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