ata: sata_mv: Fix PCI device ID table declaration compilation warning
[linux-2.6-block.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operations
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> /* mm_account_reclaimed_pages() */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/swab.h>
19 #include <linux/bitops.h>
20 #include <linux/slab.h>
21 #include "slab.h"
22 #include <linux/proc_fs.h>
23 #include <linux/seq_file.h>
24 #include <linux/kasan.h>
25 #include <linux/kmsan.h>
26 #include <linux/cpu.h>
27 #include <linux/cpuset.h>
28 #include <linux/mempolicy.h>
29 #include <linux/ctype.h>
30 #include <linux/stackdepot.h>
31 #include <linux/debugobjects.h>
32 #include <linux/kallsyms.h>
33 #include <linux/kfence.h>
34 #include <linux/memory.h>
35 #include <linux/math64.h>
36 #include <linux/fault-inject.h>
37 #include <linux/kmemleak.h>
38 #include <linux/stacktrace.h>
39 #include <linux/prefetch.h>
40 #include <linux/memcontrol.h>
41 #include <linux/random.h>
42 #include <kunit/test.h>
43 #include <kunit/test-bug.h>
44 #include <linux/sort.h>
45
46 #include <linux/debugfs.h>
47 #include <trace/events/kmem.h>
48
49 #include "internal.h"
50
51 /*
52  * Lock order:
53  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
54  *   2. node->list_lock (Spinlock)
55  *   3. kmem_cache->cpu_slab->lock (Local lock)
56  *   4. slab_lock(slab) (Only on some arches)
57  *   5. object_map_lock (Only for debugging)
58  *
59  *   slab_mutex
60  *
61  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
62  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
63  *   Also synchronizes memory hotplug callbacks.
64  *
65  *   slab_lock
66  *
67  *   The slab_lock is a wrapper around the page lock, thus it is a bit
68  *   spinlock.
69  *
70  *   The slab_lock is only used on arches that do not have the ability
71  *   to do a cmpxchg_double. It only protects:
72  *
73  *      A. slab->freelist       -> List of free objects in a slab
74  *      B. slab->inuse          -> Number of objects in use
75  *      C. slab->objects        -> Number of objects in slab
76  *      D. slab->frozen         -> frozen state
77  *
78  *   Frozen slabs
79  *
80  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is
81  *   the cpu slab which is actively allocated from by the processor that
82  *   froze it and it is not on any list. The processor that froze the
83  *   slab is the one who can perform list operations on the slab. Other
84  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
85  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
86  *   slab's freelist.
87  *
88  *   CPU partial slabs
89  *
90  *   The partially empty slabs cached on the CPU partial list are used
91  *   for performance reasons, which speeds up the allocation process.
92  *   These slabs are not frozen, but are also exempt from list management,
93  *   by clearing the PG_workingset flag when moving out of the node
94  *   partial list. Please see __slab_free() for more details.
95  *
96  *   To sum up, the current scheme is:
97  *   - node partial slab: PG_Workingset && !frozen
98  *   - cpu partial slab: !PG_Workingset && !frozen
99  *   - cpu slab: !PG_Workingset && frozen
100  *   - full slab: !PG_Workingset && !frozen
101  *
102  *   list_lock
103  *
104  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
105  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
106  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
107  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
108  *   modified without taking the list lock).
109  *
110  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
111  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
112  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
113  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
114  *   the list lock.
115  *
116  *   For debug caches, all allocations are forced to go through a list_lock
117  *   protected region to serialize against concurrent validation.
118  *
119  *   cpu_slab->lock local lock
120  *
121  *   This locks protect slowpath manipulation of all kmem_cache_cpu fields
122  *   except the stat counters. This is a percpu structure manipulated only by
123  *   the local cpu, so the lock protects against being preempted or interrupted
124  *   by an irq. Fast path operations rely on lockless operations instead.
125  *
126  *   On PREEMPT_RT, the local lock neither disables interrupts nor preemption
127  *   which means the lockless fastpath cannot be used as it might interfere with
128  *   an in-progress slow path operations. In this case the local lock is always
129  *   taken but it still utilizes the freelist for the common operations.
130  *
131  *   lockless fastpaths
132  *
133  *   The fast path allocation (slab_alloc_node()) and freeing (do_slab_free())
134  *   are fully lockless when satisfied from the percpu slab (and when
135  *   cmpxchg_double is possible to use, otherwise slab_lock is taken).
136  *   They also don't disable preemption or migration or irqs. They rely on
137  *   the transaction id (tid) field to detect being preempted or moved to
138  *   another cpu.
139  *
140  *   irq, preemption, migration considerations
141  *
142  *   Interrupts are disabled as part of list_lock or local_lock operations, or
143  *   around the slab_lock operation, in order to make the slab allocator safe
144  *   to use in the context of an irq.
145  *
146  *   In addition, preemption (or migration on PREEMPT_RT) is disabled in the
147  *   allocation slowpath, bulk allocation, and put_cpu_partial(), so that the
148  *   local cpu doesn't change in the process and e.g. the kmem_cache_cpu pointer
149  *   doesn't have to be revalidated in each section protected by the local lock.
150  *
151  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
152  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
153  *
154  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
155  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
156  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
157  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
158  * cannot scan all objects.
159  *
160  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
161  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
162  * fast frees and allocs.
163  *
164  * slab->frozen         The slab is frozen and exempt from list processing.
165  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
166  *                      such as satisfying allocations for a specific
167  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
168  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
169  *                      list operations. It is up to the processor holding
170  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
171  *                      when the slab is no longer needed.
172  *
173  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
174  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
175  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
176  *                      freelist that allows lockless access to
177  *                      free objects in addition to the regular freelist
178  *                      that requires the slab lock.
179  *
180  * SLAB_DEBUG_FLAGS     Slab requires special handling due to debug
181  *                      options set. This moves slab handling out of
182  *                      the fast path and disables lockless freelists.
183  */
184
185 /*
186  * We could simply use migrate_disable()/enable() but as long as it's a
187  * function call even on !PREEMPT_RT, use inline preempt_disable() there.
188  */
189 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
190 #define slub_get_cpu_ptr(var)           get_cpu_ptr(var)
191 #define slub_put_cpu_ptr(var)           put_cpu_ptr(var)
192 #define USE_LOCKLESS_FAST_PATH()        (true)
193 #else
194 #define slub_get_cpu_ptr(var)           \
195 ({                                      \
196         migrate_disable();              \
197         this_cpu_ptr(var);              \
198 })
199 #define slub_put_cpu_ptr(var)           \
200 do {                                    \
201         (void)(var);                    \
202         migrate_enable();               \
203 } while (0)
204 #define USE_LOCKLESS_FAST_PATH()        (false)
205 #endif
206
207 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
208 #define __fastpath_inline __always_inline
209 #else
210 #define __fastpath_inline
211 #endif
212
213 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
214 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
215 DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(slub_debug_enabled);
216 #else
217 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(slub_debug_enabled);
218 #endif
219 #endif          /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
220
221 /* Structure holding parameters for get_partial() call chain */
222 struct partial_context {
223         gfp_t flags;
224         unsigned int orig_size;
225         void *object;
226 };
227
228 static inline bool kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
229 {
230         return kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_DEBUG_FLAGS);
231 }
232
233 static inline bool slub_debug_orig_size(struct kmem_cache *s)
234 {
235         return (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER) &&
236                         (s->flags & SLAB_KMALLOC));
237 }
238
239 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
240 {
241         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE))
242                 p += s->red_left_pad;
243
244         return p;
245 }
246
247 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
248 {
249 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
250         return !kmem_cache_debug(s);
251 #else
252         return false;
253 #endif
254 }
255
256 /*
257  * Issues still to be resolved:
258  *
259  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
260  *
261  * - Variable sizing of the per node arrays
262  */
263
264 /* Enable to log cmpxchg failures */
265 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
266
267 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
268 /*
269  * Minimum number of partial slabs. These will be left on the partial
270  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
271  */
272 #define MIN_PARTIAL 5
273
274 /*
275  * Maximum number of desirable partial slabs.
276  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
277  * sort the partial list by the number of objects in use.
278  */
279 #define MAX_PARTIAL 10
280 #else
281 #define MIN_PARTIAL 0
282 #define MAX_PARTIAL 0
283 #endif
284
285 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
286                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
287
288 /*
289  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
290  * issues when checking or reading debug information
291  */
292 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
293                                 SLAB_TRACE)
294
295
296 /*
297  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
298  * disabled when slab_debug=O is used and a cache's min order increases with
299  * metadata.
300  */
301 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
302
303 #define OO_SHIFT        16
304 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
305 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since slab.objects is u15 */
306
307 /* Internal SLUB flags */
308 /* Poison object */
309 #define __OBJECT_POISON         __SLAB_FLAG_BIT(_SLAB_OBJECT_POISON)
310 /* Use cmpxchg_double */
311
312 #ifdef system_has_freelist_aba
313 #define __CMPXCHG_DOUBLE        __SLAB_FLAG_BIT(_SLAB_CMPXCHG_DOUBLE)
314 #else
315 #define __CMPXCHG_DOUBLE        __SLAB_FLAG_UNUSED
316 #endif
317
318 /*
319  * Tracking user of a slab.
320  */
321 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
322 struct track {
323         unsigned long addr;     /* Called from address */
324 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
325         depot_stack_handle_t handle;
326 #endif
327         int cpu;                /* Was running on cpu */
328         int pid;                /* Pid context */
329         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
330 };
331
332 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
333
334 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
335 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
336 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
337 #else
338 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
339 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
340                                                         { return 0; }
341 #endif
342
343 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
344 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *);
345 #else
346 static inline void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { }
347 #endif
348
349 enum stat_item {
350         ALLOC_FASTPATH,         /* Allocation from cpu slab */
351         ALLOC_SLOWPATH,         /* Allocation by getting a new cpu slab */
352         FREE_FASTPATH,          /* Free to cpu slab */
353         FREE_SLOWPATH,          /* Freeing not to cpu slab */
354         FREE_FROZEN,            /* Freeing to frozen slab */
355         FREE_ADD_PARTIAL,       /* Freeing moves slab to partial list */
356         FREE_REMOVE_PARTIAL,    /* Freeing removes last object */
357         ALLOC_FROM_PARTIAL,     /* Cpu slab acquired from node partial list */
358         ALLOC_SLAB,             /* Cpu slab acquired from page allocator */
359         ALLOC_REFILL,           /* Refill cpu slab from slab freelist */
360         ALLOC_NODE_MISMATCH,    /* Switching cpu slab */
361         FREE_SLAB,              /* Slab freed to the page allocator */
362         CPUSLAB_FLUSH,          /* Abandoning of the cpu slab */
363         DEACTIVATE_FULL,        /* Cpu slab was full when deactivated */
364         DEACTIVATE_EMPTY,       /* Cpu slab was empty when deactivated */
365         DEACTIVATE_TO_HEAD,     /* Cpu slab was moved to the head of partials */
366         DEACTIVATE_TO_TAIL,     /* Cpu slab was moved to the tail of partials */
367         DEACTIVATE_REMOTE_FREES,/* Slab contained remotely freed objects */
368         DEACTIVATE_BYPASS,      /* Implicit deactivation */
369         ORDER_FALLBACK,         /* Number of times fallback was necessary */
370         CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL,/* Failures of this_cpu_cmpxchg_double */
371         CMPXCHG_DOUBLE_FAIL,    /* Failures of slab freelist update */
372         CPU_PARTIAL_ALLOC,      /* Used cpu partial on alloc */
373         CPU_PARTIAL_FREE,       /* Refill cpu partial on free */
374         CPU_PARTIAL_NODE,       /* Refill cpu partial from node partial */
375         CPU_PARTIAL_DRAIN,      /* Drain cpu partial to node partial */
376         NR_SLUB_STAT_ITEMS
377 };
378
379 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
380 /*
381  * When changing the layout, make sure freelist and tid are still compatible
382  * with this_cpu_cmpxchg_double() alignment requirements.
383  */
384 struct kmem_cache_cpu {
385         union {
386                 struct {
387                         void **freelist;        /* Pointer to next available object */
388                         unsigned long tid;      /* Globally unique transaction id */
389                 };
390                 freelist_aba_t freelist_tid;
391         };
392         struct slab *slab;      /* The slab from which we are allocating */
393 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
394         struct slab *partial;   /* Partially allocated slabs */
395 #endif
396         local_lock_t lock;      /* Protects the fields above */
397 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
398         unsigned int stat[NR_SLUB_STAT_ITEMS];
399 #endif
400 };
401 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
402
403 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
404 {
405 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
406         /*
407          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
408          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
409          */
410         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
411 #endif
412 }
413
414 static inline
415 void stat_add(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si, int v)
416 {
417 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
418         raw_cpu_add(s->cpu_slab->stat[si], v);
419 #endif
420 }
421
422 /*
423  * The slab lists for all objects.
424  */
425 struct kmem_cache_node {
426         spinlock_t list_lock;
427         unsigned long nr_partial;
428         struct list_head partial;
429 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
430         atomic_long_t nr_slabs;
431         atomic_long_t total_objects;
432         struct list_head full;
433 #endif
434 };
435
436 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
437 {
438         return s->node[node];
439 }
440
441 /*
442  * Iterator over all nodes. The body will be executed for each node that has
443  * a kmem_cache_node structure allocated (which is true for all online nodes)
444  */
445 #define for_each_kmem_cache_node(__s, __node, __n) \
446         for (__node = 0; __node < nr_node_ids; __node++) \
447                  if ((__n = get_node(__s, __node)))
448
449 /*
450  * Tracks for which NUMA nodes we have kmem_cache_nodes allocated.
451  * Corresponds to node_state[N_NORMAL_MEMORY], but can temporarily
452  * differ during memory hotplug/hotremove operations.
453  * Protected by slab_mutex.
454  */
455 static nodemask_t slab_nodes;
456
457 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
458 /*
459  * Workqueue used for flush_cpu_slab().
460  */
461 static struct workqueue_struct *flushwq;
462 #endif
463
464 /********************************************************************
465  *                      Core slab cache functions
466  *******************************************************************/
467
468 /*
469  * freeptr_t represents a SLUB freelist pointer, which might be encoded
470  * and not dereferenceable if CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED is enabled.
471  */
472 typedef struct { unsigned long v; } freeptr_t;
473
474 /*
475  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
476  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
477  * random number.
478  */
479 static inline freeptr_t freelist_ptr_encode(const struct kmem_cache *s,
480                                             void *ptr, unsigned long ptr_addr)
481 {
482         unsigned long encoded;
483
484 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
485         encoded = (unsigned long)ptr ^ s->random ^ swab(ptr_addr);
486 #else
487         encoded = (unsigned long)ptr;
488 #endif
489         return (freeptr_t){.v = encoded};
490 }
491
492 static inline void *freelist_ptr_decode(const struct kmem_cache *s,
493                                         freeptr_t ptr, unsigned long ptr_addr)
494 {
495         void *decoded;
496
497 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
498         decoded = (void *)(ptr.v ^ s->random ^ swab(ptr_addr));
499 #else
500         decoded = (void *)ptr.v;
501 #endif
502         return decoded;
503 }
504
505 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
506 {
507         unsigned long ptr_addr;
508         freeptr_t p;
509
510         object = kasan_reset_tag(object);
511         ptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
512         p = *(freeptr_t *)(ptr_addr);
513         return freelist_ptr_decode(s, p, ptr_addr);
514 }
515
516 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
517 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
518 {
519         prefetchw(object + s->offset);
520 }
521 #endif
522
523 /*
524  * When running under KMSAN, get_freepointer_safe() may return an uninitialized
525  * pointer value in the case the current thread loses the race for the next
526  * memory chunk in the freelist. In that case this_cpu_cmpxchg_double() in
527  * slab_alloc_node() will fail, so the uninitialized value won't be used, but
528  * KMSAN will still check all arguments of cmpxchg because of imperfect
529  * handling of inline assembly.
530  * To work around this problem, we apply __no_kmsan_checks to ensure that
531  * get_freepointer_safe() returns initialized memory.
532  */
533 __no_kmsan_checks
534 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
535 {
536         unsigned long freepointer_addr;
537         freeptr_t p;
538
539         if (!debug_pagealloc_enabled_static())
540                 return get_freepointer(s, object);
541
542         object = kasan_reset_tag(object);
543         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
544         copy_from_kernel_nofault(&p, (freeptr_t *)freepointer_addr, sizeof(p));
545         return freelist_ptr_decode(s, p, freepointer_addr);
546 }
547
548 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
549 {
550         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
551
552 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
553         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
554 #endif
555
556         freeptr_addr = (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)freeptr_addr);
557         *(freeptr_t *)freeptr_addr = freelist_ptr_encode(s, fp, freeptr_addr);
558 }
559
560 /* Loop over all objects in a slab */
561 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
562         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
563                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
564                 __p += (__s)->size)
565
566 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
567 {
568         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
569 }
570
571 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
572                 unsigned int size)
573 {
574         struct kmem_cache_order_objects x = {
575                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
576         };
577
578         return x;
579 }
580
581 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
582 {
583         return x.x >> OO_SHIFT;
584 }
585
586 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
587 {
588         return x.x & OO_MASK;
589 }
590
591 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
592 static void slub_set_cpu_partial(struct kmem_cache *s, unsigned int nr_objects)
593 {
594         unsigned int nr_slabs;
595
596         s->cpu_partial = nr_objects;
597
598         /*
599          * We take the number of objects but actually limit the number of
600          * slabs on the per cpu partial list, in order to limit excessive
601          * growth of the list. For simplicity we assume that the slabs will
602          * be half-full.
603          */
604         nr_slabs = DIV_ROUND_UP(nr_objects * 2, oo_objects(s->oo));
605         s->cpu_partial_slabs = nr_slabs;
606 }
607 #else
608 static inline void
609 slub_set_cpu_partial(struct kmem_cache *s, unsigned int nr_objects)
610 {
611 }
612 #endif /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
613
614 /*
615  * Per slab locking using the pagelock
616  */
617 static __always_inline void slab_lock(struct slab *slab)
618 {
619         struct page *page = slab_page(slab);
620
621         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
622         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
623 }
624
625 static __always_inline void slab_unlock(struct slab *slab)
626 {
627         struct page *page = slab_page(slab);
628
629         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
630         bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
631 }
632
633 static inline bool
634 __update_freelist_fast(struct slab *slab,
635                       void *freelist_old, unsigned long counters_old,
636                       void *freelist_new, unsigned long counters_new)
637 {
638 #ifdef system_has_freelist_aba
639         freelist_aba_t old = { .freelist = freelist_old, .counter = counters_old };
640         freelist_aba_t new = { .freelist = freelist_new, .counter = counters_new };
641
642         return try_cmpxchg_freelist(&slab->freelist_counter.full, &old.full, new.full);
643 #else
644         return false;
645 #endif
646 }
647
648 static inline bool
649 __update_freelist_slow(struct slab *slab,
650                       void *freelist_old, unsigned long counters_old,
651                       void *freelist_new, unsigned long counters_new)
652 {
653         bool ret = false;
654
655         slab_lock(slab);
656         if (slab->freelist == freelist_old &&
657             slab->counters == counters_old) {
658                 slab->freelist = freelist_new;
659                 slab->counters = counters_new;
660                 ret = true;
661         }
662         slab_unlock(slab);
663
664         return ret;
665 }
666
667 /*
668  * Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right), typically
669  * by an _irqsave() lock variant. On PREEMPT_RT the preempt_disable(), which is
670  * part of bit_spin_lock(), is sufficient because the policy is not to allow any
671  * allocation/ free operation in hardirq context. Therefore nothing can
672  * interrupt the operation.
673  */
674 static inline bool __slab_update_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
675                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
676                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
677                 const char *n)
678 {
679         bool ret;
680
681         if (USE_LOCKLESS_FAST_PATH())
682                 lockdep_assert_irqs_disabled();
683
684         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
685                 ret = __update_freelist_fast(slab, freelist_old, counters_old,
686                                             freelist_new, counters_new);
687         } else {
688                 ret = __update_freelist_slow(slab, freelist_old, counters_old,
689                                             freelist_new, counters_new);
690         }
691         if (likely(ret))
692                 return true;
693
694         cpu_relax();
695         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
696
697 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
698         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
699 #endif
700
701         return false;
702 }
703
704 static inline bool slab_update_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
705                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
706                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
707                 const char *n)
708 {
709         bool ret;
710
711         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
712                 ret = __update_freelist_fast(slab, freelist_old, counters_old,
713                                             freelist_new, counters_new);
714         } else {
715                 unsigned long flags;
716
717                 local_irq_save(flags);
718                 ret = __update_freelist_slow(slab, freelist_old, counters_old,
719                                             freelist_new, counters_new);
720                 local_irq_restore(flags);
721         }
722         if (likely(ret))
723                 return true;
724
725         cpu_relax();
726         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
727
728 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
729         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
730 #endif
731
732         return false;
733 }
734
735 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
736 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
737 static DEFINE_SPINLOCK(object_map_lock);
738
739 static void __fill_map(unsigned long *obj_map, struct kmem_cache *s,
740                        struct slab *slab)
741 {
742         void *addr = slab_address(slab);
743         void *p;
744
745         bitmap_zero(obj_map, slab->objects);
746
747         for (p = slab->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
748                 set_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map);
749 }
750
751 #if IS_ENABLED(CONFIG_KUNIT)
752 static bool slab_add_kunit_errors(void)
753 {
754         struct kunit_resource *resource;
755
756         if (!kunit_get_current_test())
757                 return false;
758
759         resource = kunit_find_named_resource(current->kunit_test, "slab_errors");
760         if (!resource)
761                 return false;
762
763         (*(int *)resource->data)++;
764         kunit_put_resource(resource);
765         return true;
766 }
767 #else
768 static inline bool slab_add_kunit_errors(void) { return false; }
769 #endif
770
771 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
772 {
773         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
774                 return s->size - s->red_left_pad;
775
776         return s->size;
777 }
778
779 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
780 {
781         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
782                 p -= s->red_left_pad;
783
784         return p;
785 }
786
787 /*
788  * Debug settings:
789  */
790 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
791 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
792 #else
793 static slab_flags_t slub_debug;
794 #endif
795
796 static char *slub_debug_string;
797 static int disable_higher_order_debug;
798
799 /*
800  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
801  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
802  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
803  * to tell kasan that these accesses are OK.
804  */
805 static inline void metadata_access_enable(void)
806 {
807         kasan_disable_current();
808 }
809
810 static inline void metadata_access_disable(void)
811 {
812         kasan_enable_current();
813 }
814
815 /*
816  * Object debugging
817  */
818
819 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
820 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
821                                 struct slab *slab, void *object)
822 {
823         void *base;
824
825         if (!object)
826                 return 1;
827
828         base = slab_address(slab);
829         object = kasan_reset_tag(object);
830         object = restore_red_left(s, object);
831         if (object < base || object >= base + slab->objects * s->size ||
832                 (object - base) % s->size) {
833                 return 0;
834         }
835
836         return 1;
837 }
838
839 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
840                           unsigned int length)
841 {
842         metadata_access_enable();
843         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS,
844                         16, 1, kasan_reset_tag((void *)addr), length, 1);
845         metadata_access_disable();
846 }
847
848 /*
849  * See comment in calculate_sizes().
850  */
851 static inline bool freeptr_outside_object(struct kmem_cache *s)
852 {
853         return s->offset >= s->inuse;
854 }
855
856 /*
857  * Return offset of the end of info block which is inuse + free pointer if
858  * not overlapping with object.
859  */
860 static inline unsigned int get_info_end(struct kmem_cache *s)
861 {
862         if (freeptr_outside_object(s))
863                 return s->inuse + sizeof(void *);
864         else
865                 return s->inuse;
866 }
867
868 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
869         enum track_item alloc)
870 {
871         struct track *p;
872
873         p = object + get_info_end(s);
874
875         return kasan_reset_tag(p + alloc);
876 }
877
878 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
879 static noinline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void)
880 {
881         depot_stack_handle_t handle;
882         unsigned long entries[TRACK_ADDRS_COUNT];
883         unsigned int nr_entries;
884
885         nr_entries = stack_trace_save(entries, ARRAY_SIZE(entries), 3);
886         handle = stack_depot_save(entries, nr_entries, GFP_NOWAIT);
887
888         return handle;
889 }
890 #else
891 static inline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void)
892 {
893         return 0;
894 }
895 #endif
896
897 static void set_track_update(struct kmem_cache *s, void *object,
898                              enum track_item alloc, unsigned long addr,
899                              depot_stack_handle_t handle)
900 {
901         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
902
903 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
904         p->handle = handle;
905 #endif
906         p->addr = addr;
907         p->cpu = smp_processor_id();
908         p->pid = current->pid;
909         p->when = jiffies;
910 }
911
912 static __always_inline void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
913                                       enum track_item alloc, unsigned long addr)
914 {
915         depot_stack_handle_t handle = set_track_prepare();
916
917         set_track_update(s, object, alloc, addr, handle);
918 }
919
920 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
921 {
922         struct track *p;
923
924         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
925                 return;
926
927         p = get_track(s, object, TRACK_ALLOC);
928         memset(p, 0, 2*sizeof(struct track));
929 }
930
931 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
932 {
933         depot_stack_handle_t handle __maybe_unused;
934
935         if (!t->addr)
936                 return;
937
938         pr_err("%s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
939                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
940 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
941         handle = READ_ONCE(t->handle);
942         if (handle)
943                 stack_depot_print(handle);
944         else
945                 pr_err("object allocation/free stack trace missing\n");
946 #endif
947 }
948
949 void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
950 {
951         unsigned long pr_time = jiffies;
952         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
953                 return;
954
955         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
956         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
957 }
958
959 static void print_slab_info(const struct slab *slab)
960 {
961         struct folio *folio = (struct folio *)slab_folio(slab);
962
963         pr_err("Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=%pGp\n",
964                slab, slab->objects, slab->inuse, slab->freelist,
965                folio_flags(folio, 0));
966 }
967
968 /*
969  * kmalloc caches has fixed sizes (mostly power of 2), and kmalloc() API
970  * family will round up the real request size to these fixed ones, so
971  * there could be an extra area than what is requested. Save the original
972  * request size in the meta data area, for better debug and sanity check.
973  */
974 static inline void set_orig_size(struct kmem_cache *s,
975                                 void *object, unsigned int orig_size)
976 {
977         void *p = kasan_reset_tag(object);
978         unsigned int kasan_meta_size;
979
980         if (!slub_debug_orig_size(s))
981                 return;
982
983         /*
984          * KASAN can save its free meta data inside of the object at offset 0.
985          * If this meta data size is larger than 'orig_size', it will overlap
986          * the data redzone in [orig_size+1, object_size]. Thus, we adjust
987          * 'orig_size' to be as at least as big as KASAN's meta data.
988          */
989         kasan_meta_size = kasan_metadata_size(s, true);
990         if (kasan_meta_size > orig_size)
991                 orig_size = kasan_meta_size;
992
993         p += get_info_end(s);
994         p += sizeof(struct track) * 2;
995
996         *(unsigned int *)p = orig_size;
997 }
998
999 static inline unsigned int get_orig_size(struct kmem_cache *s, void *object)
1000 {
1001         void *p = kasan_reset_tag(object);
1002
1003         if (!slub_debug_orig_size(s))
1004                 return s->object_size;
1005
1006         p += get_info_end(s);
1007         p += sizeof(struct track) * 2;
1008
1009         return *(unsigned int *)p;
1010 }
1011
1012 void skip_orig_size_check(struct kmem_cache *s, const void *object)
1013 {
1014         set_orig_size(s, (void *)object, s->object_size);
1015 }
1016
1017 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
1018 {
1019         struct va_format vaf;
1020         va_list args;
1021
1022         va_start(args, fmt);
1023         vaf.fmt = fmt;
1024         vaf.va = &args;
1025         pr_err("=============================================================================\n");
1026         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
1027         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
1028         va_end(args);
1029 }
1030
1031 __printf(2, 3)
1032 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
1033 {
1034         struct va_format vaf;
1035         va_list args;
1036
1037         if (slab_add_kunit_errors())
1038                 return;
1039
1040         va_start(args, fmt);
1041         vaf.fmt = fmt;
1042         vaf.va = &args;
1043         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
1044         va_end(args);
1045 }
1046
1047 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, u8 *p)
1048 {
1049         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
1050         u8 *addr = slab_address(slab);
1051
1052         print_tracking(s, p);
1053
1054         print_slab_info(slab);
1055
1056         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
1057                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
1058
1059         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
1060                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p - s->red_left_pad,
1061                               s->red_left_pad);
1062         else if (p > addr + 16)
1063                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
1064
1065         print_section(KERN_ERR,         "Object   ", p,
1066                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
1067         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
1068                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p + s->object_size,
1069                         s->inuse - s->object_size);
1070
1071         off = get_info_end(s);
1072
1073         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1074                 off += 2 * sizeof(struct track);
1075
1076         if (slub_debug_orig_size(s))
1077                 off += sizeof(unsigned int);
1078
1079         off += kasan_metadata_size(s, false);
1080
1081         if (off != size_from_object(s))
1082                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
1083                 print_section(KERN_ERR, "Padding  ", p + off,
1084                               size_from_object(s) - off);
1085
1086         dump_stack();
1087 }
1088
1089 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1090                         u8 *object, char *reason)
1091 {
1092         if (slab_add_kunit_errors())
1093                 return;
1094
1095         slab_bug(s, "%s", reason);
1096         print_trailer(s, slab, object);
1097         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
1098 }
1099
1100 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1101                                void **freelist, void *nextfree)
1102 {
1103         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
1104             !check_valid_pointer(s, slab, nextfree) && freelist) {
1105                 object_err(s, slab, *freelist, "Freechain corrupt");
1106                 *freelist = NULL;
1107                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
1108                 return true;
1109         }
1110
1111         return false;
1112 }
1113
1114 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1115                         const char *fmt, ...)
1116 {
1117         va_list args;
1118         char buf[100];
1119
1120         if (slab_add_kunit_errors())
1121                 return;
1122
1123         va_start(args, fmt);
1124         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
1125         va_end(args);
1126         slab_bug(s, "%s", buf);
1127         print_slab_info(slab);
1128         dump_stack();
1129         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
1130 }
1131
1132 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
1133 {
1134         u8 *p = kasan_reset_tag(object);
1135         unsigned int poison_size = s->object_size;
1136
1137         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1138                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
1139
1140                 if (slub_debug_orig_size(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE) {
1141                         /*
1142                          * Redzone the extra allocated space by kmalloc than
1143                          * requested, and the poison size will be limited to
1144                          * the original request size accordingly.
1145                          */
1146                         poison_size = get_orig_size(s, object);
1147                 }
1148         }
1149
1150         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
1151                 memset(p, POISON_FREE, poison_size - 1);
1152                 p[poison_size - 1] = POISON_END;
1153         }
1154
1155         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
1156                 memset(p + poison_size, val, s->inuse - poison_size);
1157 }
1158
1159 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
1160                                                 void *from, void *to)
1161 {
1162         slab_fix(s, "Restoring %s 0x%p-0x%p=0x%x", message, from, to - 1, data);
1163         memset(from, data, to - from);
1164 }
1165
1166 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1167                         u8 *object, char *what,
1168                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
1169 {
1170         u8 *fault;
1171         u8 *end;
1172         u8 *addr = slab_address(slab);
1173
1174         metadata_access_enable();
1175         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(start), value, bytes);
1176         metadata_access_disable();
1177         if (!fault)
1178                 return 1;
1179
1180         end = start + bytes;
1181         while (end > fault && end[-1] == value)
1182                 end--;
1183
1184         if (slab_add_kunit_errors())
1185                 goto skip_bug_print;
1186
1187         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
1188         pr_err("0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
1189                                         fault, end - 1, fault - addr,
1190                                         fault[0], value);
1191         print_trailer(s, slab, object);
1192         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
1193
1194 skip_bug_print:
1195         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
1196         return 0;
1197 }
1198
1199 /*
1200  * Object layout:
1201  *
1202  * object address
1203  *      Bytes of the object to be managed.
1204  *      If the freepointer may overlay the object then the free
1205  *      pointer is at the middle of the object.
1206  *
1207  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
1208  *      0xa5 (POISON_END)
1209  *
1210  * object + s->object_size
1211  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
1212  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
1213  *      object_size == inuse.
1214  *
1215  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
1216  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
1217  *
1218  * object + s->inuse
1219  *      Meta data starts here.
1220  *
1221  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
1222  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
1223  *      C. Original request size for kmalloc object (SLAB_STORE_USER enabled)
1224  *      D. Padding to reach required alignment boundary or at minimum
1225  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
1226  *              before the word boundary.
1227  *
1228  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
1229  *
1230  * object + s->size
1231  *      Nothing is used beyond s->size.
1232  *
1233  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
1234  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
1235  * may be used with merged slabcaches.
1236  */
1237
1238 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, u8 *p)
1239 {
1240         unsigned long off = get_info_end(s);    /* The end of info */
1241
1242         if (s->flags & SLAB_STORE_USER) {
1243                 /* We also have user information there */
1244                 off += 2 * sizeof(struct track);
1245
1246                 if (s->flags & SLAB_KMALLOC)
1247                         off += sizeof(unsigned int);
1248         }
1249
1250         off += kasan_metadata_size(s, false);
1251
1252         if (size_from_object(s) == off)
1253                 return 1;
1254
1255         return check_bytes_and_report(s, slab, p, "Object padding",
1256                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
1257 }
1258
1259 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
1260 static void slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1261 {
1262         u8 *start;
1263         u8 *fault;
1264         u8 *end;
1265         u8 *pad;
1266         int length;
1267         int remainder;
1268
1269         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
1270                 return;
1271
1272         start = slab_address(slab);
1273         length = slab_size(slab);
1274         end = start + length;
1275         remainder = length % s->size;
1276         if (!remainder)
1277                 return;
1278
1279         pad = end - remainder;
1280         metadata_access_enable();
1281         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(pad), POISON_INUSE, remainder);
1282         metadata_access_disable();
1283         if (!fault)
1284                 return;
1285         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
1286                 end--;
1287
1288         slab_err(s, slab, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
1289                         fault, end - 1, fault - start);
1290         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
1291
1292         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
1293 }
1294
1295 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1296                                         void *object, u8 val)
1297 {
1298         u8 *p = object;
1299         u8 *endobject = object + s->object_size;
1300         unsigned int orig_size, kasan_meta_size;
1301
1302         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1303                 if (!check_bytes_and_report(s, slab, object, "Left Redzone",
1304                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
1305                         return 0;
1306
1307                 if (!check_bytes_and_report(s, slab, object, "Right Redzone",
1308                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
1309                         return 0;
1310
1311                 if (slub_debug_orig_size(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE) {
1312                         orig_size = get_orig_size(s, object);
1313
1314                         if (s->object_size > orig_size  &&
1315                                 !check_bytes_and_report(s, slab, object,
1316                                         "kmalloc Redzone", p + orig_size,
1317                                         val, s->object_size - orig_size)) {
1318                                 return 0;
1319                         }
1320                 }
1321         } else {
1322                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
1323                         check_bytes_and_report(s, slab, p, "Alignment padding",
1324                                 endobject, POISON_INUSE,
1325                                 s->inuse - s->object_size);
1326                 }
1327         }
1328
1329         if (s->flags & SLAB_POISON) {
1330                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON)) {
1331                         /*
1332                          * KASAN can save its free meta data inside of the
1333                          * object at offset 0. Thus, skip checking the part of
1334                          * the redzone that overlaps with the meta data.
1335                          */
1336                         kasan_meta_size = kasan_metadata_size(s, true);
1337                         if (kasan_meta_size < s->object_size - 1 &&
1338                             !check_bytes_and_report(s, slab, p, "Poison",
1339                                         p + kasan_meta_size, POISON_FREE,
1340                                         s->object_size - kasan_meta_size - 1))
1341                                 return 0;
1342                         if (kasan_meta_size < s->object_size &&
1343                             !check_bytes_and_report(s, slab, p, "End Poison",
1344                                         p + s->object_size - 1, POISON_END, 1))
1345                                 return 0;
1346                 }
1347                 /*
1348                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
1349                  */
1350                 check_pad_bytes(s, slab, p);
1351         }
1352
1353         if (!freeptr_outside_object(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE)
1354                 /*
1355                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
1356                  * freepointer while object is allocated.
1357                  */
1358                 return 1;
1359
1360         /* Check free pointer validity */
1361         if (!check_valid_pointer(s, slab, get_freepointer(s, p))) {
1362                 object_err(s, slab, p, "Freepointer corrupt");
1363                 /*
1364                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
1365                  * of the free objects in this slab. May cause
1366                  * another error because the object count is now wrong.
1367                  */
1368                 set_freepointer(s, p, NULL);
1369                 return 0;
1370         }
1371         return 1;
1372 }
1373
1374 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1375 {
1376         int maxobj;
1377
1378         if (!folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1379                 slab_err(s, slab, "Not a valid slab page");
1380                 return 0;
1381         }
1382
1383         maxobj = order_objects(slab_order(slab), s->size);
1384         if (slab->objects > maxobj) {
1385                 slab_err(s, slab, "objects %u > max %u",
1386                         slab->objects, maxobj);
1387                 return 0;
1388         }
1389         if (slab->inuse > slab->objects) {
1390                 slab_err(s, slab, "inuse %u > max %u",
1391                         slab->inuse, slab->objects);
1392                 return 0;
1393         }
1394         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
1395         slab_pad_check(s, slab);
1396         return 1;
1397 }
1398
1399 /*
1400  * Determine if a certain object in a slab is on the freelist. Must hold the
1401  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
1402  */
1403 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *search)
1404 {
1405         int nr = 0;
1406         void *fp;
1407         void *object = NULL;
1408         int max_objects;
1409
1410         fp = slab->freelist;
1411         while (fp && nr <= slab->objects) {
1412                 if (fp == search)
1413                         return 1;
1414                 if (!check_valid_pointer(s, slab, fp)) {
1415                         if (object) {
1416                                 object_err(s, slab, object,
1417                                         "Freechain corrupt");
1418                                 set_freepointer(s, object, NULL);
1419                         } else {
1420                                 slab_err(s, slab, "Freepointer corrupt");
1421                                 slab->freelist = NULL;
1422                                 slab->inuse = slab->objects;
1423                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
1424                                 return 0;
1425                         }
1426                         break;
1427                 }
1428                 object = fp;
1429                 fp = get_freepointer(s, object);
1430                 nr++;
1431         }
1432
1433         max_objects = order_objects(slab_order(slab), s->size);
1434         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1435                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1436
1437         if (slab->objects != max_objects) {
1438                 slab_err(s, slab, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1439                          slab->objects, max_objects);
1440                 slab->objects = max_objects;
1441                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted");
1442         }
1443         if (slab->inuse != slab->objects - nr) {
1444                 slab_err(s, slab, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1445                          slab->inuse, slab->objects - nr);
1446                 slab->inuse = slab->objects - nr;
1447                 slab_fix(s, "Object count adjusted");
1448         }
1449         return search == NULL;
1450 }
1451
1452 static void trace(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *object,
1453                                                                 int alloc)
1454 {
1455         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1456                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1457                         s->name,
1458                         alloc ? "alloc" : "free",
1459                         object, slab->inuse,
1460                         slab->freelist);
1461
1462                 if (!alloc)
1463                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1464                                         s->object_size);
1465
1466                 dump_stack();
1467         }
1468 }
1469
1470 /*
1471  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1472  */
1473 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1474         struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab)
1475 {
1476         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1477                 return;
1478
1479         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1480         list_add(&slab->slab_list, &n->full);
1481 }
1482
1483 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab)
1484 {
1485         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1486                 return;
1487
1488         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1489         list_del(&slab->slab_list);
1490 }
1491
1492 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1493 {
1494         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1495 }
1496
1497 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1498 {
1499         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1500
1501         atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1502         atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1503 }
1504 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1505 {
1506         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1507
1508         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1509         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1510 }
1511
1512 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1513 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, void *object)
1514 {
1515         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON))
1516                 return;
1517
1518         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1519         init_tracking(s, object);
1520 }
1521
1522 static
1523 void setup_slab_debug(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *addr)
1524 {
1525         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_POISON))
1526                 return;
1527
1528         metadata_access_enable();
1529         memset(kasan_reset_tag(addr), POISON_INUSE, slab_size(slab));
1530         metadata_access_disable();
1531 }
1532
1533 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1534                                         struct slab *slab, void *object)
1535 {
1536         if (!check_slab(s, slab))
1537                 return 0;
1538
1539         if (!check_valid_pointer(s, slab, object)) {
1540                 object_err(s, slab, object, "Freelist Pointer check fails");
1541                 return 0;
1542         }
1543
1544         if (!check_object(s, slab, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1545                 return 0;
1546
1547         return 1;
1548 }
1549
1550 static noinline bool alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1551                         struct slab *slab, void *object, int orig_size)
1552 {
1553         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1554                 if (!alloc_consistency_checks(s, slab, object))
1555                         goto bad;
1556         }
1557
1558         /* Success. Perform special debug activities for allocs */
1559         trace(s, slab, object, 1);
1560         set_orig_size(s, object, orig_size);
1561         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1562         return true;
1563
1564 bad:
1565         if (folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1566                 /*
1567                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1568                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1569                  * as used avoids touching the remaining objects.
1570                  */
1571                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1572                 slab->inuse = slab->objects;
1573                 slab->freelist = NULL;
1574         }
1575         return false;
1576 }
1577
1578 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1579                 struct slab *slab, void *object, unsigned long addr)
1580 {
1581         if (!check_valid_pointer(s, slab, object)) {
1582                 slab_err(s, slab, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1583                 return 0;
1584         }
1585
1586         if (on_freelist(s, slab, object)) {
1587                 object_err(s, slab, object, "Object already free");
1588                 return 0;
1589         }
1590
1591         if (!check_object(s, slab, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1592                 return 0;
1593
1594         if (unlikely(s != slab->slab_cache)) {
1595                 if (!folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1596                         slab_err(s, slab, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1597                                  object);
1598                 } else if (!slab->slab_cache) {
1599                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1600                                object);
1601                         dump_stack();
1602                 } else
1603                         object_err(s, slab, object,
1604                                         "page slab pointer corrupt.");
1605                 return 0;
1606         }
1607         return 1;
1608 }
1609
1610 /*
1611  * Parse a block of slab_debug options. Blocks are delimited by ';'
1612  *
1613  * @str:    start of block
1614  * @flags:  returns parsed flags, or DEBUG_DEFAULT_FLAGS if none specified
1615  * @slabs:  return start of list of slabs, or NULL when there's no list
1616  * @init:   assume this is initial parsing and not per-kmem-create parsing
1617  *
1618  * returns the start of next block if there's any, or NULL
1619  */
1620 static char *
1621 parse_slub_debug_flags(char *str, slab_flags_t *flags, char **slabs, bool init)
1622 {
1623         bool higher_order_disable = false;
1624
1625         /* Skip any completely empty blocks */
1626         while (*str && *str == ';')
1627                 str++;
1628
1629         if (*str == ',') {
1630                 /*
1631                  * No options but restriction on slabs. This means full
1632                  * debugging for slabs matching a pattern.
1633                  */
1634                 *flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1635                 goto check_slabs;
1636         }
1637         *flags = 0;
1638
1639         /* Determine which debug features should be switched on */
1640         for (; *str && *str != ',' && *str != ';'; str++) {
1641                 switch (tolower(*str)) {
1642                 case '-':
1643                         *flags = 0;
1644                         break;
1645                 case 'f':
1646                         *flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1647                         break;
1648                 case 'z':
1649                         *flags |= SLAB_RED_ZONE;
1650                         break;
1651                 case 'p':
1652                         *flags |= SLAB_POISON;
1653                         break;
1654                 case 'u':
1655                         *flags |= SLAB_STORE_USER;
1656                         break;
1657                 case 't':
1658                         *flags |= SLAB_TRACE;
1659                         break;
1660                 case 'a':
1661                         *flags |= SLAB_FAILSLAB;
1662                         break;
1663                 case 'o':
1664                         /*
1665                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1666                          * order would increase as a result.
1667                          */
1668                         higher_order_disable = true;
1669                         break;
1670                 default:
1671                         if (init)
1672                                 pr_err("slab_debug option '%c' unknown. skipped\n", *str);
1673                 }
1674         }
1675 check_slabs:
1676         if (*str == ',')
1677                 *slabs = ++str;
1678         else
1679                 *slabs = NULL;
1680
1681         /* Skip over the slab list */
1682         while (*str && *str != ';')
1683                 str++;
1684
1685         /* Skip any completely empty blocks */
1686         while (*str && *str == ';')
1687                 str++;
1688
1689         if (init && higher_order_disable)
1690                 disable_higher_order_debug = 1;
1691
1692         if (*str)
1693                 return str;
1694         else
1695                 return NULL;
1696 }
1697
1698 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1699 {
1700         slab_flags_t flags;
1701         slab_flags_t global_flags;
1702         char *saved_str;
1703         char *slab_list;
1704         bool global_slub_debug_changed = false;
1705         bool slab_list_specified = false;
1706
1707         global_flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1708         if (*str++ != '=' || !*str)
1709                 /*
1710                  * No options specified. Switch on full debugging.
1711                  */
1712                 goto out;
1713
1714         saved_str = str;
1715         while (str) {
1716                 str = parse_slub_debug_flags(str, &flags, &slab_list, true);
1717
1718                 if (!slab_list) {
1719                         global_flags = flags;
1720                         global_slub_debug_changed = true;
1721                 } else {
1722                         slab_list_specified = true;
1723                         if (flags & SLAB_STORE_USER)
1724                                 stack_depot_request_early_init();
1725                 }
1726         }
1727
1728         /*
1729          * For backwards compatibility, a single list of flags with list of
1730          * slabs means debugging is only changed for those slabs, so the global
1731          * slab_debug should be unchanged (0 or DEBUG_DEFAULT_FLAGS, depending
1732          * on CONFIG_SLUB_DEBUG_ON). We can extended that to multiple lists as
1733          * long as there is no option specifying flags without a slab list.
1734          */
1735         if (slab_list_specified) {
1736                 if (!global_slub_debug_changed)
1737                         global_flags = slub_debug;
1738                 slub_debug_string = saved_str;
1739         }
1740 out:
1741         slub_debug = global_flags;
1742         if (slub_debug & SLAB_STORE_USER)
1743                 stack_depot_request_early_init();
1744         if (slub_debug != 0 || slub_debug_string)
1745                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
1746         else
1747                 static_branch_disable(&slub_debug_enabled);
1748         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1749              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1750             (slub_debug & SLAB_POISON))
1751                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1752         return 1;
1753 }
1754
1755 __setup("slab_debug", setup_slub_debug);
1756 __setup_param("slub_debug", slub_debug, setup_slub_debug, 0);
1757
1758 /*
1759  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1760  * @flags:              flags to set
1761  * @name:               name of the cache
1762  *
1763  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1764  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1765  * slab_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1766  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1767  */
1768 slab_flags_t kmem_cache_flags(slab_flags_t flags, const char *name)
1769 {
1770         char *iter;
1771         size_t len;
1772         char *next_block;
1773         slab_flags_t block_flags;
1774         slab_flags_t slub_debug_local = slub_debug;
1775
1776         if (flags & SLAB_NO_USER_FLAGS)
1777                 return flags;
1778
1779         /*
1780          * If the slab cache is for debugging (e.g. kmemleak) then
1781          * don't store user (stack trace) information by default,
1782          * but let the user enable it via the command line below.
1783          */
1784         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1785                 slub_debug_local &= ~SLAB_STORE_USER;
1786
1787         len = strlen(name);
1788         next_block = slub_debug_string;
1789         /* Go through all blocks of debug options, see if any matches our slab's name */
1790         while (next_block) {
1791                 next_block = parse_slub_debug_flags(next_block, &block_flags, &iter, false);
1792                 if (!iter)
1793                         continue;
1794                 /* Found a block that has a slab list, search it */
1795                 while (*iter) {
1796                         char *end, *glob;
1797                         size_t cmplen;
1798
1799                         end = strchrnul(iter, ',');
1800                         if (next_block && next_block < end)
1801                                 end = next_block - 1;
1802
1803                         glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1804                         if (glob)
1805                                 cmplen = glob - iter;
1806                         else
1807                                 cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1808
1809                         if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1810                                 flags |= block_flags;
1811                                 return flags;
1812                         }
1813
1814                         if (!*end || *end == ';')
1815                                 break;
1816                         iter = end + 1;
1817                 }
1818         }
1819
1820         return flags | slub_debug_local;
1821 }
1822 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1823 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, void *object) {}
1824 static inline
1825 void setup_slab_debug(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *addr) {}
1826
1827 static inline bool alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1828         struct slab *slab, void *object, int orig_size) { return true; }
1829
1830 static inline bool free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1831         struct slab *slab, void *head, void *tail, int *bulk_cnt,
1832         unsigned long addr, depot_stack_handle_t handle) { return true; }
1833
1834 static inline void slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct slab *slab) {}
1835 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1836                         void *object, u8 val) { return 1; }
1837 static inline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void) { return 0; }
1838 static inline void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
1839                              enum track_item alloc, unsigned long addr) {}
1840 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1841                                         struct slab *slab) {}
1842 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1843                                         struct slab *slab) {}
1844 slab_flags_t kmem_cache_flags(slab_flags_t flags, const char *name)
1845 {
1846         return flags;
1847 }
1848 #define slub_debug 0
1849
1850 #define disable_higher_order_debug 0
1851
1852 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1853                                                         { return 0; }
1854 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1855                                                         int objects) {}
1856 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1857                                                         int objects) {}
1858
1859 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
1860 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1861                                void **freelist, void *nextfree)
1862 {
1863         return false;
1864 }
1865 #endif
1866 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1867
1868 static inline enum node_stat_item cache_vmstat_idx(struct kmem_cache *s)
1869 {
1870         return (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1871                 NR_SLAB_RECLAIMABLE_B : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B;
1872 }
1873
1874 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
1875 static inline void memcg_free_slab_cgroups(struct slab *slab)
1876 {
1877         kfree(slab_objcgs(slab));
1878         slab->memcg_data = 0;
1879 }
1880
1881 static inline size_t obj_full_size(struct kmem_cache *s)
1882 {
1883         /*
1884          * For each accounted object there is an extra space which is used
1885          * to store obj_cgroup membership. Charge it too.
1886          */
1887         return s->size + sizeof(struct obj_cgroup *);
1888 }
1889
1890 /*
1891  * Returns false if the allocation should fail.
1892  */
1893 static bool __memcg_slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
1894                                         struct list_lru *lru,
1895                                         struct obj_cgroup **objcgp,
1896                                         size_t objects, gfp_t flags)
1897 {
1898         /*
1899          * The obtained objcg pointer is safe to use within the current scope,
1900          * defined by current task or set_active_memcg() pair.
1901          * obj_cgroup_get() is used to get a permanent reference.
1902          */
1903         struct obj_cgroup *objcg = current_obj_cgroup();
1904         if (!objcg)
1905                 return true;
1906
1907         if (lru) {
1908                 int ret;
1909                 struct mem_cgroup *memcg;
1910
1911                 memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
1912                 ret = memcg_list_lru_alloc(memcg, lru, flags);
1913                 css_put(&memcg->css);
1914
1915                 if (ret)
1916                         return false;
1917         }
1918
1919         if (obj_cgroup_charge(objcg, flags, objects * obj_full_size(s)))
1920                 return false;
1921
1922         *objcgp = objcg;
1923         return true;
1924 }
1925
1926 /*
1927  * Returns false if the allocation should fail.
1928  */
1929 static __fastpath_inline
1930 bool memcg_slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
1931                                struct obj_cgroup **objcgp, size_t objects,
1932                                gfp_t flags)
1933 {
1934         if (!memcg_kmem_online())
1935                 return true;
1936
1937         if (likely(!(flags & __GFP_ACCOUNT) && !(s->flags & SLAB_ACCOUNT)))
1938                 return true;
1939
1940         return likely(__memcg_slab_pre_alloc_hook(s, lru, objcgp, objects,
1941                                                   flags));
1942 }
1943
1944 static void __memcg_slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
1945                                          struct obj_cgroup *objcg,
1946                                          gfp_t flags, size_t size,
1947                                          void **p)
1948 {
1949         struct slab *slab;
1950         unsigned long off;
1951         size_t i;
1952
1953         flags &= gfp_allowed_mask;
1954
1955         for (i = 0; i < size; i++) {
1956                 if (likely(p[i])) {
1957                         slab = virt_to_slab(p[i]);
1958
1959                         if (!slab_objcgs(slab) &&
1960                             memcg_alloc_slab_cgroups(slab, s, flags, false)) {
1961                                 obj_cgroup_uncharge(objcg, obj_full_size(s));
1962                                 continue;
1963                         }
1964
1965                         off = obj_to_index(s, slab, p[i]);
1966                         obj_cgroup_get(objcg);
1967                         slab_objcgs(slab)[off] = objcg;
1968                         mod_objcg_state(objcg, slab_pgdat(slab),
1969                                         cache_vmstat_idx(s), obj_full_size(s));
1970                 } else {
1971                         obj_cgroup_uncharge(objcg, obj_full_size(s));
1972                 }
1973         }
1974 }
1975
1976 static __fastpath_inline
1977 void memcg_slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, struct obj_cgroup *objcg,
1978                                 gfp_t flags, size_t size, void **p)
1979 {
1980         if (likely(!memcg_kmem_online() || !objcg))
1981                 return;
1982
1983         return __memcg_slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p);
1984 }
1985
1986 static void __memcg_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1987                                    void **p, int objects,
1988                                    struct obj_cgroup **objcgs)
1989 {
1990         for (int i = 0; i < objects; i++) {
1991                 struct obj_cgroup *objcg;
1992                 unsigned int off;
1993
1994                 off = obj_to_index(s, slab, p[i]);
1995                 objcg = objcgs[off];
1996                 if (!objcg)
1997                         continue;
1998
1999                 objcgs[off] = NULL;
2000                 obj_cgroup_uncharge(objcg, obj_full_size(s));
2001                 mod_objcg_state(objcg, slab_pgdat(slab), cache_vmstat_idx(s),
2002                                 -obj_full_size(s));
2003                 obj_cgroup_put(objcg);
2004         }
2005 }
2006
2007 static __fastpath_inline
2008 void memcg_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void **p,
2009                           int objects)
2010 {
2011         struct obj_cgroup **objcgs;
2012
2013         if (!memcg_kmem_online())
2014                 return;
2015
2016         objcgs = slab_objcgs(slab);
2017         if (likely(!objcgs))
2018                 return;
2019
2020         __memcg_slab_free_hook(s, slab, p, objects, objcgs);
2021 }
2022
2023 static inline
2024 void memcg_slab_alloc_error_hook(struct kmem_cache *s, int objects,
2025                            struct obj_cgroup *objcg)
2026 {
2027         if (objcg)
2028                 obj_cgroup_uncharge(objcg, objects * obj_full_size(s));
2029 }
2030 #else /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2031 static inline void memcg_free_slab_cgroups(struct slab *slab)
2032 {
2033 }
2034
2035 static inline bool memcg_slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
2036                                              struct list_lru *lru,
2037                                              struct obj_cgroup **objcgp,
2038                                              size_t objects, gfp_t flags)
2039 {
2040         return true;
2041 }
2042
2043 static inline void memcg_slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
2044                                               struct obj_cgroup *objcg,
2045                                               gfp_t flags, size_t size,
2046                                               void **p)
2047 {
2048 }
2049
2050 static inline void memcg_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2051                                         void **p, int objects)
2052 {
2053 }
2054
2055 static inline
2056 void memcg_slab_alloc_error_hook(struct kmem_cache *s, int objects,
2057                                  struct obj_cgroup *objcg)
2058 {
2059 }
2060 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2061
2062 /*
2063  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
2064  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
2065  *
2066  * Returns true if freeing of the object can proceed, false if its reuse
2067  * was delayed by KASAN quarantine, or it was returned to KFENCE.
2068  */
2069 static __always_inline
2070 bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x, bool init)
2071 {
2072         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
2073         kmsan_slab_free(s, x);
2074
2075         debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
2076
2077         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
2078                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
2079
2080         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
2081         if (!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
2082                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
2083                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
2084
2085         if (kfence_free(x))
2086                 return false;
2087
2088         /*
2089          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
2090          * kasan_slab_free and initialization memset's must be
2091          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
2092          *
2093          * The initialization memset's clear the object and the metadata,
2094          * but don't touch the SLAB redzone.
2095          */
2096         if (unlikely(init)) {
2097                 int rsize;
2098
2099                 if (!kasan_has_integrated_init())
2100                         memset(kasan_reset_tag(x), 0, s->object_size);
2101                 rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad : 0;
2102                 memset((char *)kasan_reset_tag(x) + s->inuse, 0,
2103                        s->size - s->inuse - rsize);
2104         }
2105         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse. */
2106         return !kasan_slab_free(s, x, init);
2107 }
2108
2109 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
2110                                            void **head, void **tail,
2111                                            int *cnt)
2112 {
2113
2114         void *object;
2115         void *next = *head;
2116         void *old_tail = *tail;
2117         bool init;
2118
2119         if (is_kfence_address(next)) {
2120                 slab_free_hook(s, next, false);
2121                 return false;
2122         }
2123
2124         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
2125         *head = NULL;
2126         *tail = NULL;
2127
2128         init = slab_want_init_on_free(s);
2129
2130         do {
2131                 object = next;
2132                 next = get_freepointer(s, object);
2133
2134                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
2135                 if (likely(slab_free_hook(s, object, init))) {
2136                         /* Move object to the new freelist */
2137                         set_freepointer(s, object, *head);
2138                         *head = object;
2139                         if (!*tail)
2140                                 *tail = object;
2141                 } else {
2142                         /*
2143                          * Adjust the reconstructed freelist depth
2144                          * accordingly if object's reuse is delayed.
2145                          */
2146                         --(*cnt);
2147                 }
2148         } while (object != old_tail);
2149
2150         return *head != NULL;
2151 }
2152
2153 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, void *object)
2154 {
2155         setup_object_debug(s, object);
2156         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
2157         if (unlikely(s->ctor)) {
2158                 kasan_unpoison_new_object(s, object);
2159                 s->ctor(object);
2160                 kasan_poison_new_object(s, object);
2161         }
2162         return object;
2163 }
2164
2165 /*
2166  * Slab allocation and freeing
2167  */
2168 static inline struct slab *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
2169                 struct kmem_cache_order_objects oo)
2170 {
2171         struct folio *folio;
2172         struct slab *slab;
2173         unsigned int order = oo_order(oo);
2174
2175         folio = (struct folio *)alloc_pages_node(node, flags, order);
2176         if (!folio)
2177                 return NULL;
2178
2179         slab = folio_slab(folio);
2180         __folio_set_slab(folio);
2181         /* Make the flag visible before any changes to folio->mapping */
2182         smp_wmb();
2183         if (folio_is_pfmemalloc(folio))
2184                 slab_set_pfmemalloc(slab);
2185
2186         return slab;
2187 }
2188
2189 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
2190 /* Pre-initialize the random sequence cache */
2191 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
2192 {
2193         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
2194         int err;
2195
2196         /* Bailout if already initialised */
2197         if (s->random_seq)
2198                 return 0;
2199
2200         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
2201         if (err) {
2202                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
2203                         s->name);
2204                 return err;
2205         }
2206
2207         /* Transform to an offset on the set of pages */
2208         if (s->random_seq) {
2209                 unsigned int i;
2210
2211                 for (i = 0; i < count; i++)
2212                         s->random_seq[i] *= s->size;
2213         }
2214         return 0;
2215 }
2216
2217 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
2218 static void __init init_freelist_randomization(void)
2219 {
2220         struct kmem_cache *s;
2221
2222         mutex_lock(&slab_mutex);
2223
2224         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2225                 init_cache_random_seq(s);
2226
2227         mutex_unlock(&slab_mutex);
2228 }
2229
2230 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
2231 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s,
2232                                 unsigned long *pos, void *start,
2233                                 unsigned long page_limit,
2234                                 unsigned long freelist_count)
2235 {
2236         unsigned int idx;
2237
2238         /*
2239          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
2240          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
2241          */
2242         do {
2243                 idx = s->random_seq[*pos];
2244                 *pos += 1;
2245                 if (*pos >= freelist_count)
2246                         *pos = 0;
2247         } while (unlikely(idx >= page_limit));
2248
2249         return (char *)start + idx;
2250 }
2251
2252 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
2253 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2254 {
2255         void *start;
2256         void *cur;
2257         void *next;
2258         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
2259
2260         if (slab->objects < 2 || !s->random_seq)
2261                 return false;
2262
2263         freelist_count = oo_objects(s->oo);
2264         pos = get_random_u32_below(freelist_count);
2265
2266         page_limit = slab->objects * s->size;
2267         start = fixup_red_left(s, slab_address(slab));
2268
2269         /* First entry is used as the base of the freelist */
2270         cur = next_freelist_entry(s, &pos, start, page_limit, freelist_count);
2271         cur = setup_object(s, cur);
2272         slab->freelist = cur;
2273
2274         for (idx = 1; idx < slab->objects; idx++) {
2275                 next = next_freelist_entry(s, &pos, start, page_limit,
2276                         freelist_count);
2277                 next = setup_object(s, next);
2278                 set_freepointer(s, cur, next);
2279                 cur = next;
2280         }
2281         set_freepointer(s, cur, NULL);
2282
2283         return true;
2284 }
2285 #else
2286 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
2287 {
2288         return 0;
2289 }
2290 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
2291 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2292 {
2293         return false;
2294 }
2295 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
2296
2297 static __always_inline void account_slab(struct slab *slab, int order,
2298                                          struct kmem_cache *s, gfp_t gfp)
2299 {
2300         if (memcg_kmem_online() && (s->flags & SLAB_ACCOUNT))
2301                 memcg_alloc_slab_cgroups(slab, s, gfp, true);
2302
2303         mod_node_page_state(slab_pgdat(slab), cache_vmstat_idx(s),
2304                             PAGE_SIZE << order);
2305 }
2306
2307 static __always_inline void unaccount_slab(struct slab *slab, int order,
2308                                            struct kmem_cache *s)
2309 {
2310         if (memcg_kmem_online())
2311                 memcg_free_slab_cgroups(slab);
2312
2313         mod_node_page_state(slab_pgdat(slab), cache_vmstat_idx(s),
2314                             -(PAGE_SIZE << order));
2315 }
2316
2317 static struct slab *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
2318 {
2319         struct slab *slab;
2320         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
2321         gfp_t alloc_gfp;
2322         void *start, *p, *next;
2323         int idx;
2324         bool shuffle;
2325
2326         flags &= gfp_allowed_mask;
2327
2328         flags |= s->allocflags;
2329
2330         /*
2331          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
2332          * so we fall-back to the minimum order allocation.
2333          */
2334         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
2335         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
2336                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~__GFP_RECLAIM;
2337
2338         slab = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
2339         if (unlikely(!slab)) {
2340                 oo = s->min;
2341                 alloc_gfp = flags;
2342                 /*
2343                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
2344                  * Try a lower order alloc if possible
2345                  */
2346                 slab = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
2347                 if (unlikely(!slab))
2348                         return NULL;
2349                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
2350         }
2351
2352         slab->objects = oo_objects(oo);
2353         slab->inuse = 0;
2354         slab->frozen = 0;
2355
2356         account_slab(slab, oo_order(oo), s, flags);
2357
2358         slab->slab_cache = s;
2359
2360         kasan_poison_slab(slab);
2361
2362         start = slab_address(slab);
2363
2364         setup_slab_debug(s, slab, start);
2365
2366         shuffle = shuffle_freelist(s, slab);
2367
2368         if (!shuffle) {
2369                 start = fixup_red_left(s, start);
2370                 start = setup_object(s, start);
2371                 slab->freelist = start;
2372                 for (idx = 0, p = start; idx < slab->objects - 1; idx++) {
2373                         next = p + s->size;
2374                         next = setup_object(s, next);
2375                         set_freepointer(s, p, next);
2376                         p = next;
2377                 }
2378                 set_freepointer(s, p, NULL);
2379         }
2380
2381         return slab;
2382 }
2383
2384 static struct slab *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
2385 {
2386         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
2387                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
2388
2389         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2390
2391         return allocate_slab(s,
2392                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
2393 }
2394
2395 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2396 {
2397         struct folio *folio = slab_folio(slab);
2398         int order = folio_order(folio);
2399         int pages = 1 << order;
2400
2401         __slab_clear_pfmemalloc(slab);
2402         folio->mapping = NULL;
2403         /* Make the mapping reset visible before clearing the flag */
2404         smp_wmb();
2405         __folio_clear_slab(folio);
2406         mm_account_reclaimed_pages(pages);
2407         unaccount_slab(slab, order, s);
2408         __free_pages(&folio->page, order);
2409 }
2410
2411 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
2412 {
2413         struct slab *slab = container_of(h, struct slab, rcu_head);
2414
2415         __free_slab(slab->slab_cache, slab);
2416 }
2417
2418 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2419 {
2420         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
2421                 void *p;
2422
2423                 slab_pad_check(s, slab);
2424                 for_each_object(p, s, slab_address(slab), slab->objects)
2425                         check_object(s, slab, p, SLUB_RED_INACTIVE);
2426         }
2427
2428         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
2429                 call_rcu(&slab->rcu_head, rcu_free_slab);
2430         else
2431                 __free_slab(s, slab);
2432 }
2433
2434 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2435 {
2436         dec_slabs_node(s, slab_nid(slab), slab->objects);
2437         free_slab(s, slab);
2438 }
2439
2440 /*
2441  * SLUB reuses PG_workingset bit to keep track of whether it's on
2442  * the per-node partial list.
2443  */
2444 static inline bool slab_test_node_partial(const struct slab *slab)
2445 {
2446         return folio_test_workingset((struct folio *)slab_folio(slab));
2447 }
2448
2449 static inline void slab_set_node_partial(struct slab *slab)
2450 {
2451         set_bit(PG_workingset, folio_flags(slab_folio(slab), 0));
2452 }
2453
2454 static inline void slab_clear_node_partial(struct slab *slab)
2455 {
2456         clear_bit(PG_workingset, folio_flags(slab_folio(slab), 0));
2457 }
2458
2459 /*
2460  * Management of partially allocated slabs.
2461  */
2462 static inline void
2463 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab, int tail)
2464 {
2465         n->nr_partial++;
2466         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
2467                 list_add_tail(&slab->slab_list, &n->partial);
2468         else
2469                 list_add(&slab->slab_list, &n->partial);
2470         slab_set_node_partial(slab);
2471 }
2472
2473 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
2474                                 struct slab *slab, int tail)
2475 {
2476         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2477         __add_partial(n, slab, tail);
2478 }
2479
2480 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
2481                                         struct slab *slab)
2482 {
2483         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2484         list_del(&slab->slab_list);
2485         slab_clear_node_partial(slab);
2486         n->nr_partial--;
2487 }
2488
2489 /*
2490  * Called only for kmem_cache_debug() caches instead of remove_partial(), with a
2491  * slab from the n->partial list. Remove only a single object from the slab, do
2492  * the alloc_debug_processing() checks and leave the slab on the list, or move
2493  * it to full list if it was the last free object.
2494  */
2495 static void *alloc_single_from_partial(struct kmem_cache *s,
2496                 struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab, int orig_size)
2497 {
2498         void *object;
2499
2500         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2501
2502         object = slab->freelist;
2503         slab->freelist = get_freepointer(s, object);
2504         slab->inuse++;
2505
2506         if (!alloc_debug_processing(s, slab, object, orig_size)) {
2507                 remove_partial(n, slab);
2508                 return NULL;
2509         }
2510
2511         if (slab->inuse == slab->objects) {
2512                 remove_partial(n, slab);
2513                 add_full(s, n, slab);
2514         }
2515
2516         return object;
2517 }
2518
2519 /*
2520  * Called only for kmem_cache_debug() caches to allocate from a freshly
2521  * allocated slab. Allocate a single object instead of whole freelist
2522  * and put the slab to the partial (or full) list.
2523  */
2524 static void *alloc_single_from_new_slab(struct kmem_cache *s,
2525                                         struct slab *slab, int orig_size)
2526 {
2527         int nid = slab_nid(slab);
2528         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, nid);
2529         unsigned long flags;
2530         void *object;
2531
2532
2533         object = slab->freelist;
2534         slab->freelist = get_freepointer(s, object);
2535         slab->inuse = 1;
2536
2537         if (!alloc_debug_processing(s, slab, object, orig_size))
2538                 /*
2539                  * It's not really expected that this would fail on a
2540                  * freshly allocated slab, but a concurrent memory
2541                  * corruption in theory could cause that.
2542                  */
2543                 return NULL;
2544
2545         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2546
2547         if (slab->inuse == slab->objects)
2548                 add_full(s, n, slab);
2549         else
2550                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2551
2552         inc_slabs_node(s, nid, slab->objects);
2553         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2554
2555         return object;
2556 }
2557
2558 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2559 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, int drain);
2560 #else
2561 static inline void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2562                                    int drain) { }
2563 #endif
2564 static inline bool pfmemalloc_match(struct slab *slab, gfp_t gfpflags);
2565
2566 /*
2567  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
2568  */
2569 static struct slab *get_partial_node(struct kmem_cache *s,
2570                                      struct kmem_cache_node *n,
2571                                      struct partial_context *pc)
2572 {
2573         struct slab *slab, *slab2, *partial = NULL;
2574         unsigned long flags;
2575         unsigned int partial_slabs = 0;
2576
2577         /*
2578          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
2579          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
2580          * partial slab and there is none available then get_partial()
2581          * will return NULL.
2582          */
2583         if (!n || !n->nr_partial)
2584                 return NULL;
2585
2586         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2587         list_for_each_entry_safe(slab, slab2, &n->partial, slab_list) {
2588                 if (!pfmemalloc_match(slab, pc->flags))
2589                         continue;
2590
2591                 if (IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) || kmem_cache_debug(s)) {
2592                         void *object = alloc_single_from_partial(s, n, slab,
2593                                                         pc->orig_size);
2594                         if (object) {
2595                                 partial = slab;
2596                                 pc->object = object;
2597                                 break;
2598                         }
2599                         continue;
2600                 }
2601
2602                 remove_partial(n, slab);
2603
2604                 if (!partial) {
2605                         partial = slab;
2606                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
2607                 } else {
2608                         put_cpu_partial(s, slab, 0);
2609                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
2610                         partial_slabs++;
2611                 }
2612 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2613                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
2614                         || partial_slabs > s->cpu_partial_slabs / 2)
2615                         break;
2616 #else
2617                 break;
2618 #endif
2619
2620         }
2621         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2622         return partial;
2623 }
2624
2625 /*
2626  * Get a slab from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2627  */
2628 static struct slab *get_any_partial(struct kmem_cache *s,
2629                                     struct partial_context *pc)
2630 {
2631 #ifdef CONFIG_NUMA
2632         struct zonelist *zonelist;
2633         struct zoneref *z;
2634         struct zone *zone;
2635         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(pc->flags);
2636         struct slab *slab;
2637         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2638
2639         /*
2640          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2641          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2642          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2643          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2644          *
2645          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2646          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2647          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2648          * from other nodes and filled up.
2649          *
2650          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2651          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2652          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2653          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2654          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2655          * with available objects.
2656          */
2657         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2658                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2659                 return NULL;
2660
2661         do {
2662                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2663                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), pc->flags);
2664                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2665                         struct kmem_cache_node *n;
2666
2667                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2668
2669                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, pc->flags) &&
2670                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2671                                 slab = get_partial_node(s, n, pc);
2672                                 if (slab) {
2673                                         /*
2674                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2675                                          * here - if mems_allowed was updated in
2676                                          * parallel, that was a harmless race
2677                                          * between allocation and the cpuset
2678                                          * update
2679                                          */
2680                                         return slab;
2681                                 }
2682                         }
2683                 }
2684         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2685 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2686         return NULL;
2687 }
2688
2689 /*
2690  * Get a partial slab, lock it and return it.
2691  */
2692 static struct slab *get_partial(struct kmem_cache *s, int node,
2693                                 struct partial_context *pc)
2694 {
2695         struct slab *slab;
2696         int searchnode = node;
2697
2698         if (node == NUMA_NO_NODE)
2699                 searchnode = numa_mem_id();
2700
2701         slab = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), pc);
2702         if (slab || node != NUMA_NO_NODE)
2703                 return slab;
2704
2705         return get_any_partial(s, pc);
2706 }
2707
2708 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
2709
2710 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2711 /*
2712  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2713  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2714  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2715  */
2716 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2717 #else
2718 /*
2719  * No preemption supported therefore also no need to check for
2720  * different cpus.
2721  */
2722 #define TID_STEP 1
2723 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
2724
2725 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2726 {
2727         return tid + TID_STEP;
2728 }
2729
2730 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2731 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2732 {
2733         return tid % TID_STEP;
2734 }
2735
2736 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2737 {
2738         return tid / TID_STEP;
2739 }
2740 #endif
2741
2742 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2743 {
2744         return cpu;
2745 }
2746
2747 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2748                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2749 {
2750 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2751         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2752
2753         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2754
2755 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2756         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2757                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2758                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2759         else
2760 #endif
2761         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2762                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2763                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2764         else
2765                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2766                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2767 #endif
2768         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2769 }
2770
2771 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2772 {
2773         int cpu;
2774         struct kmem_cache_cpu *c;
2775
2776         for_each_possible_cpu(cpu) {
2777                 c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2778                 local_lock_init(&c->lock);
2779                 c->tid = init_tid(cpu);
2780         }
2781 }
2782
2783 /*
2784  * Finishes removing the cpu slab. Merges cpu's freelist with slab's freelist,
2785  * unfreezes the slabs and puts it on the proper list.
2786  * Assumes the slab has been already safely taken away from kmem_cache_cpu
2787  * by the caller.
2788  */
2789 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2790                             void *freelist)
2791 {
2792         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, slab_nid(slab));
2793         int free_delta = 0;
2794         void *nextfree, *freelist_iter, *freelist_tail;
2795         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2796         unsigned long flags = 0;
2797         struct slab new;
2798         struct slab old;
2799
2800         if (slab->freelist) {
2801                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2802                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2803         }
2804
2805         /*
2806          * Stage one: Count the objects on cpu's freelist as free_delta and
2807          * remember the last object in freelist_tail for later splicing.
2808          */
2809         freelist_tail = NULL;
2810         freelist_iter = freelist;
2811         while (freelist_iter) {
2812                 nextfree = get_freepointer(s, freelist_iter);
2813
2814                 /*
2815                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2816                  * 'freelist_iter' is already corrupted.  So isolate all objects
2817                  * starting at 'freelist_iter' by skipping them.
2818                  */
2819                 if (freelist_corrupted(s, slab, &freelist_iter, nextfree))
2820                         break;
2821
2822                 freelist_tail = freelist_iter;
2823                 free_delta++;
2824
2825                 freelist_iter = nextfree;
2826         }
2827
2828         /*
2829          * Stage two: Unfreeze the slab while splicing the per-cpu
2830          * freelist to the head of slab's freelist.
2831          */
2832         do {
2833                 old.freelist = READ_ONCE(slab->freelist);
2834                 old.counters = READ_ONCE(slab->counters);
2835                 VM_BUG_ON(!old.frozen);
2836
2837                 /* Determine target state of the slab */
2838                 new.counters = old.counters;
2839                 new.frozen = 0;
2840                 if (freelist_tail) {
2841                         new.inuse -= free_delta;
2842                         set_freepointer(s, freelist_tail, old.freelist);
2843                         new.freelist = freelist;
2844                 } else {
2845                         new.freelist = old.freelist;
2846                 }
2847         } while (!slab_update_freelist(s, slab,
2848                 old.freelist, old.counters,
2849                 new.freelist, new.counters,
2850                 "unfreezing slab"));
2851
2852         /*
2853          * Stage three: Manipulate the slab list based on the updated state.
2854          */
2855         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial) {
2856                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2857                 discard_slab(s, slab);
2858                 stat(s, FREE_SLAB);
2859         } else if (new.freelist) {
2860                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2861                 add_partial(n, slab, tail);
2862                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2863                 stat(s, tail);
2864         } else {
2865                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2866         }
2867 }
2868
2869 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2870 static void __put_partials(struct kmem_cache *s, struct slab *partial_slab)
2871 {
2872         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2873         struct slab *slab, *slab_to_discard = NULL;
2874         unsigned long flags = 0;
2875
2876         while (partial_slab) {
2877                 slab = partial_slab;
2878                 partial_slab = slab->next;
2879
2880                 n2 = get_node(s, slab_nid(slab));
2881                 if (n != n2) {
2882                         if (n)
2883                                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2884
2885                         n = n2;
2886                         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2887                 }
2888
2889                 if (unlikely(!slab->inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2890                         slab->next = slab_to_discard;
2891                         slab_to_discard = slab;
2892                 } else {
2893                         add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2894                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2895                 }
2896         }
2897
2898         if (n)
2899                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2900
2901         while (slab_to_discard) {
2902                 slab = slab_to_discard;
2903                 slab_to_discard = slab_to_discard->next;
2904
2905                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2906                 discard_slab(s, slab);
2907                 stat(s, FREE_SLAB);
2908         }
2909 }
2910
2911 /*
2912  * Put all the cpu partial slabs to the node partial list.
2913  */
2914 static void put_partials(struct kmem_cache *s)
2915 {
2916         struct slab *partial_slab;
2917         unsigned long flags;
2918
2919         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
2920         partial_slab = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2921         this_cpu_write(s->cpu_slab->partial, NULL);
2922         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2923
2924         if (partial_slab)
2925                 __put_partials(s, partial_slab);
2926 }
2927
2928 static void put_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
2929                              struct kmem_cache_cpu *c)
2930 {
2931         struct slab *partial_slab;
2932
2933         partial_slab = slub_percpu_partial(c);
2934         c->partial = NULL;
2935
2936         if (partial_slab)
2937                 __put_partials(s, partial_slab);
2938 }
2939
2940 /*
2941  * Put a slab into a partial slab slot if available.
2942  *
2943  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2944  * per node partial list.
2945  */
2946 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, int drain)
2947 {
2948         struct slab *oldslab;
2949         struct slab *slab_to_put = NULL;
2950         unsigned long flags;
2951         int slabs = 0;
2952
2953         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
2954
2955         oldslab = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2956
2957         if (oldslab) {
2958                 if (drain && oldslab->slabs >= s->cpu_partial_slabs) {
2959                         /*
2960                          * Partial array is full. Move the existing set to the
2961                          * per node partial list. Postpone the actual unfreezing
2962                          * outside of the critical section.
2963                          */
2964                         slab_to_put = oldslab;
2965                         oldslab = NULL;
2966                 } else {
2967                         slabs = oldslab->slabs;
2968                 }
2969         }
2970
2971         slabs++;
2972
2973         slab->slabs = slabs;
2974         slab->next = oldslab;
2975
2976         this_cpu_write(s->cpu_slab->partial, slab);
2977
2978         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2979
2980         if (slab_to_put) {
2981                 __put_partials(s, slab_to_put);
2982                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2983         }
2984 }
2985
2986 #else   /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2987
2988 static inline void put_partials(struct kmem_cache *s) { }
2989 static inline void put_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
2990                                     struct kmem_cache_cpu *c) { }
2991
2992 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2993
2994 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2995 {
2996         unsigned long flags;
2997         struct slab *slab;
2998         void *freelist;
2999
3000         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3001
3002         slab = c->slab;
3003         freelist = c->freelist;
3004
3005         c->slab = NULL;
3006         c->freelist = NULL;
3007         c->tid = next_tid(c->tid);
3008
3009         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3010
3011         if (slab) {
3012                 deactivate_slab(s, slab, freelist);
3013                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3014         }
3015 }
3016
3017 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
3018 {
3019         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
3020         void *freelist = c->freelist;
3021         struct slab *slab = c->slab;
3022
3023         c->slab = NULL;
3024         c->freelist = NULL;
3025         c->tid = next_tid(c->tid);
3026
3027         if (slab) {
3028                 deactivate_slab(s, slab, freelist);
3029                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3030         }
3031
3032         put_partials_cpu(s, c);
3033 }
3034
3035 struct slub_flush_work {
3036         struct work_struct work;
3037         struct kmem_cache *s;
3038         bool skip;
3039 };
3040
3041 /*
3042  * Flush cpu slab.
3043  *
3044  * Called from CPU work handler with migration disabled.
3045  */
3046 static void flush_cpu_slab(struct work_struct *w)
3047 {
3048         struct kmem_cache *s;
3049         struct kmem_cache_cpu *c;
3050         struct slub_flush_work *sfw;
3051
3052         sfw = container_of(w, struct slub_flush_work, work);
3053
3054         s = sfw->s;
3055         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3056
3057         if (c->slab)
3058                 flush_slab(s, c);
3059
3060         put_partials(s);
3061 }
3062
3063 static bool has_cpu_slab(int cpu, struct kmem_cache *s)
3064 {
3065         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
3066
3067         return c->slab || slub_percpu_partial(c);
3068 }
3069
3070 static DEFINE_MUTEX(flush_lock);
3071 static DEFINE_PER_CPU(struct slub_flush_work, slub_flush);
3072
3073 static void flush_all_cpus_locked(struct kmem_cache *s)
3074 {
3075         struct slub_flush_work *sfw;
3076         unsigned int cpu;
3077
3078         lockdep_assert_cpus_held();
3079         mutex_lock(&flush_lock);
3080
3081         for_each_online_cpu(cpu) {
3082                 sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
3083                 if (!has_cpu_slab(cpu, s)) {
3084                         sfw->skip = true;
3085                         continue;
3086                 }
3087                 INIT_WORK(&sfw->work, flush_cpu_slab);
3088                 sfw->skip = false;
3089                 sfw->s = s;
3090                 queue_work_on(cpu, flushwq, &sfw->work);
3091         }
3092
3093         for_each_online_cpu(cpu) {
3094                 sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
3095                 if (sfw->skip)
3096                         continue;
3097                 flush_work(&sfw->work);
3098         }
3099
3100         mutex_unlock(&flush_lock);
3101 }
3102
3103 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
3104 {
3105         cpus_read_lock();
3106         flush_all_cpus_locked(s);
3107         cpus_read_unlock();
3108 }
3109
3110 /*
3111  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3112  * necessary.
3113  */
3114 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
3115 {
3116         struct kmem_cache *s;
3117
3118         mutex_lock(&slab_mutex);
3119         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3120                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
3121         mutex_unlock(&slab_mutex);
3122         return 0;
3123 }
3124
3125 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
3126 static inline void flush_all_cpus_locked(struct kmem_cache *s) { }
3127 static inline void flush_all(struct kmem_cache *s) { }
3128 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu) { }
3129 static inline int slub_cpu_dead(unsigned int cpu) { return 0; }
3130 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
3131
3132 /*
3133  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
3134  * locality expectations.
3135  */
3136 static inline int node_match(struct slab *slab, int node)
3137 {
3138 #ifdef CONFIG_NUMA
3139         if (node != NUMA_NO_NODE && slab_nid(slab) != node)
3140                 return 0;
3141 #endif
3142         return 1;
3143 }
3144
3145 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3146 static int count_free(struct slab *slab)
3147 {
3148         return slab->objects - slab->inuse;
3149 }
3150
3151 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
3152 {
3153         return atomic_long_read(&n->total_objects);
3154 }
3155
3156 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
3157 static inline bool free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
3158         struct slab *slab, void *head, void *tail, int *bulk_cnt,
3159         unsigned long addr, depot_stack_handle_t handle)
3160 {
3161         bool checks_ok = false;
3162         void *object = head;
3163         int cnt = 0;
3164
3165         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
3166                 if (!check_slab(s, slab))
3167                         goto out;
3168         }
3169
3170         if (slab->inuse < *bulk_cnt) {
3171                 slab_err(s, slab, "Slab has %d allocated objects but %d are to be freed\n",
3172                          slab->inuse, *bulk_cnt);
3173                 goto out;
3174         }
3175
3176 next_object:
3177
3178         if (++cnt > *bulk_cnt)
3179                 goto out_cnt;
3180
3181         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
3182                 if (!free_consistency_checks(s, slab, object, addr))
3183                         goto out;
3184         }
3185
3186         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3187                 set_track_update(s, object, TRACK_FREE, addr, handle);
3188         trace(s, slab, object, 0);
3189         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
3190         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
3191
3192         /* Reached end of constructed freelist yet? */
3193         if (object != tail) {
3194                 object = get_freepointer(s, object);
3195                 goto next_object;
3196         }
3197         checks_ok = true;
3198
3199 out_cnt:
3200         if (cnt != *bulk_cnt) {
3201                 slab_err(s, slab, "Bulk free expected %d objects but found %d\n",
3202                          *bulk_cnt, cnt);
3203                 *bulk_cnt = cnt;
3204         }
3205
3206 out:
3207
3208         if (!checks_ok)
3209                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
3210
3211         return checks_ok;
3212 }
3213 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
3214
3215 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(SLAB_SUPPORTS_SYSFS)
3216 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
3217                                         int (*get_count)(struct slab *))
3218 {
3219         unsigned long flags;
3220         unsigned long x = 0;
3221         struct slab *slab;
3222
3223         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3224         list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
3225                 x += get_count(slab);
3226         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3227         return x;
3228 }
3229 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || SLAB_SUPPORTS_SYSFS */
3230
3231 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3232 static noinline void
3233 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
3234 {
3235         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
3236                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
3237         int node;
3238         struct kmem_cache_node *n;
3239
3240         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
3241                 return;
3242
3243         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
3244                 nid, gfpflags, &gfpflags);
3245         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
3246                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
3247                 oo_order(s->min));
3248
3249         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
3250                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slab_debug=O to disable.\n",
3251                         s->name);
3252
3253         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3254                 unsigned long nr_slabs;
3255                 unsigned long nr_objs;
3256                 unsigned long nr_free;
3257
3258                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
3259                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
3260                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
3261
3262                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
3263                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
3264         }
3265 }
3266 #else /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
3267 static inline void
3268 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid) { }
3269 #endif
3270
3271 static inline bool pfmemalloc_match(struct slab *slab, gfp_t gfpflags)
3272 {
3273         if (unlikely(slab_test_pfmemalloc(slab)))
3274                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
3275
3276         return true;
3277 }
3278
3279 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
3280 static inline bool
3281 __update_cpu_freelist_fast(struct kmem_cache *s,
3282                            void *freelist_old, void *freelist_new,
3283                            unsigned long tid)
3284 {
3285         freelist_aba_t old = { .freelist = freelist_old, .counter = tid };
3286         freelist_aba_t new = { .freelist = freelist_new, .counter = next_tid(tid) };
3287
3288         return this_cpu_try_cmpxchg_freelist(s->cpu_slab->freelist_tid.full,
3289                                              &old.full, new.full);
3290 }
3291
3292 /*
3293  * Check the slab->freelist and either transfer the freelist to the
3294  * per cpu freelist or deactivate the slab.
3295  *
3296  * The slab is still frozen if the return value is not NULL.
3297  *
3298  * If this function returns NULL then the slab has been unfrozen.
3299  */
3300 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
3301 {
3302         struct slab new;
3303         unsigned long counters;
3304         void *freelist;
3305
3306         lockdep_assert_held(this_cpu_ptr(&s->cpu_slab->lock));
3307
3308         do {
3309                 freelist = slab->freelist;
3310                 counters = slab->counters;
3311
3312                 new.counters = counters;
3313
3314                 new.inuse = slab->objects;
3315                 new.frozen = freelist != NULL;
3316
3317         } while (!__slab_update_freelist(s, slab,
3318                 freelist, counters,
3319                 NULL, new.counters,
3320                 "get_freelist"));
3321
3322         return freelist;
3323 }
3324
3325 /*
3326  * Freeze the partial slab and return the pointer to the freelist.
3327  */
3328 static inline void *freeze_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
3329 {
3330         struct slab new;
3331         unsigned long counters;
3332         void *freelist;
3333
3334         do {
3335                 freelist = slab->freelist;
3336                 counters = slab->counters;
3337
3338                 new.counters = counters;
3339                 VM_BUG_ON(new.frozen);
3340
3341                 new.inuse = slab->objects;
3342                 new.frozen = 1;
3343
3344         } while (!slab_update_freelist(s, slab,
3345                 freelist, counters,
3346                 NULL, new.counters,
3347                 "freeze_slab"));
3348
3349         return freelist;
3350 }
3351
3352 /*
3353  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
3354  * debugging duties.
3355  *
3356  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
3357  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
3358  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
3359  *
3360  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
3361  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
3362  * rest of the freelist to the lockless freelist.
3363  *
3364  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
3365  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
3366  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
3367  *
3368  * Version of __slab_alloc to use when we know that preemption is
3369  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
3370  */
3371 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
3372                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c, unsigned int orig_size)
3373 {
3374         void *freelist;
3375         struct slab *slab;
3376         unsigned long flags;
3377         struct partial_context pc;
3378
3379         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
3380
3381 reread_slab:
3382
3383         slab = READ_ONCE(c->slab);
3384         if (!slab) {
3385                 /*
3386                  * if the node is not online or has no normal memory, just
3387                  * ignore the node constraint
3388                  */
3389                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
3390                              !node_isset(node, slab_nodes)))
3391                         node = NUMA_NO_NODE;
3392                 goto new_slab;
3393         }
3394
3395         if (unlikely(!node_match(slab, node))) {
3396                 /*
3397                  * same as above but node_match() being false already
3398                  * implies node != NUMA_NO_NODE
3399                  */
3400                 if (!node_isset(node, slab_nodes)) {
3401                         node = NUMA_NO_NODE;
3402                 } else {
3403                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
3404                         goto deactivate_slab;
3405                 }
3406         }
3407
3408         /*
3409          * By rights, we should be searching for a slab page that was
3410          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
3411          * information when the page leaves the per-cpu allocator
3412          */
3413         if (unlikely(!pfmemalloc_match(slab, gfpflags)))
3414                 goto deactivate_slab;
3415
3416         /* must check again c->slab in case we got preempted and it changed */
3417         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3418         if (unlikely(slab != c->slab)) {
3419                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3420                 goto reread_slab;
3421         }
3422         freelist = c->freelist;
3423         if (freelist)
3424                 goto load_freelist;
3425
3426         freelist = get_freelist(s, slab);
3427
3428         if (!freelist) {
3429                 c->slab = NULL;
3430                 c->tid = next_tid(c->tid);
3431                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3432                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
3433                 goto new_slab;
3434         }
3435
3436         stat(s, ALLOC_REFILL);
3437
3438 load_freelist:
3439
3440         lockdep_assert_held(this_cpu_ptr(&s->cpu_slab->lock));
3441
3442         /*
3443          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
3444          * slab is pointing to the slab from which the objects are obtained.
3445          * That slab must be frozen for per cpu allocations to work.
3446          */
3447         VM_BUG_ON(!c->slab->frozen);
3448         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
3449         c->tid = next_tid(c->tid);
3450         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3451         return freelist;
3452
3453 deactivate_slab:
3454
3455         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3456         if (slab != c->slab) {
3457                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3458                 goto reread_slab;
3459         }
3460         freelist = c->freelist;
3461         c->slab = NULL;
3462         c->freelist = NULL;
3463         c->tid = next_tid(c->tid);
3464         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3465         deactivate_slab(s, slab, freelist);
3466
3467 new_slab:
3468
3469 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3470         while (slub_percpu_partial(c)) {
3471                 local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3472                 if (unlikely(c->slab)) {
3473                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3474                         goto reread_slab;
3475                 }
3476                 if (unlikely(!slub_percpu_partial(c))) {
3477                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3478                         /* we were preempted and partial list got empty */
3479                         goto new_objects;
3480                 }
3481
3482                 slab = slub_percpu_partial(c);
3483                 slub_set_percpu_partial(c, slab);
3484
3485                 if (likely(node_match(slab, node) &&
3486                            pfmemalloc_match(slab, gfpflags))) {
3487                         c->slab = slab;
3488                         freelist = get_freelist(s, slab);
3489                         VM_BUG_ON(!freelist);
3490                         stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
3491                         goto load_freelist;
3492                 }
3493
3494                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3495
3496                 slab->next = NULL;
3497                 __put_partials(s, slab);
3498         }
3499 #endif
3500
3501 new_objects:
3502
3503         pc.flags = gfpflags;
3504         pc.orig_size = orig_size;
3505         slab = get_partial(s, node, &pc);
3506         if (slab) {
3507                 if (kmem_cache_debug(s)) {
3508                         freelist = pc.object;
3509                         /*
3510                          * For debug caches here we had to go through
3511                          * alloc_single_from_partial() so just store the
3512                          * tracking info and return the object.
3513                          */
3514                         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3515                                 set_track(s, freelist, TRACK_ALLOC, addr);
3516
3517                         return freelist;
3518                 }
3519
3520                 freelist = freeze_slab(s, slab);
3521                 goto retry_load_slab;
3522         }
3523
3524         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3525         slab = new_slab(s, gfpflags, node);
3526         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3527
3528         if (unlikely(!slab)) {
3529                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
3530                 return NULL;
3531         }
3532
3533         stat(s, ALLOC_SLAB);
3534
3535         if (kmem_cache_debug(s)) {
3536                 freelist = alloc_single_from_new_slab(s, slab, orig_size);
3537
3538                 if (unlikely(!freelist))
3539                         goto new_objects;
3540
3541                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3542                         set_track(s, freelist, TRACK_ALLOC, addr);
3543
3544                 return freelist;
3545         }
3546
3547         /*
3548          * No other reference to the slab yet so we can
3549          * muck around with it freely without cmpxchg
3550          */
3551         freelist = slab->freelist;
3552         slab->freelist = NULL;
3553         slab->inuse = slab->objects;
3554         slab->frozen = 1;
3555
3556         inc_slabs_node(s, slab_nid(slab), slab->objects);
3557
3558         if (unlikely(!pfmemalloc_match(slab, gfpflags))) {
3559                 /*
3560                  * For !pfmemalloc_match() case we don't load freelist so that
3561                  * we don't make further mismatched allocations easier.
3562                  */
3563                 deactivate_slab(s, slab, get_freepointer(s, freelist));
3564                 return freelist;
3565         }
3566
3567 retry_load_slab:
3568
3569         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3570         if (unlikely(c->slab)) {
3571                 void *flush_freelist = c->freelist;
3572                 struct slab *flush_slab = c->slab;
3573
3574                 c->slab = NULL;
3575                 c->freelist = NULL;
3576                 c->tid = next_tid(c->tid);
3577
3578                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3579
3580                 deactivate_slab(s, flush_slab, flush_freelist);
3581
3582                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3583
3584                 goto retry_load_slab;
3585         }
3586         c->slab = slab;
3587
3588         goto load_freelist;
3589 }
3590
3591 /*
3592  * A wrapper for ___slab_alloc() for contexts where preemption is not yet
3593  * disabled. Compensates for possible cpu changes by refetching the per cpu area
3594  * pointer.
3595  */
3596 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
3597                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c, unsigned int orig_size)
3598 {
3599         void *p;
3600
3601 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3602         /*
3603          * We may have been preempted and rescheduled on a different
3604          * cpu before disabling preemption. Need to reload cpu area
3605          * pointer.
3606          */
3607         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3608 #endif
3609
3610         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c, orig_size);
3611 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3612         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3613 #endif
3614         return p;
3615 }
3616
3617 static __always_inline void *__slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
3618                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3619 {
3620         struct kmem_cache_cpu *c;
3621         struct slab *slab;
3622         unsigned long tid;
3623         void *object;
3624
3625 redo:
3626         /*
3627          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
3628          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
3629          * reading from one cpu area. That does not matter as long
3630          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
3631          *
3632          * We must guarantee that tid and kmem_cache_cpu are retrieved on the
3633          * same cpu. We read first the kmem_cache_cpu pointer and use it to read
3634          * the tid. If we are preempted and switched to another cpu between the
3635          * two reads, it's OK as the two are still associated with the same cpu
3636          * and cmpxchg later will validate the cpu.
3637          */
3638         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3639         tid = READ_ONCE(c->tid);
3640
3641         /*
3642          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
3643          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
3644          * on c to guarantee that object and slab associated with previous tid
3645          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
3646          * slab could be one associated with next tid and our alloc/free
3647          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
3648          */
3649         barrier();
3650
3651         /*
3652          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
3653          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
3654          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
3655          * linked list in between.
3656          */
3657
3658         object = c->freelist;
3659         slab = c->slab;
3660
3661         if (!USE_LOCKLESS_FAST_PATH() ||
3662             unlikely(!object || !slab || !node_match(slab, node))) {
3663                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c, orig_size);
3664         } else {
3665                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
3666
3667                 /*
3668                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
3669                  * operation and if we are on the right processor.
3670                  *
3671                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
3672                  * semantics!)
3673                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
3674                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
3675                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
3676                  *
3677                  * Since this is without lock semantics the protection is only
3678                  * against code executing on this cpu *not* from access by
3679                  * other cpus.
3680                  */
3681                 if (unlikely(!__update_cpu_freelist_fast(s, object, next_object, tid))) {
3682                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
3683                         goto redo;
3684                 }
3685                 prefetch_freepointer(s, next_object);
3686                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
3687         }
3688
3689         return object;
3690 }
3691 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
3692 static void *__slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
3693                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3694 {
3695         struct partial_context pc;
3696         struct slab *slab;
3697         void *object;
3698
3699         pc.flags = gfpflags;
3700         pc.orig_size = orig_size;
3701         slab = get_partial(s, node, &pc);
3702
3703         if (slab)
3704                 return pc.object;
3705
3706         slab = new_slab(s, gfpflags, node);
3707         if (unlikely(!slab)) {
3708                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
3709                 return NULL;
3710         }
3711
3712         object = alloc_single_from_new_slab(s, slab, orig_size);
3713
3714         return object;
3715 }
3716 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
3717
3718 /*
3719  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
3720  * zeroing out freelist pointer.
3721  */
3722 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
3723                                                    void *obj)
3724 {
3725         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj)
3726                 memset((void *)((char *)kasan_reset_tag(obj) + s->offset),
3727                         0, sizeof(void *));
3728 }
3729
3730 noinline int should_failslab(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
3731 {
3732         if (__should_failslab(s, gfpflags))
3733                 return -ENOMEM;
3734         return 0;
3735 }
3736 ALLOW_ERROR_INJECTION(should_failslab, ERRNO);
3737
3738 static __fastpath_inline
3739 struct kmem_cache *slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
3740                                        struct list_lru *lru,
3741                                        struct obj_cgroup **objcgp,
3742                                        size_t size, gfp_t flags)
3743 {
3744         flags &= gfp_allowed_mask;
3745
3746         might_alloc(flags);
3747
3748         if (unlikely(should_failslab(s, flags)))
3749                 return NULL;
3750
3751         if (unlikely(!memcg_slab_pre_alloc_hook(s, lru, objcgp, size, flags)))
3752                 return NULL;
3753
3754         return s;
3755 }
3756
3757 static __fastpath_inline
3758 void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, struct obj_cgroup *objcg,
3759                           gfp_t flags, size_t size, void **p, bool init,
3760                           unsigned int orig_size)
3761 {
3762         unsigned int zero_size = s->object_size;
3763         bool kasan_init = init;
3764         size_t i;
3765         gfp_t init_flags = flags & gfp_allowed_mask;
3766
3767         /*
3768          * For kmalloc object, the allocated memory size(object_size) is likely
3769          * larger than the requested size(orig_size). If redzone check is
3770          * enabled for the extra space, don't zero it, as it will be redzoned
3771          * soon. The redzone operation for this extra space could be seen as a
3772          * replacement of current poisoning under certain debug option, and
3773          * won't break other sanity checks.
3774          */
3775         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER | SLAB_RED_ZONE) &&
3776             (s->flags & SLAB_KMALLOC))
3777                 zero_size = orig_size;
3778
3779         /*
3780          * When slab_debug is enabled, avoid memory initialization integrated
3781          * into KASAN and instead zero out the memory via the memset below with
3782          * the proper size. Otherwise, KASAN might overwrite SLUB redzones and
3783          * cause false-positive reports. This does not lead to a performance
3784          * penalty on production builds, as slab_debug is not intended to be
3785          * enabled there.
3786          */
3787         if (__slub_debug_enabled())
3788                 kasan_init = false;
3789
3790         /*
3791          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
3792          * kasan_slab_alloc and initialization memset must be
3793          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
3794          *
3795          * As p[i] might get tagged, memset and kmemleak hook come after KASAN.
3796          */
3797         for (i = 0; i < size; i++) {
3798                 p[i] = kasan_slab_alloc(s, p[i], init_flags, kasan_init);
3799                 if (p[i] && init && (!kasan_init ||
3800                                      !kasan_has_integrated_init()))
3801                         memset(p[i], 0, zero_size);
3802                 kmemleak_alloc_recursive(p[i], s->object_size, 1,
3803                                          s->flags, init_flags);
3804                 kmsan_slab_alloc(s, p[i], init_flags);
3805         }
3806
3807         memcg_slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p);
3808 }
3809
3810 /*
3811  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
3812  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
3813  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
3814  *
3815  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
3816  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
3817  *
3818  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
3819  */
3820 static __fastpath_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3821                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3822 {
3823         void *object;
3824         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3825         bool init = false;
3826
3827         s = slab_pre_alloc_hook(s, lru, &objcg, 1, gfpflags);
3828         if (unlikely(!s))
3829                 return NULL;
3830
3831         object = kfence_alloc(s, orig_size, gfpflags);
3832         if (unlikely(object))
3833                 goto out;
3834
3835         object = __slab_alloc_node(s, gfpflags, node, addr, orig_size);
3836
3837         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
3838         init = slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s);
3839
3840 out:
3841         /*
3842          * When init equals 'true', like for kzalloc() family, only
3843          * @orig_size bytes might be zeroed instead of s->object_size
3844          */
3845         slab_post_alloc_hook(s, objcg, gfpflags, 1, &object, init, orig_size);
3846
3847         return object;
3848 }
3849
3850 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
3851 {
3852         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_,
3853                                     s->object_size);
3854
3855         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
3856
3857         return ret;
3858 }
3859 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3860
3861 void *kmem_cache_alloc_lru(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3862                            gfp_t gfpflags)
3863 {
3864         void *ret = slab_alloc_node(s, lru, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_,
3865                                     s->object_size);
3866
3867         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
3868
3869         return ret;
3870 }
3871 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_lru);
3872
3873 /**
3874  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3875  * @s: The cache to allocate from.
3876  * @gfpflags: See kmalloc().
3877  * @node: node number of the target node.
3878  *
3879  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3880  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3881  *
3882  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3883  *
3884  * Return: pointer to the new object or %NULL in case of error
3885  */
3886 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
3887 {
3888         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, _RET_IP_, s->object_size);
3889
3890         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, node);
3891
3892         return ret;
3893 }
3894 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3895
3896 /*
3897  * To avoid unnecessary overhead, we pass through large allocation requests
3898  * directly to the page allocator. We use __GFP_COMP, because we will need to
3899  * know the allocation order to free the pages properly in kfree.
3900  */
3901 static void *__kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3902 {
3903         struct folio *folio;
3904         void *ptr = NULL;
3905         unsigned int order = get_order(size);
3906
3907         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
3908                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
3909
3910         flags |= __GFP_COMP;
3911         folio = (struct folio *)alloc_pages_node(node, flags, order);
3912         if (folio) {
3913                 ptr = folio_address(folio);
3914                 lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3915                                       PAGE_SIZE << order);
3916         }
3917
3918         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
3919         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
3920         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3921         kmsan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
3922
3923         return ptr;
3924 }
3925
3926 void *kmalloc_large(size_t size, gfp_t flags)
3927 {
3928         void *ret = __kmalloc_large_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
3929
3930         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3931                       flags, NUMA_NO_NODE);
3932         return ret;
3933 }
3934 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_large);
3935
3936 void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3937 {
3938         void *ret = __kmalloc_large_node(size, flags, node);
3939
3940         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3941                       flags, node);
3942         return ret;
3943 }
3944 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_large_node);
3945
3946 static __always_inline
3947 void *__do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node,
3948                         unsigned long caller)
3949 {
3950         struct kmem_cache *s;
3951         void *ret;
3952
3953         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3954                 ret = __kmalloc_large_node(size, flags, node);
3955                 trace_kmalloc(caller, ret, size,
3956                               PAGE_SIZE << get_order(size), flags, node);
3957                 return ret;
3958         }
3959
3960         if (unlikely(!size))
3961                 return ZERO_SIZE_PTR;
3962
3963         s = kmalloc_slab(size, flags, caller);
3964
3965         ret = slab_alloc_node(s, NULL, flags, node, caller, size);
3966         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3967         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, flags, node);
3968         return ret;
3969 }
3970
3971 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3972 {
3973         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3974 }
3975 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3976
3977 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3978 {
3979         return __do_kmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
3980 }
3981 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3982
3983 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3984                                   int node, unsigned long caller)
3985 {
3986         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3987 }
3988 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3989
3990 void *kmalloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
3991 {
3992         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, NUMA_NO_NODE,
3993                                             _RET_IP_, size);
3994
3995         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
3996
3997         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
3998         return ret;
3999 }
4000 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_trace);
4001
4002 void *kmalloc_node_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
4003                          int node, size_t size)
4004 {
4005         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, _RET_IP_, size);
4006
4007         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4008
4009         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
4010         return ret;
4011 }
4012 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node_trace);
4013
4014 static noinline void free_to_partial_list(
4015         struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
4016         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
4017         unsigned long addr)
4018 {
4019         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, slab_nid(slab));
4020         struct slab *slab_free = NULL;
4021         int cnt = bulk_cnt;
4022         unsigned long flags;
4023         depot_stack_handle_t handle = 0;
4024
4025         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
4026                 handle = set_track_prepare();
4027
4028         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4029
4030         if (free_debug_processing(s, slab, head, tail, &cnt, addr, handle)) {
4031                 void *prior = slab->freelist;
4032
4033                 /* Perform the actual freeing while we still hold the locks */
4034                 slab->inuse -= cnt;
4035                 set_freepointer(s, tail, prior);
4036                 slab->freelist = head;
4037
4038                 /*
4039                  * If the slab is empty, and node's partial list is full,
4040                  * it should be discarded anyway no matter it's on full or
4041                  * partial list.
4042                  */
4043                 if (slab->inuse == 0 && n->nr_partial >= s->min_partial)
4044                         slab_free = slab;
4045
4046                 if (!prior) {
4047                         /* was on full list */
4048                         remove_full(s, n, slab);
4049                         if (!slab_free) {
4050                                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
4051                                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
4052                         }
4053                 } else if (slab_free) {
4054                         remove_partial(n, slab);
4055                         stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
4056                 }
4057         }
4058
4059         if (slab_free) {
4060                 /*
4061                  * Update the counters while still holding n->list_lock to
4062                  * prevent spurious validation warnings
4063                  */
4064                 dec_slabs_node(s, slab_nid(slab_free), slab_free->objects);
4065         }
4066
4067         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4068
4069         if (slab_free) {
4070                 stat(s, FREE_SLAB);
4071                 free_slab(s, slab_free);
4072         }
4073 }
4074
4075 /*
4076  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
4077  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
4078  *
4079  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
4080  * lock and free the item. If there is no additional partial slab
4081  * handling required then we can return immediately.
4082  */
4083 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
4084                         void *head, void *tail, int cnt,
4085                         unsigned long addr)
4086
4087 {
4088         void *prior;
4089         int was_frozen;
4090         struct slab new;
4091         unsigned long counters;
4092         struct kmem_cache_node *n = NULL;
4093         unsigned long flags;
4094         bool on_node_partial;
4095
4096         stat(s, FREE_SLOWPATH);
4097
4098         if (IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) || kmem_cache_debug(s)) {
4099                 free_to_partial_list(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4100                 return;
4101         }
4102
4103         do {
4104                 if (unlikely(n)) {
4105                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4106                         n = NULL;
4107                 }
4108                 prior = slab->freelist;
4109                 counters = slab->counters;
4110                 set_freepointer(s, tail, prior);
4111                 new.counters = counters;
4112                 was_frozen = new.frozen;
4113                 new.inuse -= cnt;
4114                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
4115                         /* Needs to be taken off a list */
4116                         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) || prior) {
4117
4118                                 n = get_node(s, slab_nid(slab));
4119                                 /*
4120                                  * Speculatively acquire the list_lock.
4121                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
4122                                  * drop the list_lock without any processing.
4123                                  *
4124                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
4125                                  * other processors updating the list of slabs.
4126                                  */
4127                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4128
4129                                 on_node_partial = slab_test_node_partial(slab);
4130                         }
4131                 }
4132
4133         } while (!slab_update_freelist(s, slab,
4134                 prior, counters,
4135                 head, new.counters,
4136                 "__slab_free"));
4137
4138         if (likely(!n)) {
4139
4140                 if (likely(was_frozen)) {
4141                         /*
4142                          * The list lock was not taken therefore no list
4143                          * activity can be necessary.
4144                          */
4145                         stat(s, FREE_FROZEN);
4146                 } else if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
4147                         /*
4148                          * If we started with a full slab then put it onto the
4149                          * per cpu partial list.
4150                          */
4151                         put_cpu_partial(s, slab, 1);
4152                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
4153                 }
4154
4155                 return;
4156         }
4157
4158         /*
4159          * This slab was partially empty but not on the per-node partial list,
4160          * in which case we shouldn't manipulate its list, just return.
4161          */
4162         if (prior && !on_node_partial) {
4163                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4164                 return;
4165         }
4166
4167         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
4168                 goto slab_empty;
4169
4170         /*
4171          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
4172          * then add it.
4173          */
4174         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
4175                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
4176                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
4177         }
4178         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4179         return;
4180
4181 slab_empty:
4182         if (prior) {
4183                 /*
4184                  * Slab on the partial list.
4185                  */
4186                 remove_partial(n, slab);
4187                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
4188         }
4189
4190         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4191         stat(s, FREE_SLAB);
4192         discard_slab(s, slab);
4193 }
4194
4195 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4196 /*
4197  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
4198  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
4199  *
4200  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
4201  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
4202  * the item before.
4203  *
4204  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
4205  * with all sorts of special processing.
4206  *
4207  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
4208  * same slab) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
4209  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
4210  */
4211 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
4212                                 struct slab *slab, void *head, void *tail,
4213                                 int cnt, unsigned long addr)
4214 {
4215         struct kmem_cache_cpu *c;
4216         unsigned long tid;
4217         void **freelist;
4218
4219 redo:
4220         /*
4221          * Determine the currently cpus per cpu slab.
4222          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
4223          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
4224          * during the cmpxchg then the free will succeed.
4225          */
4226         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4227         tid = READ_ONCE(c->tid);
4228
4229         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
4230         barrier();
4231
4232         if (unlikely(slab != c->slab)) {
4233                 __slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4234                 return;
4235         }
4236
4237         if (USE_LOCKLESS_FAST_PATH()) {
4238                 freelist = READ_ONCE(c->freelist);
4239
4240                 set_freepointer(s, tail, freelist);
4241
4242                 if (unlikely(!__update_cpu_freelist_fast(s, freelist, head, tid))) {
4243                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
4244                         goto redo;
4245                 }
4246         } else {
4247                 /* Update the free list under the local lock */
4248                 local_lock(&s->cpu_slab->lock);
4249                 c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4250                 if (unlikely(slab != c->slab)) {
4251                         local_unlock(&s->cpu_slab->lock);
4252                         goto redo;
4253                 }
4254                 tid = c->tid;
4255                 freelist = c->freelist;
4256
4257                 set_freepointer(s, tail, freelist);
4258                 c->freelist = head;
4259                 c->tid = next_tid(tid);
4260
4261                 local_unlock(&s->cpu_slab->lock);
4262         }
4263         stat_add(s, FREE_FASTPATH, cnt);
4264 }
4265 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
4266 static void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
4267                                 struct slab *slab, void *head, void *tail,
4268                                 int cnt, unsigned long addr)
4269 {
4270         __slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4271 }
4272 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4273
4274 static __fastpath_inline
4275 void slab_free(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *object,
4276                unsigned long addr)
4277 {
4278         memcg_slab_free_hook(s, slab, &object, 1);
4279
4280         if (likely(slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s))))
4281                 do_slab_free(s, slab, object, object, 1, addr);
4282 }
4283
4284 static __fastpath_inline
4285 void slab_free_bulk(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *head,
4286                     void *tail, void **p, int cnt, unsigned long addr)
4287 {
4288         memcg_slab_free_hook(s, slab, p, cnt);
4289         /*
4290          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
4291          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
4292          */
4293         if (likely(slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail, &cnt)))
4294                 do_slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4295 }
4296
4297 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
4298 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
4299 {
4300         do_slab_free(cache, virt_to_slab(x), x, x, 1, addr);
4301 }
4302 #endif
4303
4304 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
4305 {
4306         struct slab *slab;
4307
4308         slab = virt_to_slab(obj);
4309         if (WARN_ONCE(!slab, "%s: Object is not a Slab page!\n", __func__))
4310                 return NULL;
4311         return slab->slab_cache;
4312 }
4313
4314 static inline struct kmem_cache *cache_from_obj(struct kmem_cache *s, void *x)
4315 {
4316         struct kmem_cache *cachep;
4317
4318         if (!IS_ENABLED(CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED) &&
4319             !kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS))
4320                 return s;
4321
4322         cachep = virt_to_cache(x);
4323         if (WARN(cachep && cachep != s,
4324                  "%s: Wrong slab cache. %s but object is from %s\n",
4325                  __func__, s->name, cachep->name))
4326                 print_tracking(cachep, x);
4327         return cachep;
4328 }
4329
4330 /**
4331  * kmem_cache_free - Deallocate an object
4332  * @s: The cache the allocation was from.
4333  * @x: The previously allocated object.
4334  *
4335  * Free an object which was previously allocated from this
4336  * cache.
4337  */
4338 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
4339 {
4340         s = cache_from_obj(s, x);
4341         if (!s)
4342                 return;
4343         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x, s);
4344         slab_free(s, virt_to_slab(x), x, _RET_IP_);
4345 }
4346 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
4347
4348 static void free_large_kmalloc(struct folio *folio, void *object)
4349 {
4350         unsigned int order = folio_order(folio);
4351
4352         if (WARN_ON_ONCE(order == 0))
4353                 pr_warn_once("object pointer: 0x%p\n", object);
4354
4355         kmemleak_free(object);
4356         kasan_kfree_large(object);
4357         kmsan_kfree_large(object);
4358
4359         lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4360                               -(PAGE_SIZE << order));
4361         folio_put(folio);
4362 }
4363
4364 /**
4365  * kfree - free previously allocated memory
4366  * @object: pointer returned by kmalloc() or kmem_cache_alloc()
4367  *
4368  * If @object is NULL, no operation is performed.
4369  */
4370 void kfree(const void *object)
4371 {
4372         struct folio *folio;
4373         struct slab *slab;
4374         struct kmem_cache *s;
4375         void *x = (void *)object;
4376
4377         trace_kfree(_RET_IP_, object);
4378
4379         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(object)))
4380                 return;
4381
4382         folio = virt_to_folio(object);
4383         if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
4384                 free_large_kmalloc(folio, (void *)object);
4385                 return;
4386         }
4387
4388         slab = folio_slab(folio);
4389         s = slab->slab_cache;
4390         slab_free(s, slab, x, _RET_IP_);
4391 }
4392 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4393
4394 struct detached_freelist {
4395         struct slab *slab;
4396         void *tail;
4397         void *freelist;
4398         int cnt;
4399         struct kmem_cache *s;
4400 };
4401
4402 /*
4403  * This function progressively scans the array with free objects (with
4404  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
4405  * slab.  It builds a detached freelist directly within the given
4406  * slab/objects.  This can happen without any need for
4407  * synchronization, because the objects are owned by running process.
4408  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
4409  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
4410  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
4411  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
4412  * to performance reasons.
4413  */
4414 static inline
4415 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
4416                             void **p, struct detached_freelist *df)
4417 {
4418         int lookahead = 3;
4419         void *object;
4420         struct folio *folio;
4421         size_t same;
4422
4423         object = p[--size];
4424         folio = virt_to_folio(object);
4425         if (!s) {
4426                 /* Handle kalloc'ed objects */
4427                 if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
4428                         free_large_kmalloc(folio, object);
4429                         df->slab = NULL;
4430                         return size;
4431                 }
4432                 /* Derive kmem_cache from object */
4433                 df->slab = folio_slab(folio);
4434                 df->s = df->slab->slab_cache;
4435         } else {
4436                 df->slab = folio_slab(folio);
4437                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
4438         }
4439
4440         /* Start new detached freelist */
4441         df->tail = object;
4442         df->freelist = object;
4443         df->cnt = 1;
4444
4445         if (is_kfence_address(object))
4446                 return size;
4447
4448         set_freepointer(df->s, object, NULL);
4449
4450         same = size;
4451         while (size) {
4452                 object = p[--size];
4453                 /* df->slab is always set at this point */
4454                 if (df->slab == virt_to_slab(object)) {
4455                         /* Opportunity build freelist */
4456                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
4457                         df->freelist = object;
4458                         df->cnt++;
4459                         same--;
4460                         if (size != same)
4461                                 swap(p[size], p[same]);
4462                         continue;
4463                 }
4464
4465                 /* Limit look ahead search */
4466                 if (!--lookahead)
4467                         break;
4468         }
4469
4470         return same;
4471 }
4472
4473 /*
4474  * Internal bulk free of objects that were not initialised by the post alloc
4475  * hooks and thus should not be processed by the free hooks
4476  */
4477 static void __kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
4478 {
4479         if (!size)
4480                 return;
4481
4482         do {
4483                 struct detached_freelist df;
4484
4485                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
4486                 if (!df.slab)
4487                         continue;
4488
4489                 do_slab_free(df.s, df.slab, df.freelist, df.tail, df.cnt,
4490                              _RET_IP_);
4491         } while (likely(size));
4492 }
4493
4494 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
4495 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
4496 {
4497         if (!size)
4498                 return;
4499
4500         do {
4501                 struct detached_freelist df;
4502
4503                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
4504                 if (!df.slab)
4505                         continue;
4506
4507                 slab_free_bulk(df.s, df.slab, df.freelist, df.tail, &p[size],
4508                                df.cnt, _RET_IP_);
4509         } while (likely(size));
4510 }
4511 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
4512
4513 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4514 static inline
4515 int __kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
4516                             void **p)
4517 {
4518         struct kmem_cache_cpu *c;
4519         unsigned long irqflags;
4520         int i;
4521
4522         /*
4523          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
4524          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
4525          * handlers invoking normal fastpath.
4526          */
4527         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4528         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4529
4530         for (i = 0; i < size; i++) {
4531                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
4532
4533                 if (unlikely(object)) {
4534                         p[i] = object;
4535                         continue;
4536                 }
4537
4538                 object = c->freelist;
4539                 if (unlikely(!object)) {
4540                         /*
4541                          * We may have removed an object from c->freelist using
4542                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
4543                          * c->tid has not been bumped yet.
4544                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
4545                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
4546                          */
4547                         c->tid = next_tid(c->tid);
4548
4549                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4550
4551                         /*
4552                          * Invoking slow path likely have side-effect
4553                          * of re-populating per CPU c->freelist
4554                          */
4555                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
4556                                             _RET_IP_, c, s->object_size);
4557                         if (unlikely(!p[i]))
4558                                 goto error;
4559
4560                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4561                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4562
4563                         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4564
4565                         continue; /* goto for-loop */
4566                 }
4567                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
4568                 p[i] = object;
4569                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4570                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
4571         }
4572         c->tid = next_tid(c->tid);
4573         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4574         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4575
4576         return i;
4577
4578 error:
4579         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4580         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
4581         return 0;
4582
4583 }
4584 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
4585 static int __kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
4586                                    size_t size, void **p)
4587 {
4588         int i;
4589
4590         for (i = 0; i < size; i++) {
4591                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
4592
4593                 if (unlikely(object)) {
4594                         p[i] = object;
4595                         continue;
4596                 }
4597
4598                 p[i] = __slab_alloc_node(s, flags, NUMA_NO_NODE,
4599                                          _RET_IP_, s->object_size);
4600                 if (unlikely(!p[i]))
4601                         goto error;
4602
4603                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4604         }
4605
4606         return i;
4607
4608 error:
4609         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
4610         return 0;
4611 }
4612 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4613
4614 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
4615 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
4616                           void **p)
4617 {
4618         int i;
4619         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
4620
4621         if (!size)
4622                 return 0;
4623
4624         /* memcg and kmem_cache debug support */
4625         s = slab_pre_alloc_hook(s, NULL, &objcg, size, flags);
4626         if (unlikely(!s))
4627                 return 0;
4628
4629         i = __kmem_cache_alloc_bulk(s, flags, size, p);
4630
4631         /*
4632          * memcg and kmem_cache debug support and memory initialization.
4633          * Done outside of the IRQ disabled fastpath loop.
4634          */
4635         if (likely(i != 0)) {
4636                 slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p,
4637                         slab_want_init_on_alloc(flags, s), s->object_size);
4638         } else {
4639                 memcg_slab_alloc_error_hook(s, size, objcg);
4640         }
4641
4642         return i;
4643 }
4644 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
4645
4646
4647 /*
4648  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
4649  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
4650  * get the required alignment by putting one properly sized object after
4651  * another.
4652  *
4653  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
4654  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
4655  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
4656  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
4657  * locking overhead.
4658  */
4659
4660 /*
4661  * Minimum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
4662  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
4663  * and increases the number of allocations possible without having to
4664  * take the list_lock.
4665  */
4666 static unsigned int slub_min_order;
4667 static unsigned int slub_max_order =
4668         IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) ? 1 : PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
4669 static unsigned int slub_min_objects;
4670
4671 /*
4672  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
4673  *
4674  * The order of allocation has significant impact on performance and other
4675  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
4676  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
4677  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
4678  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
4679  * would be wasted.
4680  *
4681  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
4682  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
4683  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
4684  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
4685  *
4686  * slab_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
4687  * number of objects in a slab as critical. If we reach slab_max_order then
4688  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
4689  * of space in favor of a small page order.
4690  *
4691  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
4692  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
4693  * requested a higher minimum order then we start with that one instead of
4694  * the smallest order which will fit the object.
4695  */
4696 static inline unsigned int calc_slab_order(unsigned int size,
4697                 unsigned int min_order, unsigned int max_order,
4698                 unsigned int fract_leftover)
4699 {
4700         unsigned int order;
4701
4702         for (order = min_order; order <= max_order; order++) {
4703
4704                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
4705                 unsigned int rem;
4706
4707                 rem = slab_size % size;
4708
4709                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
4710                         break;
4711         }
4712
4713         return order;
4714 }
4715
4716 static inline int calculate_order(unsigned int size)
4717 {
4718         unsigned int order;
4719         unsigned int min_objects;
4720         unsigned int max_objects;
4721         unsigned int min_order;
4722
4723         min_objects = slub_min_objects;
4724         if (!min_objects) {
4725                 /*
4726                  * Some architectures will only update present cpus when
4727                  * onlining them, so don't trust the number if it's just 1. But
4728                  * we also don't want to use nr_cpu_ids always, as on some other
4729                  * architectures, there can be many possible cpus, but never
4730                  * onlined. Here we compromise between trying to avoid too high
4731                  * order on systems that appear larger than they are, and too
4732                  * low order on systems that appear smaller than they are.
4733                  */
4734                 unsigned int nr_cpus = num_present_cpus();
4735                 if (nr_cpus <= 1)
4736                         nr_cpus = nr_cpu_ids;
4737                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpus) + 1);
4738         }
4739         /* min_objects can't be 0 because get_order(0) is undefined */
4740         max_objects = max(order_objects(slub_max_order, size), 1U);
4741         min_objects = min(min_objects, max_objects);
4742
4743         min_order = max_t(unsigned int, slub_min_order,
4744                           get_order(min_objects * size));
4745         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
4746                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
4747
4748         /*
4749          * Attempt to find best configuration for a slab. This works by first
4750          * attempting to generate a layout with the best possible configuration
4751          * and backing off gradually.
4752          *
4753          * We start with accepting at most 1/16 waste and try to find the
4754          * smallest order from min_objects-derived/slab_min_order up to
4755          * slab_max_order that will satisfy the constraint. Note that increasing
4756          * the order can only result in same or less fractional waste, not more.
4757          *
4758          * If that fails, we increase the acceptable fraction of waste and try
4759          * again. The last iteration with fraction of 1/2 would effectively
4760          * accept any waste and give us the order determined by min_objects, as
4761          * long as at least single object fits within slab_max_order.
4762          */
4763         for (unsigned int fraction = 16; fraction > 1; fraction /= 2) {
4764                 order = calc_slab_order(size, min_order, slub_max_order,
4765                                         fraction);
4766                 if (order <= slub_max_order)
4767                         return order;
4768         }
4769
4770         /*
4771          * Doh this slab cannot be placed using slab_max_order.
4772          */
4773         order = get_order(size);
4774         if (order <= MAX_PAGE_ORDER)
4775                 return order;
4776         return -ENOSYS;
4777 }
4778
4779 static void
4780 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
4781 {
4782         n->nr_partial = 0;
4783         spin_lock_init(&n->list_lock);
4784         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
4785 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4786         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
4787         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
4788         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
4789 #endif
4790 }
4791
4792 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4793 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
4794 {
4795         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
4796                         NR_KMALLOC_TYPES * KMALLOC_SHIFT_HIGH *
4797                         sizeof(struct kmem_cache_cpu));
4798
4799         /*
4800          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
4801          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
4802          */
4803         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
4804                                      2 * sizeof(void *));
4805
4806         if (!s->cpu_slab)
4807                 return 0;
4808
4809         init_kmem_cache_cpus(s);
4810
4811         return 1;
4812 }
4813 #else
4814 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
4815 {
4816         return 1;
4817 }
4818 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4819
4820 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
4821
4822 /*
4823  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
4824  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
4825  * possible.
4826  *
4827  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
4828  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
4829  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
4830  */
4831 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
4832 {
4833         struct slab *slab;
4834         struct kmem_cache_node *n;
4835
4836         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
4837
4838         slab = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
4839
4840         BUG_ON(!slab);
4841         if (slab_nid(slab) != node) {
4842                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
4843                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
4844         }
4845
4846         n = slab->freelist;
4847         BUG_ON(!n);
4848 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4849         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
4850         init_tracking(kmem_cache_node, n);
4851 #endif
4852         n = kasan_slab_alloc(kmem_cache_node, n, GFP_KERNEL, false);
4853         slab->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
4854         slab->inuse = 1;
4855         kmem_cache_node->node[node] = n;
4856         init_kmem_cache_node(n);
4857         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, slab->objects);
4858
4859         /*
4860          * No locks need to be taken here as it has just been
4861          * initialized and there is no concurrent access.
4862          */
4863         __add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_HEAD);
4864 }
4865
4866 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
4867 {
4868         int node;
4869         struct kmem_cache_node *n;
4870
4871         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4872                 s->node[node] = NULL;
4873                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4874         }
4875 }
4876
4877 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
4878 {
4879         cache_random_seq_destroy(s);
4880 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4881         free_percpu(s->cpu_slab);
4882 #endif
4883         free_kmem_cache_nodes(s);
4884 }
4885
4886 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
4887 {
4888         int node;
4889
4890         for_each_node_mask(node, slab_nodes) {
4891                 struct kmem_cache_node *n;
4892
4893                 if (slab_state == DOWN) {
4894                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
4895                         continue;
4896                 }
4897                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
4898                                                 GFP_KERNEL, node);
4899
4900                 if (!n) {
4901                         free_kmem_cache_nodes(s);
4902                         return 0;
4903                 }
4904
4905                 init_kmem_cache_node(n);
4906                 s->node[node] = n;
4907         }
4908         return 1;
4909 }
4910
4911 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
4912 {
4913 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
4914         unsigned int nr_objects;
4915
4916         /*
4917          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
4918          * per cpu partial lists of a processor.
4919          *
4920          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
4921          * object freed. If they are used for allocation then they can be
4922          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
4923          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
4924          *
4925          * For backwards compatibility reasons, this is determined as number
4926          * of objects, even though we now limit maximum number of pages, see
4927          * slub_set_cpu_partial()
4928          */
4929         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4930                 nr_objects = 0;
4931         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
4932                 nr_objects = 6;
4933         else if (s->size >= 1024)
4934                 nr_objects = 24;
4935         else if (s->size >= 256)
4936                 nr_objects = 52;
4937         else
4938                 nr_objects = 120;
4939
4940         slub_set_cpu_partial(s, nr_objects);
4941 #endif
4942 }
4943
4944 /*
4945  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
4946  * a slab object.
4947  */
4948 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
4949 {
4950         slab_flags_t flags = s->flags;
4951         unsigned int size = s->object_size;
4952         unsigned int order;
4953
4954         /*
4955          * Round up object size to the next word boundary. We can only
4956          * place the free pointer at word boundaries and this determines
4957          * the possible location of the free pointer.
4958          */
4959         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
4960
4961 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4962         /*
4963          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
4964          * the slab may touch the object after free or before allocation
4965          * then we should never poison the object itself.
4966          */
4967         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
4968                         !s->ctor)
4969                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
4970         else
4971                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
4972
4973
4974         /*
4975          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
4976          * end of the object and the free pointer. If not then add an
4977          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
4978          */
4979         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
4980                 size += sizeof(void *);
4981 #endif
4982
4983         /*
4984          * With that we have determined the number of bytes in actual use
4985          * by the object and redzoning.
4986          */
4987         s->inuse = size;
4988
4989         if (slub_debug_orig_size(s) ||
4990             (flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
4991             ((flags & SLAB_RED_ZONE) && s->object_size < sizeof(void *)) ||
4992             s->ctor) {
4993                 /*
4994                  * Relocate free pointer after the object if it is not
4995                  * permitted to overwrite the first word of the object on
4996                  * kmem_cache_free.
4997                  *
4998                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
4999                  * destructor, are poisoning the objects, or are
5000                  * redzoning an object smaller than sizeof(void *).
5001                  *
5002                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
5003                  * pointer is outside of the object is used in the
5004                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
5005                  * longer true, the function needs to be modified.
5006                  */
5007                 s->offset = size;
5008                 size += sizeof(void *);
5009         } else {
5010                 /*
5011                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
5012                  * it away from the edges of the object to avoid small
5013                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
5014                  */
5015                 s->offset = ALIGN_DOWN(s->object_size / 2, sizeof(void *));
5016         }
5017
5018 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5019         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
5020                 /*
5021                  * Need to store information about allocs and frees after
5022                  * the object.
5023                  */
5024                 size += 2 * sizeof(struct track);
5025
5026                 /* Save the original kmalloc request size */
5027                 if (flags & SLAB_KMALLOC)
5028                         size += sizeof(unsigned int);
5029         }
5030 #endif
5031
5032         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
5033 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5034         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
5035                 /*
5036                  * Add some empty padding so that we can catch
5037                  * overwrites from earlier objects rather than let
5038                  * tracking information or the free pointer be
5039                  * corrupted if a user writes before the start
5040                  * of the object.
5041                  */
5042                 size += sizeof(void *);
5043
5044                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
5045                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
5046                 size += s->red_left_pad;
5047         }
5048 #endif
5049
5050         /*
5051          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
5052          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
5053          * each object to conform to the alignment.
5054          */
5055         size = ALIGN(size, s->align);
5056         s->size = size;
5057         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
5058         order = calculate_order(size);
5059
5060         if ((int)order < 0)
5061                 return 0;
5062
5063         s->allocflags = 0;
5064         if (order)
5065                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
5066
5067         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5068                 s->allocflags |= GFP_DMA;
5069
5070         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5071                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
5072
5073         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5074                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
5075
5076         /*
5077          * Determine the number of objects per slab
5078          */
5079         s->oo = oo_make(order, size);
5080         s->min = oo_make(get_order(size), size);
5081
5082         return !!oo_objects(s->oo);
5083 }
5084
5085 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
5086 {
5087         s->flags = kmem_cache_flags(flags, s->name);
5088 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
5089         s->random = get_random_long();
5090 #endif
5091
5092         if (!calculate_sizes(s))
5093                 goto error;
5094         if (disable_higher_order_debug) {
5095                 /*
5096                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
5097                  * order increased.
5098                  */
5099                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
5100                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
5101                         s->offset = 0;
5102                         if (!calculate_sizes(s))
5103                                 goto error;
5104                 }
5105         }
5106
5107 #ifdef system_has_freelist_aba
5108         if (system_has_freelist_aba() && !(s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG)) {
5109                 /* Enable fast mode */
5110                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
5111         }
5112 #endif
5113
5114         /*
5115          * The larger the object size is, the more slabs we want on the partial
5116          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
5117          */
5118         s->min_partial = min_t(unsigned long, MAX_PARTIAL, ilog2(s->size) / 2);
5119         s->min_partial = max_t(unsigned long, MIN_PARTIAL, s->min_partial);
5120
5121         set_cpu_partial(s);
5122
5123 #ifdef CONFIG_NUMA
5124         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
5125 #endif
5126
5127         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
5128         if (slab_state >= UP) {
5129                 if (init_cache_random_seq(s))
5130                         goto error;
5131         }
5132
5133         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
5134                 goto error;
5135
5136         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
5137                 return 0;
5138
5139 error:
5140         __kmem_cache_release(s);
5141         return -EINVAL;
5142 }
5143
5144 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
5145                               const char *text)
5146 {
5147 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5148         void *addr = slab_address(slab);
5149         void *p;
5150
5151         slab_err(s, slab, text, s->name);
5152
5153         spin_lock(&object_map_lock);
5154         __fill_map(object_map, s, slab);
5155
5156         for_each_object(p, s, addr, slab->objects) {
5157
5158                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), object_map)) {
5159                         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
5160                         print_tracking(s, p);
5161                 }
5162         }
5163         spin_unlock(&object_map_lock);
5164 #endif
5165 }
5166
5167 /*
5168  * Attempt to free all partial slabs on a node.
5169  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
5170  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
5171  */
5172 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
5173 {
5174         LIST_HEAD(discard);
5175         struct slab *slab, *h;
5176
5177         BUG_ON(irqs_disabled());
5178         spin_lock_irq(&n->list_lock);
5179         list_for_each_entry_safe(slab, h, &n->partial, slab_list) {
5180                 if (!slab->inuse) {
5181                         remove_partial(n, slab);
5182                         list_add(&slab->slab_list, &discard);
5183                 } else {
5184                         list_slab_objects(s, slab,
5185                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
5186                 }
5187         }
5188         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
5189
5190         list_for_each_entry_safe(slab, h, &discard, slab_list)
5191                 discard_slab(s, slab);
5192 }
5193
5194 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
5195 {
5196         int node;
5197         struct kmem_cache_node *n;
5198
5199         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
5200                 if (n->nr_partial || node_nr_slabs(n))
5201                         return false;
5202         return true;
5203 }
5204
5205 /*
5206  * Release all resources used by a slab cache.
5207  */
5208 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
5209 {
5210         int node;
5211         struct kmem_cache_node *n;
5212
5213         flush_all_cpus_locked(s);
5214         /* Attempt to free all objects */
5215         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5216                 free_partial(s, n);
5217                 if (n->nr_partial || node_nr_slabs(n))
5218                         return 1;
5219         }
5220         return 0;
5221 }
5222
5223 #ifdef CONFIG_PRINTK
5224 void __kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct slab *slab)
5225 {
5226         void *base;
5227         int __maybe_unused i;
5228         unsigned int objnr;
5229         void *objp;
5230         void *objp0;
5231         struct kmem_cache *s = slab->slab_cache;
5232         struct track __maybe_unused *trackp;
5233
5234         kpp->kp_ptr = object;
5235         kpp->kp_slab = slab;
5236         kpp->kp_slab_cache = s;
5237         base = slab_address(slab);
5238         objp0 = kasan_reset_tag(object);
5239 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5240         objp = restore_red_left(s, objp0);
5241 #else
5242         objp = objp0;
5243 #endif
5244         objnr = obj_to_index(s, slab, objp);
5245         kpp->kp_data_offset = (unsigned long)((char *)objp0 - (char *)objp);
5246         objp = base + s->size * objnr;
5247         kpp->kp_objp = objp;
5248         if (WARN_ON_ONCE(objp < base || objp >= base + slab->objects * s->size
5249                          || (objp - base) % s->size) ||
5250             !(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5251                 return;
5252 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5253         objp = fixup_red_left(s, objp);
5254         trackp = get_track(s, objp, TRACK_ALLOC);
5255         kpp->kp_ret = (void *)trackp->addr;
5256 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
5257         {
5258                 depot_stack_handle_t handle;
5259                 unsigned long *entries;
5260                 unsigned int nr_entries;
5261
5262                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
5263                 if (handle) {
5264                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
5265                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
5266                                 kpp->kp_stack[i] = (void *)entries[i];
5267                 }
5268
5269                 trackp = get_track(s, objp, TRACK_FREE);
5270                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
5271                 if (handle) {
5272                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
5273                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
5274                                 kpp->kp_free_stack[i] = (void *)entries[i];
5275                 }
5276         }
5277 #endif
5278 #endif
5279 }
5280 #endif
5281
5282 /********************************************************************
5283  *              Kmalloc subsystem
5284  *******************************************************************/
5285
5286 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
5287 {
5288         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
5289
5290         if (slub_min_order > slub_max_order)
5291                 slub_max_order = slub_min_order;
5292
5293         return 1;
5294 }
5295
5296 __setup("slab_min_order=", setup_slub_min_order);
5297 __setup_param("slub_min_order=", slub_min_order, setup_slub_min_order, 0);
5298
5299
5300 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
5301 {
5302         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
5303         slub_max_order = min_t(unsigned int, slub_max_order, MAX_PAGE_ORDER);
5304
5305         if (slub_min_order > slub_max_order)
5306                 slub_min_order = slub_max_order;
5307
5308         return 1;
5309 }
5310
5311 __setup("slab_max_order=", setup_slub_max_order);
5312 __setup_param("slub_max_order=", slub_max_order, setup_slub_max_order, 0);
5313
5314 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
5315 {
5316         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
5317
5318         return 1;
5319 }
5320
5321 __setup("slab_min_objects=", setup_slub_min_objects);
5322 __setup_param("slub_min_objects=", slub_min_objects, setup_slub_min_objects, 0);
5323
5324 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
5325 /*
5326  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
5327  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
5328  * cache's usercopy region.
5329  *
5330  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
5331  * to indicate an error.
5332  */
5333 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n,
5334                          const struct slab *slab, bool to_user)
5335 {
5336         struct kmem_cache *s;
5337         unsigned int offset;
5338         bool is_kfence = is_kfence_address(ptr);
5339
5340         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
5341
5342         /* Find object and usable object size. */
5343         s = slab->slab_cache;
5344
5345         /* Reject impossible pointers. */
5346         if (ptr < slab_address(slab))
5347                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
5348                                to_user, 0, n);
5349
5350         /* Find offset within object. */
5351         if (is_kfence)
5352                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
5353         else
5354                 offset = (ptr - slab_address(slab)) % s->size;
5355
5356         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
5357         if (!is_kfence && kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
5358                 if (offset < s->red_left_pad)
5359                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
5360                                        s->name, to_user, offset, n);
5361                 offset -= s->red_left_pad;
5362         }
5363
5364         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
5365         if (offset >= s->useroffset &&
5366             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
5367             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
5368                 return;
5369
5370         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
5371 }
5372 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
5373
5374 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
5375
5376 /*
5377  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
5378  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
5379  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
5380  *
5381  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
5382  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
5383  * are freed in them.
5384  */
5385 static int __kmem_cache_do_shrink(struct kmem_cache *s)
5386 {
5387         int node;
5388         int i;
5389         struct kmem_cache_node *n;
5390         struct slab *slab;
5391         struct slab *t;
5392         struct list_head discard;
5393         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
5394         unsigned long flags;
5395         int ret = 0;
5396
5397         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5398                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
5399                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
5400                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
5401
5402                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5403
5404                 /*
5405                  * Build lists of slabs to discard or promote.
5406                  *
5407                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
5408                  * list_lock. slab->inuse here is the upper limit.
5409                  */
5410                 list_for_each_entry_safe(slab, t, &n->partial, slab_list) {
5411                         int free = slab->objects - slab->inuse;
5412
5413                         /* Do not reread slab->inuse */
5414                         barrier();
5415
5416                         /* We do not keep full slabs on the list */
5417                         BUG_ON(free <= 0);
5418
5419                         if (free == slab->objects) {
5420                                 list_move(&slab->slab_list, &discard);
5421                                 slab_clear_node_partial(slab);
5422                                 n->nr_partial--;
5423                                 dec_slabs_node(s, node, slab->objects);
5424                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
5425                                 list_move(&slab->slab_list, promote + free - 1);
5426                 }
5427
5428                 /*
5429                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
5430                  * partial list.
5431                  */
5432                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
5433                         list_splice(promote + i, &n->partial);
5434
5435                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5436
5437                 /* Release empty slabs */
5438                 list_for_each_entry_safe(slab, t, &discard, slab_list)
5439                         free_slab(s, slab);
5440
5441                 if (node_nr_slabs(n))
5442                         ret = 1;
5443         }
5444
5445         return ret;
5446 }
5447
5448 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
5449 {
5450         flush_all(s);
5451         return __kmem_cache_do_shrink(s);
5452 }
5453
5454 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
5455 {
5456         struct kmem_cache *s;
5457
5458         mutex_lock(&slab_mutex);
5459         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5460                 flush_all_cpus_locked(s);
5461                 __kmem_cache_do_shrink(s);
5462         }
5463         mutex_unlock(&slab_mutex);
5464
5465         return 0;
5466 }
5467
5468 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
5469 {
5470         struct memory_notify *marg = arg;
5471         int offline_node;
5472
5473         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
5474
5475         /*
5476          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
5477          * for it yet.
5478          */
5479         if (offline_node < 0)
5480                 return;
5481
5482         mutex_lock(&slab_mutex);
5483         node_clear(offline_node, slab_nodes);
5484         /*
5485          * We no longer free kmem_cache_node structures here, as it would be
5486          * racy with all get_node() users, and infeasible to protect them with
5487          * slab_mutex.
5488          */
5489         mutex_unlock(&slab_mutex);
5490 }
5491
5492 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
5493 {
5494         struct kmem_cache_node *n;
5495         struct kmem_cache *s;
5496         struct memory_notify *marg = arg;
5497         int nid = marg->status_change_nid_normal;
5498         int ret = 0;
5499
5500         /*
5501          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
5502          * already created. Nothing to do.
5503          */
5504         if (nid < 0)
5505                 return 0;
5506
5507         /*
5508          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
5509          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
5510          * online.
5511          */
5512         mutex_lock(&slab_mutex);
5513         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5514                 /*
5515                  * The structure may already exist if the node was previously
5516                  * onlined and offlined.
5517                  */
5518                 if (get_node(s, nid))
5519                         continue;
5520                 /*
5521                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
5522                  *      since memory is not yet available from the node that
5523                  *      is brought up.
5524                  */
5525                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
5526                 if (!n) {
5527                         ret = -ENOMEM;
5528                         goto out;
5529                 }
5530                 init_kmem_cache_node(n);
5531                 s->node[nid] = n;
5532         }
5533         /*
5534          * Any cache created after this point will also have kmem_cache_node
5535          * initialized for the new node.
5536          */
5537         node_set(nid, slab_nodes);
5538 out:
5539         mutex_unlock(&slab_mutex);
5540         return ret;
5541 }
5542
5543 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
5544                                 unsigned long action, void *arg)
5545 {
5546         int ret = 0;
5547
5548         switch (action) {
5549         case MEM_GOING_ONLINE:
5550                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
5551                 break;
5552         case MEM_GOING_OFFLINE:
5553                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
5554                 break;
5555         case MEM_OFFLINE:
5556         case MEM_CANCEL_ONLINE:
5557                 slab_mem_offline_callback(arg);
5558                 break;
5559         case MEM_ONLINE:
5560         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
5561                 break;
5562         }
5563         if (ret)
5564                 ret = notifier_from_errno(ret);
5565         else
5566                 ret = NOTIFY_OK;
5567         return ret;
5568 }
5569
5570 /********************************************************************
5571  *                      Basic setup of slabs
5572  *******************************************************************/
5573
5574 /*
5575  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
5576  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
5577  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
5578  */
5579
5580 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
5581 {
5582         int node;
5583         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
5584         struct kmem_cache_node *n;
5585
5586         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
5587
5588         /*
5589          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
5590          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
5591          * IPIs around.
5592          */
5593         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
5594         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5595                 struct slab *p;
5596
5597                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
5598                         p->slab_cache = s;
5599
5600 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5601                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
5602                         p->slab_cache = s;
5603 #endif
5604         }
5605         list_add(&s->list, &slab_caches);
5606         return s;
5607 }
5608
5609 void __init kmem_cache_init(void)
5610 {
5611         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
5612                 boot_kmem_cache_node;
5613         int node;
5614
5615         if (debug_guardpage_minorder())
5616                 slub_max_order = 0;
5617
5618         /* Print slub debugging pointers without hashing */
5619         if (__slub_debug_enabled())
5620                 no_hash_pointers_enable(NULL);
5621
5622         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
5623         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
5624
5625         /*
5626          * Initialize the nodemask for which we will allocate per node
5627          * structures. Here we don't need taking slab_mutex yet.
5628          */
5629         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
5630                 node_set(node, slab_nodes);
5631
5632         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
5633                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
5634
5635         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
5636
5637         /* Able to allocate the per node structures */
5638         slab_state = PARTIAL;
5639
5640         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
5641                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
5642                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
5643                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
5644
5645         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
5646         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
5647
5648         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
5649         setup_kmalloc_cache_index_table();
5650         create_kmalloc_caches();
5651
5652         /* Setup random freelists for each cache */
5653         init_freelist_randomization();
5654
5655         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
5656                                   slub_cpu_dead);
5657
5658         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
5659                 cache_line_size(),
5660                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
5661                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
5662 }
5663
5664 void __init kmem_cache_init_late(void)
5665 {
5666 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
5667         flushwq = alloc_workqueue("slub_flushwq", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
5668         WARN_ON(!flushwq);
5669 #endif
5670 }
5671
5672 struct kmem_cache *
5673 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
5674                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
5675 {
5676         struct kmem_cache *s;
5677
5678         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
5679         if (s) {
5680                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
5681                         return NULL;
5682
5683                 s->refcount++;
5684
5685                 /*
5686                  * Adjust the object sizes so that we clear
5687                  * the complete object on kzalloc.
5688                  */
5689                 s->object_size = max(s->object_size, size);
5690                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
5691         }
5692
5693         return s;
5694 }
5695
5696 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
5697 {
5698         int err;
5699
5700         err = kmem_cache_open(s, flags);
5701         if (err)
5702                 return err;
5703
5704         /* Mutex is not taken during early boot */
5705         if (slab_state <= UP)
5706                 return 0;
5707
5708         err = sysfs_slab_add(s);
5709         if (err) {
5710                 __kmem_cache_release(s);
5711                 return err;
5712         }
5713
5714         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
5715                 debugfs_slab_add(s);
5716
5717         return 0;
5718 }
5719
5720 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
5721 static int count_inuse(struct slab *slab)
5722 {
5723         return slab->inuse;
5724 }
5725
5726 static int count_total(struct slab *slab)
5727 {
5728         return slab->objects;
5729 }
5730 #endif
5731
5732 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5733 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
5734                           unsigned long *obj_map)
5735 {
5736         void *p;
5737         void *addr = slab_address(slab);
5738
5739         if (!check_slab(s, slab) || !on_freelist(s, slab, NULL))
5740                 return;
5741
5742         /* Now we know that a valid freelist exists */
5743         __fill_map(obj_map, s, slab);
5744         for_each_object(p, s, addr, slab->objects) {
5745                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map) ?
5746                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
5747
5748                 if (!check_object(s, slab, p, val))
5749                         break;
5750         }
5751 }
5752
5753 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
5754                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *obj_map)
5755 {
5756         unsigned long count = 0;
5757         struct slab *slab;
5758         unsigned long flags;
5759
5760         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5761
5762         list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list) {
5763                 validate_slab(s, slab, obj_map);
5764                 count++;
5765         }
5766         if (count != n->nr_partial) {
5767                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
5768                        s->name, count, n->nr_partial);
5769                 slab_add_kunit_errors();
5770         }
5771
5772         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5773                 goto out;
5774
5775         list_for_each_entry(slab, &n->full, slab_list) {
5776                 validate_slab(s, slab, obj_map);
5777                 count++;
5778         }
5779         if (count != node_nr_slabs(n)) {
5780                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
5781                        s->name, count, node_nr_slabs(n));
5782                 slab_add_kunit_errors();
5783         }
5784
5785 out:
5786         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5787         return count;
5788 }
5789
5790 long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
5791 {
5792         int node;
5793         unsigned long count = 0;
5794         struct kmem_cache_node *n;
5795         unsigned long *obj_map;
5796
5797         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
5798         if (!obj_map)
5799                 return -ENOMEM;
5800
5801         flush_all(s);
5802         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
5803                 count += validate_slab_node(s, n, obj_map);
5804
5805         bitmap_free(obj_map);
5806
5807         return count;
5808 }
5809 EXPORT_SYMBOL(validate_slab_cache);
5810
5811 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
5812 /*
5813  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
5814  * and freed.
5815  */
5816
5817 struct location {
5818         depot_stack_handle_t handle;
5819         unsigned long count;
5820         unsigned long addr;
5821         unsigned long waste;
5822         long long sum_time;
5823         long min_time;
5824         long max_time;
5825         long min_pid;
5826         long max_pid;
5827         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
5828         nodemask_t nodes;
5829 };
5830
5831 struct loc_track {
5832         unsigned long max;
5833         unsigned long count;
5834         struct location *loc;
5835         loff_t idx;
5836 };
5837
5838 static struct dentry *slab_debugfs_root;
5839
5840 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
5841 {
5842         if (t->max)
5843                 free_pages((unsigned long)t->loc,
5844                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
5845 }
5846
5847 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
5848 {
5849         struct location *l;
5850         int order;
5851
5852         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
5853
5854         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
5855         if (!l)
5856                 return 0;
5857
5858         if (t->count) {
5859                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
5860                 free_loc_track(t);
5861         }
5862         t->max = max;
5863         t->loc = l;
5864         return 1;
5865 }
5866
5867 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
5868                                 const struct track *track,
5869                                 unsigned int orig_size)
5870 {
5871         long start, end, pos;
5872         struct location *l;
5873         unsigned long caddr, chandle, cwaste;
5874         unsigned long age = jiffies - track->when;
5875         depot_stack_handle_t handle = 0;
5876         unsigned int waste = s->object_size - orig_size;
5877
5878 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
5879         handle = READ_ONCE(track->handle);
5880 #endif
5881         start = -1;
5882         end = t->count;
5883
5884         for ( ; ; ) {
5885                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
5886
5887                 /*
5888                  * There is nothing at "end". If we end up there
5889                  * we need to add something to before end.
5890                  */
5891                 if (pos == end)
5892                         break;
5893
5894                 l = &t->loc[pos];
5895                 caddr = l->addr;
5896                 chandle = l->handle;
5897                 cwaste = l->waste;
5898                 if ((track->addr == caddr) && (handle == chandle) &&
5899                         (waste == cwaste)) {
5900
5901                         l->count++;
5902                         if (track->when) {
5903                                 l->sum_time += age;
5904                                 if (age < l->min_time)
5905                                         l->min_time = age;
5906                                 if (age > l->max_time)
5907                                         l->max_time = age;
5908
5909                                 if (track->pid < l->min_pid)
5910                                         l->min_pid = track->pid;
5911                                 if (track->pid > l->max_pid)
5912                                         l->max_pid = track->pid;
5913
5914                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
5915                                                 to_cpumask(l->cpus));
5916                         }
5917                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
5918                         return 1;
5919                 }
5920
5921                 if (track->addr < caddr)
5922                         end = pos;
5923                 else if (track->addr == caddr && handle < chandle)
5924                         end = pos;
5925                 else if (track->addr == caddr && handle == chandle &&
5926                                 waste < cwaste)
5927                         end = pos;
5928                 else
5929                         start = pos;
5930         }
5931
5932         /*
5933          * Not found. Insert new tracking element.
5934          */
5935         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
5936                 return 0;
5937
5938         l = t->loc + pos;
5939         if (pos < t->count)
5940                 memmove(l + 1, l,
5941                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
5942         t->count++;
5943         l->count = 1;
5944         l->addr = track->addr;
5945         l->sum_time = age;
5946         l->min_time = age;
5947         l->max_time = age;
5948         l->min_pid = track->pid;
5949         l->max_pid = track->pid;
5950         l->handle = handle;
5951         l->waste = waste;
5952         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
5953         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
5954         nodes_clear(l->nodes);
5955         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
5956         return 1;
5957 }
5958
5959 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
5960                 struct slab *slab, enum track_item alloc,
5961                 unsigned long *obj_map)
5962 {
5963         void *addr = slab_address(slab);
5964         bool is_alloc = (alloc == TRACK_ALLOC);
5965         void *p;
5966
5967         __fill_map(obj_map, s, slab);
5968
5969         for_each_object(p, s, addr, slab->objects)
5970                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map))
5971                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc),
5972                                      is_alloc ? get_orig_size(s, p) :
5973                                                 s->object_size);
5974 }
5975 #endif  /* CONFIG_DEBUG_FS   */
5976 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5977
5978 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
5979 enum slab_stat_type {
5980         SL_ALL,                 /* All slabs */
5981         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
5982         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
5983         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
5984         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
5985 };
5986
5987 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
5988 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
5989 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
5990 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
5991 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
5992
5993 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
5994                                  char *buf, unsigned long flags)
5995 {
5996         unsigned long total = 0;
5997         int node;
5998         int x;
5999         unsigned long *nodes;
6000         int len = 0;
6001
6002         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
6003         if (!nodes)
6004                 return -ENOMEM;
6005
6006         if (flags & SO_CPU) {
6007                 int cpu;
6008
6009                 for_each_possible_cpu(cpu) {
6010                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
6011                                                                cpu);
6012                         int node;
6013                         struct slab *slab;
6014
6015                         slab = READ_ONCE(c->slab);
6016                         if (!slab)
6017                                 continue;
6018
6019                         node = slab_nid(slab);
6020                         if (flags & SO_TOTAL)
6021                                 x = slab->objects;
6022                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6023                                 x = slab->inuse;
6024                         else
6025                                 x = 1;
6026
6027                         total += x;
6028                         nodes[node] += x;
6029
6030 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6031                         slab = slub_percpu_partial_read_once(c);
6032                         if (slab) {
6033                                 node = slab_nid(slab);
6034                                 if (flags & SO_TOTAL)
6035                                         WARN_ON_ONCE(1);
6036                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
6037                                         WARN_ON_ONCE(1);
6038                                 else
6039                                         x = slab->slabs;
6040                                 total += x;
6041                                 nodes[node] += x;
6042                         }
6043 #endif
6044                 }
6045         }
6046
6047         /*
6048          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
6049          * already held which will conflict with an existing lock order:
6050          *
6051          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
6052          *
6053          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
6054          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
6055          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
6056          */
6057
6058 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6059         if (flags & SO_ALL) {
6060                 struct kmem_cache_node *n;
6061
6062                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6063
6064                         if (flags & SO_TOTAL)
6065                                 x = node_nr_objs(n);
6066                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6067                                 x = node_nr_objs(n) - count_partial(n, count_free);
6068                         else
6069                                 x = node_nr_slabs(n);
6070                         total += x;
6071                         nodes[node] += x;
6072                 }
6073
6074         } else
6075 #endif
6076         if (flags & SO_PARTIAL) {
6077                 struct kmem_cache_node *n;
6078
6079                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6080                         if (flags & SO_TOTAL)
6081                                 x = count_partial(n, count_total);
6082                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6083                                 x = count_partial(n, count_inuse);
6084                         else
6085                                 x = n->nr_partial;
6086                         total += x;
6087                         nodes[node] += x;
6088                 }
6089         }
6090
6091         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", total);
6092 #ifdef CONFIG_NUMA
6093         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
6094                 if (nodes[node])
6095                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " N%d=%lu",
6096                                              node, nodes[node]);
6097         }
6098 #endif
6099         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6100         kfree(nodes);
6101
6102         return len;
6103 }
6104
6105 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
6106 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
6107
6108 struct slab_attribute {
6109         struct attribute attr;
6110         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
6111         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
6112 };
6113
6114 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
6115         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO_MODE(_name, 0400)
6116
6117 #define SLAB_ATTR(_name) \
6118         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RW_MODE(_name, 0600)
6119
6120 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6121 {
6122         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->size);
6123 }
6124 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
6125
6126 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6127 {
6128         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->align);
6129 }
6130 SLAB_ATTR_RO(align);
6131
6132 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6133 {
6134         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->object_size);
6135 }
6136 SLAB_ATTR_RO(object_size);
6137
6138 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6139 {
6140         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
6141 }
6142 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
6143
6144 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6145 {
6146         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
6147 }
6148 SLAB_ATTR_RO(order);
6149
6150 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6151 {
6152         return sysfs_emit(buf, "%lu\n", s->min_partial);
6153 }
6154
6155 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6156                                  size_t length)
6157 {
6158         unsigned long min;
6159         int err;
6160
6161         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
6162         if (err)
6163                 return err;
6164
6165         s->min_partial = min;
6166         return length;
6167 }
6168 SLAB_ATTR(min_partial);
6169
6170 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6171 {
6172         unsigned int nr_partial = 0;
6173 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6174         nr_partial = s->cpu_partial;
6175 #endif
6176
6177         return sysfs_emit(buf, "%u\n", nr_partial);
6178 }
6179
6180 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6181                                  size_t length)
6182 {
6183         unsigned int objects;
6184         int err;
6185
6186         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
6187         if (err)
6188                 return err;
6189         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
6190                 return -EINVAL;
6191
6192         slub_set_cpu_partial(s, objects);
6193         flush_all(s);
6194         return length;
6195 }
6196 SLAB_ATTR(cpu_partial);
6197
6198 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6199 {
6200         if (!s->ctor)
6201                 return 0;
6202         return sysfs_emit(buf, "%pS\n", s->ctor);
6203 }
6204 SLAB_ATTR_RO(ctor);
6205
6206 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6207 {
6208         return sysfs_emit(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
6209 }
6210 SLAB_ATTR_RO(aliases);
6211
6212 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6213 {
6214         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
6215 }
6216 SLAB_ATTR_RO(partial);
6217
6218 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6219 {
6220         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
6221 }
6222 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
6223
6224 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6225 {
6226         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
6227 }
6228 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
6229
6230 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6231 {
6232         int objects = 0;
6233         int slabs = 0;
6234         int cpu __maybe_unused;
6235         int len = 0;
6236
6237 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6238         for_each_online_cpu(cpu) {
6239                 struct slab *slab;
6240
6241                 slab = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
6242
6243                 if (slab)
6244                         slabs += slab->slabs;
6245         }
6246 #endif
6247
6248         /* Approximate half-full slabs, see slub_set_cpu_partial() */
6249         objects = (slabs * oo_objects(s->oo)) / 2;
6250         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%d(%d)", objects, slabs);
6251
6252 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6253         for_each_online_cpu(cpu) {
6254                 struct slab *slab;
6255
6256                 slab = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
6257                 if (slab) {
6258                         slabs = READ_ONCE(slab->slabs);
6259                         objects = (slabs * oo_objects(s->oo)) / 2;
6260                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%d(%d)",
6261                                              cpu, objects, slabs);
6262                 }
6263         }
6264 #endif
6265         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6266
6267         return len;
6268 }
6269 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
6270
6271 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6272 {
6273         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
6274 }
6275 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
6276
6277 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6278 {
6279         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
6280 }
6281 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
6282
6283 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
6284 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6285 {
6286         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
6287 }
6288 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
6289 #endif
6290
6291 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
6292 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6293 {
6294         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->usersize);
6295 }
6296 SLAB_ATTR_RO(usersize);
6297 #endif
6298
6299 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6300 {
6301         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
6302 }
6303 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
6304
6305 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6306 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6307 {
6308         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
6309 }
6310 SLAB_ATTR_RO(slabs);
6311
6312 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6313 {
6314         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
6315 }
6316 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
6317
6318 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6319 {
6320         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
6321 }
6322 SLAB_ATTR_RO(objects);
6323
6324 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6325 {
6326         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
6327 }
6328 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
6329
6330 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6331 {
6332         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
6333 }
6334 SLAB_ATTR_RO(trace);
6335
6336 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6337 {
6338         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
6339 }
6340
6341 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
6342
6343 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6344 {
6345         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
6346 }
6347
6348 SLAB_ATTR_RO(poison);
6349
6350 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6351 {
6352         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
6353 }
6354
6355 SLAB_ATTR_RO(store_user);
6356
6357 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6358 {
6359         return 0;
6360 }
6361
6362 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
6363                         const char *buf, size_t length)
6364 {
6365         int ret = -EINVAL;
6366
6367         if (buf[0] == '1' && kmem_cache_debug(s)) {
6368                 ret = validate_slab_cache(s);
6369                 if (ret >= 0)
6370                         ret = length;
6371         }
6372         return ret;
6373 }
6374 SLAB_ATTR(validate);
6375
6376 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
6377
6378 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
6379 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6380 {
6381         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
6382 }
6383
6384 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6385                                 size_t length)
6386 {
6387         if (s->refcount > 1)
6388                 return -EINVAL;
6389
6390         if (buf[0] == '1')
6391                 WRITE_ONCE(s->flags, s->flags | SLAB_FAILSLAB);
6392         else
6393                 WRITE_ONCE(s->flags, s->flags & ~SLAB_FAILSLAB);
6394
6395         return length;
6396 }
6397 SLAB_ATTR(failslab);
6398 #endif
6399
6400 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6401 {
6402         return 0;
6403 }
6404
6405 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
6406                         const char *buf, size_t length)
6407 {
6408         if (buf[0] == '1')
6409                 kmem_cache_shrink(s);
6410         else
6411                 return -EINVAL;
6412         return length;
6413 }
6414 SLAB_ATTR(shrink);
6415
6416 #ifdef CONFIG_NUMA
6417 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6418 {
6419         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
6420 }
6421
6422 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
6423                                 const char *buf, size_t length)
6424 {
6425         unsigned int ratio;
6426         int err;
6427
6428         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
6429         if (err)
6430                 return err;
6431         if (ratio > 100)
6432                 return -ERANGE;
6433
6434         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
6435
6436         return length;
6437 }
6438 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
6439 #endif
6440
6441 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
6442 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
6443 {
6444         unsigned long sum  = 0;
6445         int cpu;
6446         int len = 0;
6447         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
6448
6449         if (!data)
6450                 return -ENOMEM;
6451
6452         for_each_online_cpu(cpu) {
6453                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
6454
6455                 data[cpu] = x;
6456                 sum += x;
6457         }
6458
6459         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", sum);
6460
6461 #ifdef CONFIG_SMP
6462         for_each_online_cpu(cpu) {
6463                 if (data[cpu])
6464                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%u",
6465                                              cpu, data[cpu]);
6466         }
6467 #endif
6468         kfree(data);
6469         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6470
6471         return len;
6472 }
6473
6474 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
6475 {
6476         int cpu;
6477
6478         for_each_online_cpu(cpu)
6479                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
6480 }
6481
6482 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
6483 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
6484 {                                                               \
6485         return show_stat(s, buf, si);                           \
6486 }                                                               \
6487 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
6488                                 const char *buf, size_t length) \
6489 {                                                               \
6490         if (buf[0] != '0')                                      \
6491                 return -EINVAL;                                 \
6492         clear_stat(s, si);                                      \
6493         return length;                                          \
6494 }                                                               \
6495 SLAB_ATTR(text);                                                \
6496
6497 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
6498 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
6499 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
6500 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
6501 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
6502 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
6503 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
6504 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
6505 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
6506 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
6507 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
6508 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
6509 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
6510 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
6511 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
6512 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
6513 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
6514 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
6515 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
6516 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
6517 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
6518 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
6519 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
6520 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
6521 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
6522 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
6523 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
6524
6525 #ifdef CONFIG_KFENCE
6526 static ssize_t skip_kfence_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6527 {
6528         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_SKIP_KFENCE));
6529 }
6530
6531 static ssize_t skip_kfence_store(struct kmem_cache *s,
6532                         const char *buf, size_t length)
6533 {
6534         int ret = length;
6535
6536         if (buf[0] == '0')
6537                 s->flags &= ~SLAB_SKIP_KFENCE;
6538         else if (buf[0] == '1')
6539                 s->flags |= SLAB_SKIP_KFENCE;
6540         else
6541                 ret = -EINVAL;
6542
6543         return ret;
6544 }
6545 SLAB_ATTR(skip_kfence);
6546 #endif
6547
6548 static struct attribute *slab_attrs[] = {
6549         &slab_size_attr.attr,
6550         &object_size_attr.attr,
6551         &objs_per_slab_attr.attr,
6552         &order_attr.attr,
6553         &min_partial_attr.attr,
6554         &cpu_partial_attr.attr,
6555         &objects_partial_attr.attr,
6556         &partial_attr.attr,
6557         &cpu_slabs_attr.attr,
6558         &ctor_attr.attr,
6559         &aliases_attr.attr,
6560         &align_attr.attr,
6561         &hwcache_align_attr.attr,
6562         &reclaim_account_attr.attr,
6563         &destroy_by_rcu_attr.attr,
6564         &shrink_attr.attr,
6565         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
6566 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6567         &total_objects_attr.attr,
6568         &objects_attr.attr,
6569         &slabs_attr.attr,
6570         &sanity_checks_attr.attr,
6571         &trace_attr.attr,
6572         &red_zone_attr.attr,
6573         &poison_attr.attr,
6574         &store_user_attr.attr,
6575         &validate_attr.attr,
6576 #endif
6577 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
6578         &cache_dma_attr.attr,
6579 #endif
6580 #ifdef CONFIG_NUMA
6581         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
6582 #endif
6583 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
6584         &alloc_fastpath_attr.attr,
6585         &alloc_slowpath_attr.attr,
6586         &free_fastpath_attr.attr,
6587         &free_slowpath_attr.attr,
6588         &free_frozen_attr.attr,
6589         &free_add_partial_attr.attr,
6590         &free_remove_partial_attr.attr,
6591         &alloc_from_partial_attr.attr,
6592         &alloc_slab_attr.attr,
6593         &alloc_refill_attr.attr,
6594         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
6595         &free_slab_attr.attr,
6596         &cpuslab_flush_attr.attr,
6597         &deactivate_full_attr.attr,
6598         &deactivate_empty_attr.attr,
6599         &deactivate_to_head_attr.attr,
6600         &deactivate_to_tail_attr.attr,
6601         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
6602         &deactivate_bypass_attr.attr,
6603         &order_fallback_attr.attr,
6604         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
6605         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
6606         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
6607         &cpu_partial_free_attr.attr,
6608         &cpu_partial_node_attr.attr,
6609         &cpu_partial_drain_attr.attr,
6610 #endif
6611 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
6612         &failslab_attr.attr,
6613 #endif
6614 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
6615         &usersize_attr.attr,
6616 #endif
6617 #ifdef CONFIG_KFENCE
6618         &skip_kfence_attr.attr,
6619 #endif
6620
6621         NULL
6622 };
6623
6624 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
6625         .attrs = slab_attrs,
6626 };
6627
6628 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
6629                                 struct attribute *attr,
6630                                 char *buf)
6631 {
6632         struct slab_attribute *attribute;
6633         struct kmem_cache *s;
6634
6635         attribute = to_slab_attr(attr);
6636         s = to_slab(kobj);
6637
6638         if (!attribute->show)
6639                 return -EIO;
6640
6641         return attribute->show(s, buf);
6642 }
6643
6644 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
6645                                 struct attribute *attr,
6646                                 const char *buf, size_t len)
6647 {
6648         struct slab_attribute *attribute;
6649         struct kmem_cache *s;
6650
6651         attribute = to_slab_attr(attr);
6652         s = to_slab(kobj);
6653
6654         if (!attribute->store)
6655                 return -EIO;
6656
6657         return attribute->store(s, buf, len);
6658 }
6659
6660 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
6661 {
6662         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
6663 }
6664
6665 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
6666         .show = slab_attr_show,
6667         .store = slab_attr_store,
6668 };
6669
6670 static const struct kobj_type slab_ktype = {
6671         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
6672         .release = kmem_cache_release,
6673 };
6674
6675 static struct kset *slab_kset;
6676
6677 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
6678 {
6679         return slab_kset;
6680 }
6681
6682 #define ID_STR_LENGTH 32
6683
6684 /* Create a unique string id for a slab cache:
6685  *
6686  * Format       :[flags-]size
6687  */
6688 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
6689 {
6690         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
6691         char *p = name;
6692
6693         if (!name)
6694                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6695
6696         *p++ = ':';
6697         /*
6698          * First flags affecting slabcache operations. We will only
6699          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
6700          * too many flags. The flags here must cover all flags that
6701          * are matched during merging to guarantee that the id is
6702          * unique.
6703          */
6704         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
6705                 *p++ = 'd';
6706         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
6707                 *p++ = 'D';
6708         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
6709                 *p++ = 'a';
6710         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
6711                 *p++ = 'F';
6712         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
6713                 *p++ = 'A';
6714         if (p != name + 1)
6715                 *p++ = '-';
6716         p += snprintf(p, ID_STR_LENGTH - (p - name), "%07u", s->size);
6717
6718         if (WARN_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1)) {
6719                 kfree(name);
6720                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6721         }
6722         kmsan_unpoison_memory(name, p - name);
6723         return name;
6724 }
6725
6726 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
6727 {
6728         int err;
6729         const char *name;
6730         struct kset *kset = cache_kset(s);
6731         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
6732
6733         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
6734                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
6735                 unmergeable = 1;
6736
6737         if (unmergeable) {
6738                 /*
6739                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
6740                  * This is typically the case for debug situations. In that
6741                  * case we can catch duplicate names easily.
6742                  */
6743                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
6744                 name = s->name;
6745         } else {
6746                 /*
6747                  * Create a unique name for the slab as a target
6748                  * for the symlinks.
6749                  */
6750                 name = create_unique_id(s);
6751                 if (IS_ERR(name))
6752                         return PTR_ERR(name);
6753         }
6754
6755         s->kobj.kset = kset;
6756         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
6757         if (err)
6758                 goto out;
6759
6760         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
6761         if (err)
6762                 goto out_del_kobj;
6763
6764         if (!unmergeable) {
6765                 /* Setup first alias */
6766                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
6767         }
6768 out:
6769         if (!unmergeable)
6770                 kfree(name);
6771         return err;
6772 out_del_kobj:
6773         kobject_del(&s->kobj);
6774         goto out;
6775 }
6776
6777 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
6778 {
6779         kobject_del(&s->kobj);
6780 }
6781
6782 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
6783 {
6784         kobject_put(&s->kobj);
6785 }
6786
6787 /*
6788  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
6789  * available lest we lose that information.
6790  */
6791 struct saved_alias {
6792         struct kmem_cache *s;
6793         const char *name;
6794         struct saved_alias *next;
6795 };
6796
6797 static struct saved_alias *alias_list;
6798
6799 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
6800 {
6801         struct saved_alias *al;
6802
6803         if (slab_state == FULL) {
6804                 /*
6805                  * If we have a leftover link then remove it.
6806                  */
6807                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
6808                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
6809         }
6810
6811         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
6812         if (!al)
6813                 return -ENOMEM;
6814
6815         al->s = s;
6816         al->name = name;
6817         al->next = alias_list;
6818         alias_list = al;
6819         kmsan_unpoison_memory(al, sizeof(*al));
6820         return 0;
6821 }
6822
6823 static int __init slab_sysfs_init(void)
6824 {
6825         struct kmem_cache *s;
6826         int err;
6827
6828         mutex_lock(&slab_mutex);
6829
6830         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
6831         if (!slab_kset) {
6832                 mutex_unlock(&slab_mutex);
6833                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
6834                 return -ENOMEM;
6835         }
6836
6837         slab_state = FULL;
6838
6839         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
6840                 err = sysfs_slab_add(s);
6841                 if (err)
6842                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
6843                                s->name);
6844         }
6845
6846         while (alias_list) {
6847                 struct saved_alias *al = alias_list;
6848
6849                 alias_list = alias_list->next;
6850                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
6851                 if (err)
6852                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
6853                                al->name);
6854                 kfree(al);
6855         }
6856
6857         mutex_unlock(&slab_mutex);
6858         return 0;
6859 }
6860 late_initcall(slab_sysfs_init);
6861 #endif /* SLAB_SUPPORTS_SYSFS */
6862
6863 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) && defined(CONFIG_DEBUG_FS)
6864 static int slab_debugfs_show(struct seq_file *seq, void *v)
6865 {
6866         struct loc_track *t = seq->private;
6867         struct location *l;
6868         unsigned long idx;
6869
6870         idx = (unsigned long) t->idx;
6871         if (idx < t->count) {
6872                 l = &t->loc[idx];
6873
6874                 seq_printf(seq, "%7ld ", l->count);
6875
6876                 if (l->addr)
6877                         seq_printf(seq, "%pS", (void *)l->addr);
6878                 else
6879                         seq_puts(seq, "<not-available>");
6880
6881                 if (l->waste)
6882                         seq_printf(seq, " waste=%lu/%lu",
6883                                 l->count * l->waste, l->waste);
6884
6885                 if (l->sum_time != l->min_time) {
6886                         seq_printf(seq, " age=%ld/%llu/%ld",
6887                                 l->min_time, div_u64(l->sum_time, l->count),
6888                                 l->max_time);
6889                 } else
6890                         seq_printf(seq, " age=%ld", l->min_time);
6891
6892                 if (l->min_pid != l->max_pid)
6893                         seq_printf(seq, " pid=%ld-%ld", l->min_pid, l->max_pid);
6894                 else
6895                         seq_printf(seq, " pid=%ld",
6896                                 l->min_pid);
6897
6898                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)))
6899                         seq_printf(seq, " cpus=%*pbl",
6900                                  cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
6901
6902                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes))
6903                         seq_printf(seq, " nodes=%*pbl",
6904                                  nodemask_pr_args(&l->nodes));
6905
6906 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
6907                 {
6908                         depot_stack_handle_t handle;
6909                         unsigned long *entries;
6910                         unsigned int nr_entries, j;
6911
6912                         handle = READ_ONCE(l->handle);
6913                         if (handle) {
6914                                 nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
6915                                 seq_puts(seq, "\n");
6916                                 for (j = 0; j < nr_entries; j++)
6917                                         seq_printf(seq, "        %pS\n", (void *)entries[j]);
6918                         }
6919                 }
6920 #endif
6921                 seq_puts(seq, "\n");
6922         }
6923
6924         if (!idx && !t->count)
6925                 seq_puts(seq, "No data\n");
6926
6927         return 0;
6928 }
6929
6930 static void slab_debugfs_stop(struct seq_file *seq, void *v)
6931 {
6932 }
6933
6934 static void *slab_debugfs_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *ppos)
6935 {
6936         struct loc_track *t = seq->private;
6937
6938         t->idx = ++(*ppos);
6939         if (*ppos <= t->count)
6940                 return ppos;
6941
6942         return NULL;
6943 }
6944
6945 static int cmp_loc_by_count(const void *a, const void *b, const void *data)
6946 {
6947         struct location *loc1 = (struct location *)a;
6948         struct location *loc2 = (struct location *)b;
6949
6950         if (loc1->count > loc2->count)
6951                 return -1;
6952         else
6953                 return 1;
6954 }
6955
6956 static void *slab_debugfs_start(struct seq_file *seq, loff_t *ppos)
6957 {
6958         struct loc_track *t = seq->private;
6959
6960         t->idx = *ppos;
6961         return ppos;
6962 }
6963
6964 static const struct seq_operations slab_debugfs_sops = {
6965         .start  = slab_debugfs_start,
6966         .next   = slab_debugfs_next,
6967         .stop   = slab_debugfs_stop,
6968         .show   = slab_debugfs_show,
6969 };
6970
6971 static int slab_debug_trace_open(struct inode *inode, struct file *filep)
6972 {
6973
6974         struct kmem_cache_node *n;
6975         enum track_item alloc;
6976         int node;
6977         struct loc_track *t = __seq_open_private(filep, &slab_debugfs_sops,
6978                                                 sizeof(struct loc_track));
6979         struct kmem_cache *s = file_inode(filep)->i_private;
6980         unsigned long *obj_map;
6981
6982         if (!t)
6983                 return -ENOMEM;
6984
6985         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
6986         if (!obj_map) {
6987                 seq_release_private(inode, filep);
6988                 return -ENOMEM;
6989         }
6990
6991         if (strcmp(filep->f_path.dentry->d_name.name, "alloc_traces") == 0)
6992                 alloc = TRACK_ALLOC;
6993         else
6994                 alloc = TRACK_FREE;
6995
6996         if (!alloc_loc_track(t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location), GFP_KERNEL)) {
6997                 bitmap_free(obj_map);
6998                 seq_release_private(inode, filep);
6999                 return -ENOMEM;
7000         }
7001
7002         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
7003                 unsigned long flags;
7004                 struct slab *slab;
7005
7006                 if (!node_nr_slabs(n))
7007                         continue;
7008
7009                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
7010                 list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
7011                         process_slab(t, s, slab, alloc, obj_map);
7012                 list_for_each_entry(slab, &n->full, slab_list)
7013                         process_slab(t, s, slab, alloc, obj_map);
7014                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
7015         }
7016
7017         /* Sort locations by count */
7018         sort_r(t->loc, t->count, sizeof(struct location),
7019                 cmp_loc_by_count, NULL, NULL);
7020
7021         bitmap_free(obj_map);
7022         return 0;
7023 }
7024
7025 static int slab_debug_trace_release(struct inode *inode, struct file *file)
7026 {
7027         struct seq_file *seq = file->private_data;
7028         struct loc_track *t = seq->private;
7029
7030         free_loc_track(t);
7031         return seq_release_private(inode, file);
7032 }
7033
7034 static const struct file_operations slab_debugfs_fops = {
7035         .open    = slab_debug_trace_open,
7036         .read    = seq_read,
7037         .llseek  = seq_lseek,
7038         .release = slab_debug_trace_release,
7039 };
7040
7041 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
7042 {
7043         struct dentry *slab_cache_dir;
7044
7045         if (unlikely(!slab_debugfs_root))
7046                 return;
7047
7048         slab_cache_dir = debugfs_create_dir(s->name, slab_debugfs_root);
7049
7050         debugfs_create_file("alloc_traces", 0400,
7051                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
7052
7053         debugfs_create_file("free_traces", 0400,
7054                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
7055 }
7056
7057 void debugfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
7058 {
7059         debugfs_lookup_and_remove(s->name, slab_debugfs_root);
7060 }
7061
7062 static int __init slab_debugfs_init(void)
7063 {
7064         struct kmem_cache *s;
7065
7066         slab_debugfs_root = debugfs_create_dir("slab", NULL);
7067
7068         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
7069                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
7070                         debugfs_slab_add(s);
7071
7072         return 0;
7073
7074 }
7075 __initcall(slab_debugfs_init);
7076 #endif
7077 /*
7078  * The /proc/slabinfo ABI
7079  */
7080 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
7081 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
7082 {
7083         unsigned long nr_slabs = 0;
7084         unsigned long nr_objs = 0;
7085         unsigned long nr_free = 0;
7086         int node;
7087         struct kmem_cache_node *n;
7088
7089         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
7090                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
7091                 nr_objs += node_nr_objs(n);
7092                 nr_free += count_partial(n, count_free);
7093         }
7094
7095         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
7096         sinfo->num_objs = nr_objs;
7097         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
7098         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
7099         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
7100         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
7101 }
7102
7103 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
7104 {
7105 }
7106
7107 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
7108                        size_t count, loff_t *ppos)
7109 {
7110         return -EIO;
7111 }
7112 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */