /* Find offset within object. */
3879         offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
3880
3881         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
3882         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3883                 if (offset < s->red_left_pad)
3884                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
3885                                        s->name, to_user, offset, n);
3886                 offset -= s->red_left_pad;
3887         }
3888
3889         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
3890         if (offset >= s->useroffset &&
3891             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
3892             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
3893                 return;
3894
3895         /*
3896          * If the copy is still within the allocated object, produce
3897          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
3898          * to be a temporary method to find any missing usercopy
3899          * whitelists.
3900          */
3901         object_size = slab_ksize(s);
3902         if (usercopy_fallback &&
3903             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
3904                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
3905                 return;
3906         }
3907
3908         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
3909 }
3910 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
3911
3912 static size_t __ksize(const void *object)
3913 {
3914         struct page *page;
3915
3916         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3917                 return 0;
3918
3919         page = virt_to_head_page(object);
3920
3921         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3922                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3923                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3924         }
3925
3926         return slab_ksize(page->slab_cache);
3927 }
3928
3929 size_t ksize(const void *object)
3930 {
3931         size_t size = __ksize(object);
3932         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3933          * so we need to unpoison this area.
3934          */
3935         kasan_unpoison_shadow(object, size);
3936         return size;
3937 }
3938 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3939
3940 void kfree(const void *x)
3941 {
3942         struct page *page;
3943         void *object = (void *)x;
3944
3945         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3946
3947         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3948                 return;
3949
3950         page = virt_to_head_page(x);
3951         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3952                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3953                 kfree_hook(object);
3954                 __free_pages(page, compound_order(page));
3955                 return;
3956         }
3957         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3958 }
3959 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3960
3961 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3962
3963 /*
3964  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3965  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3966  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3967  *
3968  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3969  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3970  * are freed in them.
3971  */
3972 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3973 {
3974         int node;
3975         int i;
3976         struct kmem_cache_node *n;
3977         struct page *page;
3978         struct page *t;
3979         struct list_head discard;
3980         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3981         unsigned long flags;
3982         int ret = 0;
3983
3984         flush_all(s);
3985         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3986                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3987                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3988                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3989
3990                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3991
3992                 /*
3993                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3994                  *
3995                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3996                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3997                  */
3998                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3999                         int free = page->objects - page->inuse;
4000
4001                         /* Do not reread page->inuse */
4002                         barrier();
4003
4004                         /* We do not keep full slabs on the list */
4005                         BUG_ON(free <= 0);
4006
4007                         if (free == page->objects) {
4008                                 list_move(&page->lru, &discard);
4009                                 n->nr_partial--;
4010                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4011                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
4012                 }
4013
4014                 /*
4015                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4016                  * partial list.
4017                  */
4018                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4019                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4020
4021                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4022
4023                 /* Release empty slabs */
4024                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
4025                         discard_slab(s, page);
4026
4027                 if (slabs_node(s, node))
4028                         ret = 1;
4029         }
4030
4031         return ret;
4032 }
4033
4034 #ifdef CONFIG_MEMCG
4035 static void kmemcg_cache_deact_after_rcu(struct kmem_cache *s)
4036 {
4037         /*
4038          * Called with all the locks held after a sched RCU grace period.
4039          * Even if @s becomes empty after shrinking, we can't know that @s
4040          * doesn't have allocations already in-flight and thus can't
4041          * destroy @s until the associated memcg is released.
4042          *
4043          * However, let's remove the sysfs files for empty caches here.
4044          * Each cache has a lot of interface files which aren't
4045          * particularly useful for empty draining caches; otherwise, we can
4046          * easily end up with millions of unnecessary sysfs files on
4047          * systems which have a lot of memory and transient cgroups.
4048          */
4049         if (!__kmem_cache_shrink(s))
4050                 sysfs_slab_remove(s);
4051 }
4052
4053 void __kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *s)
4054 {
4055         /*
4056          * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
4057          * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
4058          */
4059         slub_set_cpu_partial(s, 0);
4060         s->min_partial = 0;
4061
4062         /*
4063          * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial), so
4064          * we have to make sure the change is visible before shrinking.
4065          */
4066         slab_deactivate_memcg_cache_rcu_sched(s, kmemcg_cache_deact_after_rcu);
4067 }
4068 #endif
4069
4070 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4071 {
4072         struct kmem_cache *s;
4073
4074         mutex_lock(&slab_mutex);
4075         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4076                 __kmem_cache_shrink(s);
4077         mutex_unlock(&slab_mutex);
4078
4079         return 0;
4080 }
4081
4082 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4083 {
4084         struct kmem_cache_node *n;
4085         struct kmem_cache *s;
4086         struct memory_notify *marg = arg;
4087         int offline_node;
4088
4089         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4090
4091         /*
4092          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4093          * for it yet.
4094          */
4095         if (offline_node < 0)
4096                 return;
4097
4098         mutex_lock(&slab_mutex);
4099         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4100                 n = get_node(s, offline_node);
4101                 if (n) {
4102                         /*
4103                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
4104                          * that is going down. We were unable to free them,
4105                          * and offline_pages() function shouldn't call this
4106                          * callback. So, we must fail.
4107                          */
4108                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
4109
4110                         s->node[offline_node] = NULL;
4111                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4112                 }
4113         }
4114         mutex_unlock(&slab_mutex);
4115 }
4116
4117 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4118 {
4119         struct kmem_cache_node *n;
4120         struct kmem_cache *s;
4121         struct memory_notify *marg = arg;
4122         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4123         int ret = 0;
4124
4125         /*
4126          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4127          * already created. Nothing to do.
4128          */
4129         if (nid < 0)
4130                 return 0;
4131
4132         /*
4133          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4134          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4135          * online.
4136          */
4137         mutex_lock(&slab_mutex);
4138         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4139                 /*
4140                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4141                  *      since memory is not yet available from the node that
4142                  *      is brought up.
4143                  */
4144                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4145                 if (!n) {
4146                         ret = -ENOMEM;
4147                         goto out;
4148                 }
4149                 init_kmem_cache_node(n);
4150                 s->node[nid] = n;
4151         }
4152 out:
4153         mutex_unlock(&slab_mutex);
4154         return ret;
4155 }
4156
4157 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4158                                 unsigned long action, void *arg)
4159 {
4160         int ret = 0;
4161
4162         switch (action) {
4163         case MEM_GOING_ONLINE:
4164                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4165                 break;
4166         case MEM_GOING_OFFLINE:
4167                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4168                 break;
4169         case MEM_OFFLINE:
4170         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4171                 slab_mem_offline_callback(arg);
4172                 break;
4173         case MEM_ONLINE:
4174         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4175                 break;
4176         }
4177         if (ret)
4178                 ret = notifier_from_errno(ret);
4179         else
4180                 ret = NOTIFY_OK;
4181         return ret;
4182 }
4183
4184 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4185         .notifier_call = slab_memory_callback,
4186         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4187 };
4188
4189 /********************************************************************
4190  *                      Basic setup of slabs
4191  *******************************************************************/
4192
4193 /*
4194  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4195  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4196  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4197  */
4198
4199 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4200 {
4201         int node;
4202         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4203         struct kmem_cache_node *n;
4204
4205         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4206
4207         /*
4208          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4209          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4210          * IPIs around.
4211          */
4212         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4213         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4214                 struct page *p;
4215
4216                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
4217                         p->slab_cache = s;
4218
4219 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4220                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
4221                         p->slab_cache = s;
4222 #endif
4223         }
4224         slab_init_memcg_params(s);
4225         list_add(&s->list, &slab_caches);
4226         memcg_link_cache(s);
4227         return s;
4228 }
4229
4230 void __init kmem_cache_init(void)
4231 {
4232         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4233                 boot_kmem_cache_node;
4234
4235         if (debug_guardpage_minorder())
4236                 slub_max_order = 0;
4237
4238         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4239         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4240
4241         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4242                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4243
4244         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4245
4246         /* Able to allocate the per node structures */
4247         slab_state = PARTIAL;
4248
4249         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4250                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4251                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4252                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4253
4254         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4255         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4256
4257         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4258         setup_kmalloc_cache_index_table();
4259         create_kmalloc_caches(0);
4260
4261         /* Setup random freelists for each cache */
4262         init_freelist_randomization();
4263
4264         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4265                                   slub_cpu_dead);
4266
4267         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%d\n",
4268                 cache_line_size(),
4269                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4270                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4271 }
4272
4273 void __init kmem_cache_init_late(void)
4274 {
4275 }
4276
4277 struct kmem_cache *
4278 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4279                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4280 {
4281         struct kmem_cache *s, *c;
4282
4283         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4284         if (s) {
4285                 s->refcount++;
4286
4287                 /*
4288                  * Adjust the object sizes so that we clear
4289                  * the complete object on kzalloc.
4290                  */
4291                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4292                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4293
4294                 for_each_memcg_cache(c, s) {
4295                         c->object_size = s->object_size;
4296                         c->inuse = max(c->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4297                 }
4298
4299                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4300                         s->refcount--;
4301                         s = NULL;
4302                 }
4303         }
4304
4305         return s;
4306 }
4307
4308 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4309 {
4310         int err;
4311
4312         err = kmem_cache_open(s, flags);
4313         if (err)
4314                 return err;
4315
4316         /* Mutex is not taken during early boot */
4317         if (slab_state <= UP)
4318                 return 0;
4319
4320         memcg_propagate_slab_attrs(s);
4321         err = sysfs_slab_add(s);
4322         if (err)
4323                 __kmem_cache_release(s);
4324
4325         return err;
4326 }
4327
4328 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4329 {
4330         struct kmem_cache *s;
4331         void *ret;
4332
4333         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4334                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4335
4336         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4337
4338         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4339                 return s;
4340
4341         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4342
4343         /* Honor the call site pointer we received. */
4344         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4345
4346         return ret;
4347 }
4348
4349 #ifdef CONFIG_NUMA
4350 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4351                                         int node, unsigned long caller)
4352 {
4353         struct kmem_cache *s;
4354         void *ret;
4355
4356         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4357                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4358
4359                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4360                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4361                                    gfpflags, node);
4362
4363                 return ret;
4364         }
4365
4366         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4367
4368         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4369                 return s;
4370
4371         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4372
4373         /* Honor the call site pointer we received. */
4374         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4375
4376         return ret;
4377 }
4378 #endif
4379
4380 #ifdef CONFIG_SYSFS
4381 static int count_inuse(struct page *page)
4382 {
4383         return page->inuse;
4384 }
4385
4386 static int count_total(struct page *page)
4387 {
4388         return page->objects;
4389 }
4390 #endif
4391
4392 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4393 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4394                                                 unsigned long *map)
4395 {
4396         void *p;
4397         void *addr = page_address(page);
4398
4399         if (!check_slab(s, page) ||
4400                         !on_freelist(s, page, NULL))
4401                 return 0;
4402
4403         /* Now we know that a valid freelist exists */
4404         bitmap_zero(map, page->objects);
4405
4406         get_map(s, page, map);
4407         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4408                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4409                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4410                                 return 0;
4411         }
4412
4413         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4414                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4415                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4416                                 return 0;
4417         return 1;
4418 }
4419
4420 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4421                                                 unsigned long *map)
4422 {
4423         slab_lock(page);
4424         validate_slab(s, page, map);
4425         slab_unlock(page);
4426 }
4427
4428 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4429                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4430 {
4431         unsigned long count = 0;
4432         struct page *page;
4433         unsigned long flags;
4434
4435         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4436
4437         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4438                 validate_slab_slab(s, page, map);
4439                 count++;
4440         }
4441         if (count != n->nr_partial)
4442                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4443                        s->name, count, n->nr_partial);
4444
4445         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4446                 goto out;
4447
4448         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4449                 validate_slab_slab(s, page, map);
4450                 count++;
4451         }
4452         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4453                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4454                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4455
4456 out:
4457         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4458         return count;
4459 }
4460
4461 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4462 {
4463         int node;
4464         unsigned long count = 0;
4465         struct kmem_cache_node *n;
4466         unsigned long *map = bitmap_alloc(oo_objects(s->max), GFP_KERNEL);
4467
4468         if (!map)
4469                 return -ENOMEM;
4470
4471         flush_all(s);
4472         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4473                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4474         bitmap_free(map);
4475         return count;
4476 }
4477 /*
4478  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4479  * and freed.
4480  */
4481
4482 struct location {
4483         unsigned long count;
4484         unsigned long addr;
4485         long long sum_time;
4486         long min_time;
4487         long max_time;
4488         long min_pid;
4489         long max_pid;
4490         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4491         nodemask_t nodes;
4492 };
4493
4494 struct loc_track {
4495         unsigned long max;
4496         unsigned long count;
4497         struct location *loc;
4498 };
4499
4500 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4501 {
4502         if (t->max)
4503                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4504                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4505 }
4506
4507 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4508 {
4509         struct location *l;
4510         int order;
4511
4512         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4513
4514         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4515         if (!l)
4516                 return 0;
4517
4518         if (t->count) {
4519                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4520                 free_loc_track(t);
4521         }
4522         t->max = max;
4523         t->loc = l;
4524         return 1;
4525 }
4526
4527 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4528                                 const struct track *track)
4529 {
4530         long start, end, pos;
4531         struct location *l;
4532         unsigned long caddr;
4533         unsigned long age = jiffies - track->when;
4534
4535         start = -1;
4536         end = t->count;
4537
4538         for ( ; ; ) {
4539                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4540
4541                 /*
4542                  * There is nothing at "end". If we end up there
4543                  * we need to add something to before end.
4544                  */
4545                 if (pos == end)
4546                         break;
4547
4548                 caddr = t->loc[pos].addr;
4549                 if (track->addr == caddr) {
4550
4551                         l = &t->loc[pos];
4552                         l->count++;
4553                         if (track->when) {
4554                                 l->sum_time += age;
4555                                 if (age < l->min_time)
4556                                         l->min_time = age;
4557                                 if (age > l->max_time)
4558                                         l->max_time = age;
4559
4560                                 if (track->pid < l->min_pid)
4561                                         l->min_pid = track->pid;
4562                                 if (track->pid > l->max_pid)
4563                                         l->max_pid = track->pid;
4564
4565                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4566                                                 to_cpumask(l->cpus));
4567                         }
4568                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4569                         return 1;
4570                 }
4571
4572                 if (track->addr < caddr)
4573                         end = pos;
4574                 else
4575                         start = pos;
4576         }
4577
4578         /*
4579          * Not found. Insert new tracking element.
4580          */
4581         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4582                 return 0;
4583
4584         l = t->loc + pos;
4585         if (pos < t->count)
4586                 memmove(l + 1, l,
4587                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4588         t->count++;
4589         l->count = 1;
4590         l->addr = track->addr;
4591         l->sum_time = age;
4592         l->min_time = age;
4593         l->max_time = age;
4594         l->min_pid = track->pid;
4595         l->max_pid = track->pid;
4596         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4597         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4598         nodes_clear(l->nodes);
4599         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4600         return 1;
4601 }
4602
4603 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4604                 struct page *page, enum track_item alloc,
4605                 unsigned long *map)
4606 {
4607         void *addr = page_address(page);
4608         void *p;
4609
4610         bitmap_zero(map, page->objects);
4611         get_map(s, page, map);
4612
4613         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4614                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4615                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4616 }
4617
4618 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4619                                         enum track_item alloc)
4620 {
4621         int len = 0;
4622         unsigned long i;
4623         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4624         int node;
4625         struct kmem_cache_node *n;
4626         unsigned long *map = bitmap_alloc(oo_objects(s->max), GFP_KERNEL);
4627
4628         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4629                                      GFP_KERNEL)) {
4630                 bitmap_free(map);
4631                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4632         }
4633         /* Push back cpu slabs */
4634         flush_all(s);
4635
4636         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4637                 unsigned long flags;
4638                 struct page *page;
4639
4640                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4641                         continue;
4642
4643                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4644                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4645                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4646                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4647                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4648                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4649         }
4650
4651         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4652                 struct location *l = &t.loc[i];
4653
4654                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4655                         break;
4656                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4657
4658                 if (l->addr)
4659                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4660                 else
4661                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4662
4663                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4664                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4665                                 l->min_time,
4666                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4667                                 l->max_time);
4668                 } else
4669                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4670                                 l->min_time);
4671
4672                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4673                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4674                                 l->min_pid, l->max_pid);
4675                 else
4676                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4677                                 l->min_pid);
4678
4679                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4680                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4681                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4682                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4683                                          " cpus=%*pbl",
4684                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4685
4686                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4687                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4688                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4689                                          " nodes=%*pbl",
4690                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4691
4692                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4693         }
4694
4695         free_loc_track(&t);
4696         bitmap_free(map);
4697         if (!t.count)
4698                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4699         return len;
4700 }
4701 #endif
4702
4703 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4704 static void __init resiliency_test(void)
4705 {
4706         u8 *p;
4707         int type = KMALLOC_NORMAL;
4708
4709         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4710
4711         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4712         pr_err("-----------------------\n");
4713         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4714
4715         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4716         p[16] = 0x12;
4717         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4718                p + 16);
4719
4720         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][4]);
4721
4722         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4723         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4724         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4725         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4726                p);
4727         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4728
4729         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][5]);
4730         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4731         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4732         *p = 0x56;
4733         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4734                p);
4735         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4736         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][6]);
4737
4738         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4739         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4740         kfree(p);
4741         *p = 0x78;
4742         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4743         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][7]);
4744
4745         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4746         kfree(p);
4747         p[50] = 0x9a;
4748         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4749         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][8]);
4750
4751         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4752         kfree(p);
4753         p[512] = 0xab;
4754         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4755         validate_slab_cache(kmalloc_caches[type][9]);
4756 }
4757 #else
4758 #ifdef CONFIG_SYSFS
4759 static void resiliency_test(void) {};
4760 #endif
4761 #endif
4762
4763 #ifdef CONFIG_SYSFS
4764 enum slab_stat_type {
4765         SL_ALL,                 /* All slabs */
4766         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4767         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4768         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4769         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4770 };
4771
4772 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4773 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4774 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4775 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4776 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4777
4778 #ifdef CONFIG_MEMCG
4779 static bool memcg_sysfs_enabled = IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_MEMCG_SYSFS_ON);
4780
4781 static int __init setup_slub_memcg_sysfs(char *str)
4782 {
4783         int v;
4784
4785         if (get_option(&str, &v) > 0)
4786                 memcg_sysfs_enabled = v;
4787
4788         return 1;
4789 }
4790
4791 __setup("slub_memcg_sysfs=", setup_slub_memcg_sysfs);
4792 #endif
4793
4794 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4795                             char *buf, unsigned long flags)
4796 {
4797         unsigned long total = 0;
4798         int node;
4799         int x;
4800         unsigned long *nodes;
4801
4802         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4803         if (!nodes)
4804                 return -ENOMEM;
4805
4806         if (flags & SO_CPU) {
4807                 int cpu;
4808
4809                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4810                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4811                                                                cpu);
4812                         int node;
4813                         struct page *page;
4814
4815                         page = READ_ONCE(c->page);
4816                         if (!page)
4817                                 continue;
4818
4819                         node = page_to_nid(page);
4820                         if (flags & SO_TOTAL)
4821                                 x = page->objects;
4822                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4823                                 x = page->inuse;
4824                         else
4825                                 x = 1;
4826
4827                         total += x;
4828                         nodes[node] += x;
4829
4830                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4831                         if (page) {
4832                                 node = page_to_nid(page);
4833                                 if (flags & SO_TOTAL)
4834                                         WARN_ON_ONCE(1);
4835                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4836                                         WARN_ON_ONCE(1);
4837                                 else
4838                                         x = page->pages;
4839                                 total += x;
4840                                 nodes[node] += x;
4841                         }
4842                 }
4843         }
4844
4845         get_online_mems();
4846 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4847         if (flags & SO_ALL) {
4848                 struct kmem_cache_node *n;
4849
4850                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4851
4852                         if (flags & SO_TOTAL)
4853                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4854                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4855                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4856                                         count_partial(n, count_free);
4857                         else
4858                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4859                         total += x;
4860                         nodes[node] += x;
4861                 }
4862
4863         } else
4864 #endif
4865         if (flags & SO_PARTIAL) {
4866                 struct kmem_cache_node *n;
4867
4868                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4869                         if (flags & SO_TOTAL)
4870                                 x = count_partial(n, count_total);
4871                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4872                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4873                         else
4874                                 x = n->nr_partial;
4875                         total += x;
4876                         nodes[node] += x;
4877                 }
4878         }
4879         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4880 #ifdef CONFIG_NUMA
4881         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4882                 if (nodes[node])
4883                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4884                                         node, nodes[node]);
4885 #endif
4886         put_online_mems();
4887         kfree(nodes);
4888         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4889 }
4890
4891 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4892 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4893 {
4894         int node;
4895         struct kmem_cache_node *n;
4896
4897         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4898                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4899                         return 1;
4900
4901         return 0;
4902 }
4903 #endif
4904
4905 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4906 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4907
4908 struct slab_attribute {
4909         struct attribute attr;
4910         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4911         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4912 };
4913
4914 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4915         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4916         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4917
4918 #define SLAB_ATTR(_name) \
4919         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4920         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4921
4922 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4923 {
4924         return sprintf(buf, "%u\n", s->size);
4925 }
4926 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4927
4928 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4929 {
4930         return sprintf(buf, "%u\n", s->align);
4931 }
4932 SLAB_ATTR_RO(align);
4933
4934 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4935 {
4936         return sprintf(buf, "%u\n", s->object_size);
4937 }
4938 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4939
4940 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4941 {
4942         return sprintf(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
4943 }
4944 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4945
4946 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4947                                 const char *buf, size_t length)
4948 {
4949         unsigned int order;
4950         int err;
4951
4952         err = kstrtouint(buf, 10, &order);
4953         if (err)
4954                 return err;
4955
4956         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4957                 return -EINVAL;
4958
4959         calculate_sizes(s, order);
4960         return length;
4961 }
4962
4963 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4964 {
4965         return sprintf(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
4966 }
4967 SLAB_ATTR(order);
4968
4969 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4970 {
4971         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4972 }
4973
4974 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4975                                  size_t length)
4976 {
4977         unsigned long min;
4978         int err;
4979
4980         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4981         if (err)
4982                 return err;
4983
4984         set_min_partial(s, min);
4985         return length;
4986 }
4987 SLAB_ATTR(min_partial);
4988
4989 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4990 {
4991         return sprintf(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
4992 }
4993
4994 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4995                                  size_t length)
4996 {
4997         unsigned int objects;
4998         int err;
4999
5000         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5001         if (err)
5002                 return err;
5003         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5004                 return -EINVAL;
5005
5006         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5007         flush_all(s);
5008         return length;
5009 }
5010 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5011
5012 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5013 {
5014         if (!s->ctor)
5015                 return 0;
5016         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
5017 }
5018 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5019
5020 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5021 {
5022         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5023 }
5024 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5025
5026 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5027 {
5028         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5029 }
5030 SLAB_ATTR_RO(partial);
5031
5032 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5033 {
5034         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5035 }
5036 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5037
5038 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5039 {
5040         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5041 }
5042 SLAB_ATTR_RO(objects);
5043
5044 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5045 {
5046         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5047 }
5048 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5049
5050 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5051 {
5052         int objects = 0;
5053         int pages = 0;
5054         int cpu;
5055         int len;
5056
5057         for_each_online_cpu(cpu) {
5058                 struct page *page;
5059
5060                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5061
5062                 if (page) {
5063                         pages += page->pages;
5064                         objects += page->pobjects;
5065                 }
5066         }
5067
5068         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
5069
5070 #ifdef CONFIG_SMP
5071         for_each_online_cpu(cpu) {
5072                 struct page *page;
5073
5074                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5075
5076                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
5077                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
5078                                 page->pobjects, page->pages);
5079         }
5080 #endif
5081         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5082 }
5083 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5084
5085 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5086 {
5087         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5088 }
5089
5090 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
5091                                 const char *buf, size_t length)
5092 {
5093         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5094         if (buf[0] == '1')
5095                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5096         return length;
5097 }
5098 SLAB_ATTR(reclaim_account);
5099
5100 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5101 {
5102         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5103 }
5104 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5105
5106 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5107 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5108 {
5109         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5110 }
5111 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5112 #endif
5113
5114 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5115 {
5116         return sprintf(buf, "%u\n", s->usersize);
5117 }
5118 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5119
5120 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5121 {
5122         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5123 }
5124 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5125
5126 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5127 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5128 {
5129         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5130 }
5131 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5132
5133 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5134 {
5135         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5136 }
5137 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5138
5139 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5140 {
5141         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5142 }
5143
5144 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
5145                                 const char *buf, size_t length)
5146 {
5147         s->flags &= ~SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5148         if (buf[0] == '1') {
5149                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5150                 s->flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5151         }
5152         return length;
5153 }
5154 SLAB_ATTR(sanity_checks);
5155
5156 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5157 {
5158         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5159 }
5160
5161 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5162                                                         size_t length)
5163 {
5164         /*
5165          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
5166          * as well as cause other issues like converting a mergeable
5167          * cache into an umergeable one.
5168          */
5169         if (s->refcount > 1)
5170                 return -EINVAL;
5171
5172         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
5173         if (buf[0] == '1') {
5174                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5175                 s->flags |= SLAB_TRACE;
5176         }
5177         return length;
5178 }
5179 SLAB_ATTR(trace);
5180
5181 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5182 {
5183         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5184 }
5185
5186 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
5187                                 const char *buf, size_t length)
5188 {
5189         if (any_slab_objects(s))
5190                 return -EBUSY;
5191
5192         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
5193         if (buf[0] == '1') {
5194                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
5195         }
5196         calculate_sizes(s, -1);
5197         return length;
5198 }
5199 SLAB_ATTR(red_zone);
5200
5201 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5202 {
5203         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5204 }
5205
5206 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
5207                                 const char *buf, size_t length)
5208 {
5209         if (any_slab_objects(s))
5210                 return -EBUSY;
5211
5212         s->flags &= ~SLAB_POISON;
5213         if (buf[0] == '1') {
5214                 s->flags |= SLAB_POISON;
5215         }
5216         calculate_sizes(s, -1);
5217         return length;
5218 }
5219 SLAB_ATTR(poison);
5220
5221 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5222 {
5223         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5224 }
5225
5226 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
5227                                 const char *buf, size_t length)
5228 {
5229         if (any_slab_objects(s))
5230                 return -EBUSY;
5231
5232         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
5233         if (buf[0] == '1') {
5234                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5235                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
5236         }
5237         calculate_sizes(s, -1);
5238         return length;
5239 }
5240 SLAB_ATTR(store_user);
5241
5242 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5243 {
5244         return 0;
5245 }
5246
5247 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5248                         const char *buf, size_t length)
5249 {
5250         int ret = -EINVAL;
5251
5252         if (buf[0] == '1') {
5253                 ret = validate_slab_cache(s);
5254                 if (ret >= 0)
5255                         ret = length;
5256         }
5257         return ret;
5258 }
5259 SLAB_ATTR(validate);
5260
5261 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5262 {
5263         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5264                 return -ENOSYS;
5265         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5266 }
5267 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5268
5269 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5270 {
5271         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5272                 return -ENOSYS;
5273         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5274 }
5275 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5276 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5277
5278 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5279 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5280 {
5281         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5282 }
5283
5284 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5285                                                         size_t length)
5286 {
5287         if (s->refcount > 1)
5288                 return -EINVAL;
5289
5290         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
5291         if (buf[0] == '1')
5292                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
5293         return length;
5294 }
5295 SLAB_ATTR(failslab);
5296 #endif
5297
5298 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5299 {
5300         return 0;
5301 }
5302
5303 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5304                         const char *buf, size_t length)
5305 {
5306         if (buf[0] == '1')
5307                 kmem_cache_shrink(s);
5308         else
5309                 return -EINVAL;
5310         return length;
5311 }
5312 SLAB_ATTR(shrink);
5313
5314 #ifdef CONFIG_NUMA
5315 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5316 {
5317         return sprintf(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5318 }
5319
5320 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5321                                 const char *buf, size_t length)
5322 {
5323         unsigned int ratio;
5324         int err;
5325
5326         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5327         if (err)
5328                 return err;
5329         if (ratio > 100)
5330                 return -ERANGE;
5331
5332         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5333
5334         return length;
5335 }
5336 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5337 #endif
5338
5339 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5340 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5341 {
5342         unsigned long sum  = 0;
5343         int cpu;
5344         int len;
5345         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5346
5347         if (!data)
5348                 return -ENOMEM;
5349
5350         for_each_online_cpu(cpu) {
5351                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5352
5353                 data[cpu] = x;
5354                 sum += x;
5355         }
5356
5357         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5358
5359 #ifdef CONFIG_SMP
5360         for_each_online_cpu(cpu) {
5361                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5362                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5363         }
5364 #endif
5365         kfree(data);
5366         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5367 }
5368
5369 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5370 {
5371         int cpu;
5372
5373         for_each_online_cpu(cpu)
5374                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5375 }
5376
5377 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5378 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5379 {                                                               \
5380         return show_stat(s, buf, si);                           \
5381 }                                                               \
5382 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5383                                 const char *buf, size_t length) \
5384 {                                                               \
5385         if (buf[0] != '0')                                      \
5386                 return -EINVAL;                                 \
5387         clear_stat(s, si);                                      \
5388         return length;                                          \
5389 }                                                               \
5390 SLAB_ATTR(text);                                                \
5391
5392 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5393 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5394 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5395 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5396 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5397 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5398 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5399 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5400 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5401 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5402 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5403 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5404 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5405 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5406 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5407 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5408 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5409 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5410 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5411 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5412 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5413 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5414 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5415 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5416 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5417 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5418 #endif
5419
5420 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5421         &slab_size_attr.attr,
5422         &object_size_attr.attr,
5423         &objs_per_slab_attr.attr,
5424         &order_attr.attr,
5425         &min_partial_attr.attr,
5426         &cpu_partial_attr.attr,
5427         &objects_attr.attr,
5428         &objects_partial_attr.attr,
5429         &partial_attr.attr,
5430         &cpu_slabs_attr.attr,
5431         &ctor_attr.attr,
5432         &aliases_attr.attr,
5433         &align_attr.attr,
5434         &hwcache_align_attr.attr,
5435         &reclaim_account_attr.attr,
5436         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5437         &shrink_attr.attr,
5438         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5439 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5440         &total_objects_attr.attr,
5441         &slabs_attr.attr,
5442         &sanity_checks_attr.attr,
5443         &trace_attr.attr,
5444         &red_zone_attr.attr,
5445         &poison_attr.attr,
5446         &store_user_attr.attr,
5447         &validate_attr.attr,
5448         &alloc_calls_attr.attr,
5449         &free_calls_attr.attr,
5450 #endif
5451 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5452         &cache_dma_attr.attr,
5453 #endif
5454 #ifdef CONFIG_NUMA
5455         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5456 #endif
5457 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5458         &alloc_fastpath_attr.attr,
5459         &alloc_slowpath_attr.attr,
5460         &free_fastpath_attr.attr,
5461         &free_slowpath_attr.attr,
5462         &free_frozen_attr.attr,
5463         &free_add_partial_attr.attr,
5464         &free_remove_partial_attr.attr,
5465         &alloc_from_partial_attr.attr,
5466         &alloc_slab_attr.attr,
5467         &alloc_refill_attr.attr,
5468         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5469         &free_slab_attr.attr,
5470         &cpuslab_flush_attr.attr,
5471         &deactivate_full_attr.attr,
5472         &deactivate_empty_attr.attr,
5473         &deactivate_to_head_attr.attr,
5474         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5475         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5476         &deactivate_bypass_attr.attr,
5477         &order_fallback_attr.attr,
5478         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5479         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5480         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5481         &cpu_partial_free_attr.attr,
5482         &cpu_partial_node_attr.attr,
5483         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5484 #endif
5485 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5486         &failslab_attr.attr,
5487 #endif
5488         &usersize_attr.attr,
5489
5490         NULL
5491 };
5492
5493 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5494         .attrs = slab_attrs,
5495 };
5496
5497 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5498                                 struct attribute *attr,
5499                                 char *buf)
5500 {
5501         struct slab_attribute *attribute;
5502         struct kmem_cache *s;
5503         int err;
5504
5505         attribute = to_slab_attr(attr);
5506         s = to_slab(kobj);
5507
5508         if (!attribute->show)
5509                 return -EIO;
5510
5511         err = attribute->show(s, buf);
5512
5513         return err;
5514 }
5515
5516 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5517                                 struct attribute *attr,
5518                                 const char *buf, size_t len)
5519 {
5520         struct slab_attribute *attribute;
5521         struct kmem_cache *s;
5522         int err;
5523
5524         attribute = to_slab_attr(attr);
5525         s = to_slab(kobj);
5526
5527         if (!attribute->store)
5528                 return -EIO;
5529
5530         err = attribute->store(s, buf, len);
5531 #ifdef CONFIG_MEMCG
5532         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5533                 struct kmem_cache *c;
5534
5535                 mutex_lock(&slab_mutex);
5536                 if (s->max_attr_size < len)
5537                         s->max_attr_size = len;
5538
5539                 /*
5540                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5541                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5542                  * basically because not all attributes will have a well
5543                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5544                  * have permanent effects.
5545                  *
5546                  * Returning the error value of any of the children that fail
5547                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5548                  * error code won't be able to know anything about the state of
5549                  * the cache.
5550                  *
5551                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5552                  * has well defined semantics. The cache being written to
5553                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5554                  * through the descendants with best-effort propagation.
5555                  */
5556                 for_each_memcg_cache(c, s)
5557                         attribute->store(c, buf, len);
5558                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5559         }
5560 #endif
5561         return err;
5562 }
5563
5564 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5565 {
5566 #ifdef CONFIG_MEMCG
5567         int i;
5568         char *buffer = NULL;
5569         struct kmem_cache *root_cache;
5570
5571         if (is_root_cache(s))
5572                 return;
5573
5574         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5575
5576         /*
5577          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5578          * in copying default values around
5579          */
5580         if (!root_cache->max_attr_size)
5581                 return;
5582
5583         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5584                 char mbuf[64];
5585                 char *buf;
5586                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5587                 ssize_t len;
5588
5589                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5590                         continue;
5591
5592                 /*
5593                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5594                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5595                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5596                  *
5597                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5598                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5599                  * theoretically happen.
5600                  */
5601                 if (buffer)
5602                         buf = buffer;
5603                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5604                         buf = mbuf;
5605                 else {
5606                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5607                         if (WARN_ON(!buffer))
5608                                 continue;
5609                         buf = buffer;
5610                 }
5611
5612                 len = attr->show(root_cache, buf);
5613                 if (len > 0)
5614                         attr->store(s, buf, len);
5615         }
5616
5617         if (buffer)
5618                 free_page((unsigned long)buffer);
5619 #endif
5620 }
5621
5622 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5623 {
5624         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5625 }
5626
5627 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5628         .show = slab_attr_show,
5629         .store = slab_attr_store,
5630 };
5631
5632 static struct kobj_type slab_ktype = {
5633         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5634         .release = kmem_cache_release,
5635 };
5636
5637 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5638 {
5639         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5640
5641         if (ktype == &slab_ktype)
5642                 return 1;
5643         return 0;
5644 }
5645
5646 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5647         .filter = uevent_filter,
5648 };
5649
5650 static struct kset *slab_kset;
5651
5652 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5653 {
5654 #ifdef CONFIG_MEMCG
5655         if (!is_root_cache(s))
5656                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5657 #endif
5658         return slab_kset;
5659 }
5660
5661 #define ID_STR_LENGTH 64
5662
5663 /* Create a unique string id for a slab cache:
5664  *
5665  * Format       :[flags-]size
5666  */
5667 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5668 {
5669         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5670         char *p = name;
5671
5672         BUG_ON(!name);
5673
5674         *p++ = ':';
5675         /*
5676          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5677          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5678          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5679          * are matched during merging to guarantee that the id is
5680          * unique.
5681          */
5682         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5683                 *p++ = 'd';
5684         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5685                 *p++ = 'a';
5686         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5687                 *p++ = 'F';
5688         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5689                 *p++ = 'A';
5690         if (p != name + 1)
5691                 *p++ = '-';
5692         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5693
5694         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5695         return name;
5696 }
5697
5698 static void sysfs_slab_remove_workfn(struct work_struct *work)
5699 {
5700         struct kmem_cache *s =
5701                 container_of(work, struct kmem_cache, kobj_remove_work);
5702
5703         if (!s->kobj.state_in_sysfs)
5704                 /*
5705                  * For a memcg cache, this may be called during
5706                  * deactivation and again on shutdown.  Remove only once.
5707                  * A cache is never shut down before deactivation is
5708                  * complete, so no need to worry about synchronization.
5709                  */
5710                 goto out;
5711
5712 #ifdef CONFIG_MEMCG
5713         kset_unregister(s->memcg_kset);
5714 #endif
5715         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5716 out:
5717         kobject_put(&s->kobj);
5718 }
5719
5720 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5721 {
5722         int err;
5723         const char *name;
5724         struct kset *kset = cache_kset(s);
5725         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5726
5727         INIT_WORK(&s->kobj_remove_work, sysfs_slab_remove_workfn);
5728
5729         if (!kset) {
5730                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5731                 return 0;
5732         }
5733
5734         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5735                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5736                 unmergeable = 1;
5737
5738         if (unmergeable) {
5739                 /*
5740                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5741                  * This is typically the case for debug situations. In that
5742                  * case we can catch duplicate names easily.
5743                  */
5744                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5745                 name = s->name;
5746         } else {
5747                 /*
5748                  * Create a unique name for the slab as a target
5749                  * for the symlinks.
5750                  */
5751                 name = create_unique_id(s);
5752         }
5753
5754         s->kobj.kset = kset;
5755         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5756         if (err)
5757                 goto out;
5758
5759         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5760         if (err)
5761                 goto out_del_kobj;
5762
5763 #ifdef CONFIG_MEMCG
5764         if (is_root_cache(s) && memcg_sysfs_enabled) {
5765                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5766                 if (!s->memcg_kset) {
5767                         err = -ENOMEM;
5768                         goto out_del_kobj;
5769                 }
5770         }
5771 #endif
5772
5773         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5774         if (!unmergeable) {
5775                 /* Setup first alias */
5776                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5777         }
5778 out:
5779         if (!unmergeable)
5780                 kfree(name);
5781         return err;
5782 out_del_kobj:
5783         kobject_del(&s->kobj);
5784         goto out;
5785 }
5786
5787 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5788 {
5789         if (slab_state < FULL)
5790                 /*
5791                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5792                  * cache from sysfs.
5793                  */
5794                 return;
5795
5796         kobject_get(&s->kobj);
5797         schedule_work(&s->kobj_remove_work);
5798 }
5799
5800 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5801 {
5802         if (slab_state >= FULL)
5803                 kobject_del(&s->kobj);
5804 }
5805
5806 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5807 {
5808         if (slab_state >= FULL)
5809                 kobject_put(&s->kobj);
5810 }
5811
5812 /*
5813  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5814  * available lest we lose that information.
5815  */
5816 struct saved_alias {
5817         struct kmem_cache *s;
5818         const char *name;
5819         struct saved_alias *next;
5820 };
5821
5822 static struct saved_alias *alias_list;
5823
5824 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5825 {
5826         struct saved_alias *al;
5827
5828         if (slab_state == FULL) {
5829                 /*
5830                  * If we have a leftover link then remove it.
5831                  */
5832                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5833                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5834         }
5835
5836         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5837         if (!al)
5838                 return -ENOMEM;
5839
5840         al->s = s;
5841         al->name = name;
5842         al->next = alias_list;
5843         alias_list = al;
5844         return 0;
5845 }
5846
5847 static int __init slab_sysfs_init(void)
5848 {
5849         struct kmem_cache *s;
5850         int err;
5851
5852         mutex_lock(&slab_mutex);
5853
5854         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5855         if (!slab_kset) {
5856                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5857                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5858                 return -ENOSYS;
5859         }
5860
5861         slab_state = FULL;
5862
5863         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5864                 err = sysfs_slab_add(s);
5865                 if (err)
5866                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5867                                s->name);
5868         }
5869
5870         while (alias_list) {
5871                 struct saved_alias *al = alias_list;
5872
5873                 alias_list = alias_list->next;
5874                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5875                 if (err)
5876                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5877                                al->name);
5878                 kfree(al);
5879         }
5880
5881         mutex_unlock(&slab_mutex);
5882         resiliency_test();
5883         return 0;
5884 }
5885
5886 __initcall(slab_sysfs_init);
5887 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5888
5889 /*
5890  * The /proc/slabinfo ABI
5891  */
5892 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5893 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5894 {
5895         unsigned long nr_slabs = 0;
5896         unsigned long nr_objs = 0;
5897         unsigned long nr_free = 0;
5898         int node;
5899         struct kmem_cache_node *n;
5900
5901         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5902                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5903                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5904                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5905         }
5906
5907         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5908         sinfo->num_objs = nr_objs;
5909         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5910         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5911         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5912         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5913 }
5914
5915 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5916 {
5917 }
5918
5919 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5920                        size_t count, loff_t *ppos)
5921 {
5922         return -EIO;
5923 }
5924 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */