Merge tag 'leds-next-6.8' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/lee/leds
[linux-block.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic 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 slub_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_flags_t __force)0x80000000U)
310 /* Use cmpxchg_double */
311
312 #ifdef system_has_freelist_aba
313 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
314 #else
315 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0U)
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 frozen 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         /*
1502          * May be called early in order to allocate a slab for the
1503          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1504          * dilemma by deferring the increment of the count during
1505          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1506          */
1507         if (likely(n)) {
1508                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1509                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1510         }
1511 }
1512 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1513 {
1514         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1515
1516         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1517         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1518 }
1519
1520 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1521 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, void *object)
1522 {
1523         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON))
1524                 return;
1525
1526         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1527         init_tracking(s, object);
1528 }
1529
1530 static
1531 void setup_slab_debug(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *addr)
1532 {
1533         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_POISON))
1534                 return;
1535
1536         metadata_access_enable();
1537         memset(kasan_reset_tag(addr), POISON_INUSE, slab_size(slab));
1538         metadata_access_disable();
1539 }
1540
1541 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1542                                         struct slab *slab, void *object)
1543 {
1544         if (!check_slab(s, slab))
1545                 return 0;
1546
1547         if (!check_valid_pointer(s, slab, object)) {
1548                 object_err(s, slab, object, "Freelist Pointer check fails");
1549                 return 0;
1550         }
1551
1552         if (!check_object(s, slab, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1553                 return 0;
1554
1555         return 1;
1556 }
1557
1558 static noinline bool alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1559                         struct slab *slab, void *object, int orig_size)
1560 {
1561         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1562                 if (!alloc_consistency_checks(s, slab, object))
1563                         goto bad;
1564         }
1565
1566         /* Success. Perform special debug activities for allocs */
1567         trace(s, slab, object, 1);
1568         set_orig_size(s, object, orig_size);
1569         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1570         return true;
1571
1572 bad:
1573         if (folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1574                 /*
1575                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1576                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1577                  * as used avoids touching the remaining objects.
1578                  */
1579                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1580                 slab->inuse = slab->objects;
1581                 slab->freelist = NULL;
1582         }
1583         return false;
1584 }
1585
1586 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1587                 struct slab *slab, void *object, unsigned long addr)
1588 {
1589         if (!check_valid_pointer(s, slab, object)) {
1590                 slab_err(s, slab, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1591                 return 0;
1592         }
1593
1594         if (on_freelist(s, slab, object)) {
1595                 object_err(s, slab, object, "Object already free");
1596                 return 0;
1597         }
1598
1599         if (!check_object(s, slab, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1600                 return 0;
1601
1602         if (unlikely(s != slab->slab_cache)) {
1603                 if (!folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1604                         slab_err(s, slab, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1605                                  object);
1606                 } else if (!slab->slab_cache) {
1607                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1608                                object);
1609                         dump_stack();
1610                 } else
1611                         object_err(s, slab, object,
1612                                         "page slab pointer corrupt.");
1613                 return 0;
1614         }
1615         return 1;
1616 }
1617
1618 /*
1619  * Parse a block of slub_debug options. Blocks are delimited by ';'
1620  *
1621  * @str:    start of block
1622  * @flags:  returns parsed flags, or DEBUG_DEFAULT_FLAGS if none specified
1623  * @slabs:  return start of list of slabs, or NULL when there's no list
1624  * @init:   assume this is initial parsing and not per-kmem-create parsing
1625  *
1626  * returns the start of next block if there's any, or NULL
1627  */
1628 static char *
1629 parse_slub_debug_flags(char *str, slab_flags_t *flags, char **slabs, bool init)
1630 {
1631         bool higher_order_disable = false;
1632
1633         /* Skip any completely empty blocks */
1634         while (*str && *str == ';')
1635                 str++;
1636
1637         if (*str == ',') {
1638                 /*
1639                  * No options but restriction on slabs. This means full
1640                  * debugging for slabs matching a pattern.
1641                  */
1642                 *flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1643                 goto check_slabs;
1644         }
1645         *flags = 0;
1646
1647         /* Determine which debug features should be switched on */
1648         for (; *str && *str != ',' && *str != ';'; str++) {
1649                 switch (tolower(*str)) {
1650                 case '-':
1651                         *flags = 0;
1652                         break;
1653                 case 'f':
1654                         *flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1655                         break;
1656                 case 'z':
1657                         *flags |= SLAB_RED_ZONE;
1658                         break;
1659                 case 'p':
1660                         *flags |= SLAB_POISON;
1661                         break;
1662                 case 'u':
1663                         *flags |= SLAB_STORE_USER;
1664                         break;
1665                 case 't':
1666                         *flags |= SLAB_TRACE;
1667                         break;
1668                 case 'a':
1669                         *flags |= SLAB_FAILSLAB;
1670                         break;
1671                 case 'o':
1672                         /*
1673                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1674                          * order would increase as a result.
1675                          */
1676                         higher_order_disable = true;
1677                         break;
1678                 default:
1679                         if (init)
1680                                 pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n", *str);
1681                 }
1682         }
1683 check_slabs:
1684         if (*str == ',')
1685                 *slabs = ++str;
1686         else
1687                 *slabs = NULL;
1688
1689         /* Skip over the slab list */
1690         while (*str && *str != ';')
1691                 str++;
1692
1693         /* Skip any completely empty blocks */
1694         while (*str && *str == ';')
1695                 str++;
1696
1697         if (init && higher_order_disable)
1698                 disable_higher_order_debug = 1;
1699
1700         if (*str)
1701                 return str;
1702         else
1703                 return NULL;
1704 }
1705
1706 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1707 {
1708         slab_flags_t flags;
1709         slab_flags_t global_flags;
1710         char *saved_str;
1711         char *slab_list;
1712         bool global_slub_debug_changed = false;
1713         bool slab_list_specified = false;
1714
1715         global_flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1716         if (*str++ != '=' || !*str)
1717                 /*
1718                  * No options specified. Switch on full debugging.
1719                  */
1720                 goto out;
1721
1722         saved_str = str;
1723         while (str) {
1724                 str = parse_slub_debug_flags(str, &flags, &slab_list, true);
1725
1726                 if (!slab_list) {
1727                         global_flags = flags;
1728                         global_slub_debug_changed = true;
1729                 } else {
1730                         slab_list_specified = true;
1731                         if (flags & SLAB_STORE_USER)
1732                                 stack_depot_request_early_init();
1733                 }
1734         }
1735
1736         /*
1737          * For backwards compatibility, a single list of flags with list of
1738          * slabs means debugging is only changed for those slabs, so the global
1739          * slub_debug should be unchanged (0 or DEBUG_DEFAULT_FLAGS, depending
1740          * on CONFIG_SLUB_DEBUG_ON). We can extended that to multiple lists as
1741          * long as there is no option specifying flags without a slab list.
1742          */
1743         if (slab_list_specified) {
1744                 if (!global_slub_debug_changed)
1745                         global_flags = slub_debug;
1746                 slub_debug_string = saved_str;
1747         }
1748 out:
1749         slub_debug = global_flags;
1750         if (slub_debug & SLAB_STORE_USER)
1751                 stack_depot_request_early_init();
1752         if (slub_debug != 0 || slub_debug_string)
1753                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
1754         else
1755                 static_branch_disable(&slub_debug_enabled);
1756         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1757              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1758             (slub_debug & SLAB_POISON))
1759                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1760         return 1;
1761 }
1762
1763 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1764
1765 /*
1766  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1767  * @object_size:        the size of an object without meta data
1768  * @flags:              flags to set
1769  * @name:               name of the cache
1770  *
1771  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1772  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1773  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1774  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1775  */
1776 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1777         slab_flags_t flags, const char *name)
1778 {
1779         char *iter;
1780         size_t len;
1781         char *next_block;
1782         slab_flags_t block_flags;
1783         slab_flags_t slub_debug_local = slub_debug;
1784
1785         if (flags & SLAB_NO_USER_FLAGS)
1786                 return flags;
1787
1788         /*
1789          * If the slab cache is for debugging (e.g. kmemleak) then
1790          * don't store user (stack trace) information by default,
1791          * but let the user enable it via the command line below.
1792          */
1793         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1794                 slub_debug_local &= ~SLAB_STORE_USER;
1795
1796         len = strlen(name);
1797         next_block = slub_debug_string;
1798         /* Go through all blocks of debug options, see if any matches our slab's name */
1799         while (next_block) {
1800                 next_block = parse_slub_debug_flags(next_block, &block_flags, &iter, false);
1801                 if (!iter)
1802                         continue;
1803                 /* Found a block that has a slab list, search it */
1804                 while (*iter) {
1805                         char *end, *glob;
1806                         size_t cmplen;
1807
1808                         end = strchrnul(iter, ',');
1809                         if (next_block && next_block < end)
1810                                 end = next_block - 1;
1811
1812                         glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1813                         if (glob)
1814                                 cmplen = glob - iter;
1815                         else
1816                                 cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1817
1818                         if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1819                                 flags |= block_flags;
1820                                 return flags;
1821                         }
1822
1823                         if (!*end || *end == ';')
1824                                 break;
1825                         iter = end + 1;
1826                 }
1827         }
1828
1829         return flags | slub_debug_local;
1830 }
1831 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1832 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, void *object) {}
1833 static inline
1834 void setup_slab_debug(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *addr) {}
1835
1836 static inline bool alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1837         struct slab *slab, void *object, int orig_size) { return true; }
1838
1839 static inline bool free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1840         struct slab *slab, void *head, void *tail, int *bulk_cnt,
1841         unsigned long addr, depot_stack_handle_t handle) { return true; }
1842
1843 static inline void slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct slab *slab) {}
1844 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1845                         void *object, u8 val) { return 1; }
1846 static inline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void) { return 0; }
1847 static inline void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
1848                              enum track_item alloc, unsigned long addr) {}
1849 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1850                                         struct slab *slab) {}
1851 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1852                                         struct slab *slab) {}
1853 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1854         slab_flags_t flags, const char *name)
1855 {
1856         return flags;
1857 }
1858 #define slub_debug 0
1859
1860 #define disable_higher_order_debug 0
1861
1862 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1863                                                         { return 0; }
1864 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1865                                                         int objects) {}
1866 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1867                                                         int objects) {}
1868
1869 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
1870 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1871                                void **freelist, void *nextfree)
1872 {
1873         return false;
1874 }
1875 #endif
1876 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1877
1878 static inline enum node_stat_item cache_vmstat_idx(struct kmem_cache *s)
1879 {
1880         return (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1881                 NR_SLAB_RECLAIMABLE_B : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B;
1882 }
1883
1884 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
1885 static inline void memcg_free_slab_cgroups(struct slab *slab)
1886 {
1887         kfree(slab_objcgs(slab));
1888         slab->memcg_data = 0;
1889 }
1890
1891 static inline size_t obj_full_size(struct kmem_cache *s)
1892 {
1893         /*
1894          * For each accounted object there is an extra space which is used
1895          * to store obj_cgroup membership. Charge it too.
1896          */
1897         return s->size + sizeof(struct obj_cgroup *);
1898 }
1899
1900 /*
1901  * Returns false if the allocation should fail.
1902  */
1903 static bool __memcg_slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
1904                                         struct list_lru *lru,
1905                                         struct obj_cgroup **objcgp,
1906                                         size_t objects, gfp_t flags)
1907 {
1908         /*
1909          * The obtained objcg pointer is safe to use within the current scope,
1910          * defined by current task or set_active_memcg() pair.
1911          * obj_cgroup_get() is used to get a permanent reference.
1912          */
1913         struct obj_cgroup *objcg = current_obj_cgroup();
1914         if (!objcg)
1915                 return true;
1916
1917         if (lru) {
1918                 int ret;
1919                 struct mem_cgroup *memcg;
1920
1921                 memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
1922                 ret = memcg_list_lru_alloc(memcg, lru, flags);
1923                 css_put(&memcg->css);
1924
1925                 if (ret)
1926                         return false;
1927         }
1928
1929         if (obj_cgroup_charge(objcg, flags, objects * obj_full_size(s)))
1930                 return false;
1931
1932         *objcgp = objcg;
1933         return true;
1934 }
1935
1936 /*
1937  * Returns false if the allocation should fail.
1938  */
1939 static __fastpath_inline
1940 bool memcg_slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
1941                                struct obj_cgroup **objcgp, size_t objects,
1942                                gfp_t flags)
1943 {
1944         if (!memcg_kmem_online())
1945                 return true;
1946
1947         if (likely(!(flags & __GFP_ACCOUNT) && !(s->flags & SLAB_ACCOUNT)))
1948                 return true;
1949
1950         return likely(__memcg_slab_pre_alloc_hook(s, lru, objcgp, objects,
1951                                                   flags));
1952 }
1953
1954 static void __memcg_slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
1955                                          struct obj_cgroup *objcg,
1956                                          gfp_t flags, size_t size,
1957                                          void **p)
1958 {
1959         struct slab *slab;
1960         unsigned long off;
1961         size_t i;
1962
1963         flags &= gfp_allowed_mask;
1964
1965         for (i = 0; i < size; i++) {
1966                 if (likely(p[i])) {
1967                         slab = virt_to_slab(p[i]);
1968
1969                         if (!slab_objcgs(slab) &&
1970                             memcg_alloc_slab_cgroups(slab, s, flags, false)) {
1971                                 obj_cgroup_uncharge(objcg, obj_full_size(s));
1972                                 continue;
1973                         }
1974
1975                         off = obj_to_index(s, slab, p[i]);
1976                         obj_cgroup_get(objcg);
1977                         slab_objcgs(slab)[off] = objcg;
1978                         mod_objcg_state(objcg, slab_pgdat(slab),
1979                                         cache_vmstat_idx(s), obj_full_size(s));
1980                 } else {
1981                         obj_cgroup_uncharge(objcg, obj_full_size(s));
1982                 }
1983         }
1984 }
1985
1986 static __fastpath_inline
1987 void memcg_slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, struct obj_cgroup *objcg,
1988                                 gfp_t flags, size_t size, void **p)
1989 {
1990         if (likely(!memcg_kmem_online() || !objcg))
1991                 return;
1992
1993         return __memcg_slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p);
1994 }
1995
1996 static void __memcg_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1997                                    void **p, int objects,
1998                                    struct obj_cgroup **objcgs)
1999 {
2000         for (int i = 0; i < objects; i++) {
2001                 struct obj_cgroup *objcg;
2002                 unsigned int off;
2003
2004                 off = obj_to_index(s, slab, p[i]);
2005                 objcg = objcgs[off];
2006                 if (!objcg)
2007                         continue;
2008
2009                 objcgs[off] = NULL;
2010                 obj_cgroup_uncharge(objcg, obj_full_size(s));
2011                 mod_objcg_state(objcg, slab_pgdat(slab), cache_vmstat_idx(s),
2012                                 -obj_full_size(s));
2013                 obj_cgroup_put(objcg);
2014         }
2015 }
2016
2017 static __fastpath_inline
2018 void memcg_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void **p,
2019                           int objects)
2020 {
2021         struct obj_cgroup **objcgs;
2022
2023         if (!memcg_kmem_online())
2024                 return;
2025
2026         objcgs = slab_objcgs(slab);
2027         if (likely(!objcgs))
2028                 return;
2029
2030         __memcg_slab_free_hook(s, slab, p, objects, objcgs);
2031 }
2032
2033 static inline
2034 void memcg_slab_alloc_error_hook(struct kmem_cache *s, int objects,
2035                            struct obj_cgroup *objcg)
2036 {
2037         if (objcg)
2038                 obj_cgroup_uncharge(objcg, objects * obj_full_size(s));
2039 }
2040 #else /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2041 static inline struct mem_cgroup *memcg_from_slab_obj(void *ptr)
2042 {
2043         return NULL;
2044 }
2045
2046 static inline void memcg_free_slab_cgroups(struct slab *slab)
2047 {
2048 }
2049
2050 static inline bool memcg_slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
2051                                              struct list_lru *lru,
2052                                              struct obj_cgroup **objcgp,
2053                                              size_t objects, gfp_t flags)
2054 {
2055         return true;
2056 }
2057
2058 static inline void memcg_slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
2059                                               struct obj_cgroup *objcg,
2060                                               gfp_t flags, size_t size,
2061                                               void **p)
2062 {
2063 }
2064
2065 static inline void memcg_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2066                                         void **p, int objects)
2067 {
2068 }
2069
2070 static inline
2071 void memcg_slab_alloc_error_hook(struct kmem_cache *s, int objects,
2072                                  struct obj_cgroup *objcg)
2073 {
2074 }
2075 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2076
2077 /*
2078  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
2079  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
2080  *
2081  * Returns true if freeing of the object can proceed, false if its reuse
2082  * was delayed by KASAN quarantine, or it was returned to KFENCE.
2083  */
2084 static __always_inline
2085 bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x, bool init)
2086 {
2087         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
2088         kmsan_slab_free(s, x);
2089
2090         debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
2091
2092         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
2093                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
2094
2095         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
2096         if (!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
2097                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
2098                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
2099
2100         if (kfence_free(x))
2101                 return false;
2102
2103         /*
2104          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
2105          * kasan_slab_free and initialization memset's must be
2106          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
2107          *
2108          * The initialization memset's clear the object and the metadata,
2109          * but don't touch the SLAB redzone.
2110          */
2111         if (unlikely(init)) {
2112                 int rsize;
2113
2114                 if (!kasan_has_integrated_init())
2115                         memset(kasan_reset_tag(x), 0, s->object_size);
2116                 rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad : 0;
2117                 memset((char *)kasan_reset_tag(x) + s->inuse, 0,
2118                        s->size - s->inuse - rsize);
2119         }
2120         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse. */
2121         return !kasan_slab_free(s, x, init);
2122 }
2123
2124 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
2125                                            void **head, void **tail,
2126                                            int *cnt)
2127 {
2128
2129         void *object;
2130         void *next = *head;
2131         void *old_tail = *tail;
2132         bool init;
2133
2134         if (is_kfence_address(next)) {
2135                 slab_free_hook(s, next, false);
2136                 return false;
2137         }
2138
2139         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
2140         *head = NULL;
2141         *tail = NULL;
2142
2143         init = slab_want_init_on_free(s);
2144
2145         do {
2146                 object = next;
2147                 next = get_freepointer(s, object);
2148
2149                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
2150                 if (likely(slab_free_hook(s, object, init))) {
2151                         /* Move object to the new freelist */
2152                         set_freepointer(s, object, *head);
2153                         *head = object;
2154                         if (!*tail)
2155                                 *tail = object;
2156                 } else {
2157                         /*
2158                          * Adjust the reconstructed freelist depth
2159                          * accordingly if object's reuse is delayed.
2160                          */
2161                         --(*cnt);
2162                 }
2163         } while (object != old_tail);
2164
2165         return *head != NULL;
2166 }
2167
2168 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, void *object)
2169 {
2170         setup_object_debug(s, object);
2171         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
2172         if (unlikely(s->ctor)) {
2173                 kasan_unpoison_new_object(s, object);
2174                 s->ctor(object);
2175                 kasan_poison_new_object(s, object);
2176         }
2177         return object;
2178 }
2179
2180 /*
2181  * Slab allocation and freeing
2182  */
2183 static inline struct slab *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
2184                 struct kmem_cache_order_objects oo)
2185 {
2186         struct folio *folio;
2187         struct slab *slab;
2188         unsigned int order = oo_order(oo);
2189
2190         folio = (struct folio *)alloc_pages_node(node, flags, order);
2191         if (!folio)
2192                 return NULL;
2193
2194         slab = folio_slab(folio);
2195         __folio_set_slab(folio);
2196         /* Make the flag visible before any changes to folio->mapping */
2197         smp_wmb();
2198         if (folio_is_pfmemalloc(folio))
2199                 slab_set_pfmemalloc(slab);
2200
2201         return slab;
2202 }
2203
2204 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
2205 /* Pre-initialize the random sequence cache */
2206 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
2207 {
2208         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
2209         int err;
2210
2211         /* Bailout if already initialised */
2212         if (s->random_seq)
2213                 return 0;
2214
2215         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
2216         if (err) {
2217                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
2218                         s->name);
2219                 return err;
2220         }
2221
2222         /* Transform to an offset on the set of pages */
2223         if (s->random_seq) {
2224                 unsigned int i;
2225
2226                 for (i = 0; i < count; i++)
2227                         s->random_seq[i] *= s->size;
2228         }
2229         return 0;
2230 }
2231
2232 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
2233 static void __init init_freelist_randomization(void)
2234 {
2235         struct kmem_cache *s;
2236
2237         mutex_lock(&slab_mutex);
2238
2239         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2240                 init_cache_random_seq(s);
2241
2242         mutex_unlock(&slab_mutex);
2243 }
2244
2245 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
2246 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2247                                 unsigned long *pos, void *start,
2248                                 unsigned long page_limit,
2249                                 unsigned long freelist_count)
2250 {
2251         unsigned int idx;
2252
2253         /*
2254          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
2255          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
2256          */
2257         do {
2258                 idx = s->random_seq[*pos];
2259                 *pos += 1;
2260                 if (*pos >= freelist_count)
2261                         *pos = 0;
2262         } while (unlikely(idx >= page_limit));
2263
2264         return (char *)start + idx;
2265 }
2266
2267 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
2268 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2269 {
2270         void *start;
2271         void *cur;
2272         void *next;
2273         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
2274
2275         if (slab->objects < 2 || !s->random_seq)
2276                 return false;
2277
2278         freelist_count = oo_objects(s->oo);
2279         pos = get_random_u32_below(freelist_count);
2280
2281         page_limit = slab->objects * s->size;
2282         start = fixup_red_left(s, slab_address(slab));
2283
2284         /* First entry is used as the base of the freelist */
2285         cur = next_freelist_entry(s, slab, &pos, start, page_limit,
2286                                 freelist_count);
2287         cur = setup_object(s, cur);
2288         slab->freelist = cur;
2289
2290         for (idx = 1; idx < slab->objects; idx++) {
2291                 next = next_freelist_entry(s, slab, &pos, start, page_limit,
2292                         freelist_count);
2293                 next = setup_object(s, next);
2294                 set_freepointer(s, cur, next);
2295                 cur = next;
2296         }
2297         set_freepointer(s, cur, NULL);
2298
2299         return true;
2300 }
2301 #else
2302 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
2303 {
2304         return 0;
2305 }
2306 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
2307 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2308 {
2309         return false;
2310 }
2311 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
2312
2313 static __always_inline void account_slab(struct slab *slab, int order,
2314                                          struct kmem_cache *s, gfp_t gfp)
2315 {
2316         if (memcg_kmem_online() && (s->flags & SLAB_ACCOUNT))
2317                 memcg_alloc_slab_cgroups(slab, s, gfp, true);
2318
2319         mod_node_page_state(slab_pgdat(slab), cache_vmstat_idx(s),
2320                             PAGE_SIZE << order);
2321 }
2322
2323 static __always_inline void unaccount_slab(struct slab *slab, int order,
2324                                            struct kmem_cache *s)
2325 {
2326         if (memcg_kmem_online())
2327                 memcg_free_slab_cgroups(slab);
2328
2329         mod_node_page_state(slab_pgdat(slab), cache_vmstat_idx(s),
2330                             -(PAGE_SIZE << order));
2331 }
2332
2333 static struct slab *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
2334 {
2335         struct slab *slab;
2336         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
2337         gfp_t alloc_gfp;
2338         void *start, *p, *next;
2339         int idx;
2340         bool shuffle;
2341
2342         flags &= gfp_allowed_mask;
2343
2344         flags |= s->allocflags;
2345
2346         /*
2347          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
2348          * so we fall-back to the minimum order allocation.
2349          */
2350         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
2351         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
2352                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~__GFP_RECLAIM;
2353
2354         slab = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
2355         if (unlikely(!slab)) {
2356                 oo = s->min;
2357                 alloc_gfp = flags;
2358                 /*
2359                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
2360                  * Try a lower order alloc if possible
2361                  */
2362                 slab = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
2363                 if (unlikely(!slab))
2364                         return NULL;
2365                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
2366         }
2367
2368         slab->objects = oo_objects(oo);
2369         slab->inuse = 0;
2370         slab->frozen = 0;
2371
2372         account_slab(slab, oo_order(oo), s, flags);
2373
2374         slab->slab_cache = s;
2375
2376         kasan_poison_slab(slab);
2377
2378         start = slab_address(slab);
2379
2380         setup_slab_debug(s, slab, start);
2381
2382         shuffle = shuffle_freelist(s, slab);
2383
2384         if (!shuffle) {
2385                 start = fixup_red_left(s, start);
2386                 start = setup_object(s, start);
2387                 slab->freelist = start;
2388                 for (idx = 0, p = start; idx < slab->objects - 1; idx++) {
2389                         next = p + s->size;
2390                         next = setup_object(s, next);
2391                         set_freepointer(s, p, next);
2392                         p = next;
2393                 }
2394                 set_freepointer(s, p, NULL);
2395         }
2396
2397         return slab;
2398 }
2399
2400 static struct slab *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
2401 {
2402         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
2403                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
2404
2405         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2406
2407         return allocate_slab(s,
2408                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
2409 }
2410
2411 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2412 {
2413         struct folio *folio = slab_folio(slab);
2414         int order = folio_order(folio);
2415         int pages = 1 << order;
2416
2417         __slab_clear_pfmemalloc(slab);
2418         folio->mapping = NULL;
2419         /* Make the mapping reset visible before clearing the flag */
2420         smp_wmb();
2421         __folio_clear_slab(folio);
2422         mm_account_reclaimed_pages(pages);
2423         unaccount_slab(slab, order, s);
2424         __free_pages(&folio->page, order);
2425 }
2426
2427 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
2428 {
2429         struct slab *slab = container_of(h, struct slab, rcu_head);
2430
2431         __free_slab(slab->slab_cache, slab);
2432 }
2433
2434 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2435 {
2436         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
2437                 void *p;
2438
2439                 slab_pad_check(s, slab);
2440                 for_each_object(p, s, slab_address(slab), slab->objects)
2441                         check_object(s, slab, p, SLUB_RED_INACTIVE);
2442         }
2443
2444         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
2445                 call_rcu(&slab->rcu_head, rcu_free_slab);
2446         else
2447                 __free_slab(s, slab);
2448 }
2449
2450 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2451 {
2452         dec_slabs_node(s, slab_nid(slab), slab->objects);
2453         free_slab(s, slab);
2454 }
2455
2456 /*
2457  * SLUB reuses PG_workingset bit to keep track of whether it's on
2458  * the per-node partial list.
2459  */
2460 static inline bool slab_test_node_partial(const struct slab *slab)
2461 {
2462         return folio_test_workingset((struct folio *)slab_folio(slab));
2463 }
2464
2465 static inline void slab_set_node_partial(struct slab *slab)
2466 {
2467         set_bit(PG_workingset, folio_flags(slab_folio(slab), 0));
2468 }
2469
2470 static inline void slab_clear_node_partial(struct slab *slab)
2471 {
2472         clear_bit(PG_workingset, folio_flags(slab_folio(slab), 0));
2473 }
2474
2475 /*
2476  * Management of partially allocated slabs.
2477  */
2478 static inline void
2479 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab, int tail)
2480 {
2481         n->nr_partial++;
2482         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
2483                 list_add_tail(&slab->slab_list, &n->partial);
2484         else
2485                 list_add(&slab->slab_list, &n->partial);
2486         slab_set_node_partial(slab);
2487 }
2488
2489 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
2490                                 struct slab *slab, int tail)
2491 {
2492         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2493         __add_partial(n, slab, tail);
2494 }
2495
2496 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
2497                                         struct slab *slab)
2498 {
2499         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2500         list_del(&slab->slab_list);
2501         slab_clear_node_partial(slab);
2502         n->nr_partial--;
2503 }
2504
2505 /*
2506  * Called only for kmem_cache_debug() caches instead of remove_partial(), with a
2507  * slab from the n->partial list. Remove only a single object from the slab, do
2508  * the alloc_debug_processing() checks and leave the slab on the list, or move
2509  * it to full list if it was the last free object.
2510  */
2511 static void *alloc_single_from_partial(struct kmem_cache *s,
2512                 struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab, int orig_size)
2513 {
2514         void *object;
2515
2516         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2517
2518         object = slab->freelist;
2519         slab->freelist = get_freepointer(s, object);
2520         slab->inuse++;
2521
2522         if (!alloc_debug_processing(s, slab, object, orig_size)) {
2523                 remove_partial(n, slab);
2524                 return NULL;
2525         }
2526
2527         if (slab->inuse == slab->objects) {
2528                 remove_partial(n, slab);
2529                 add_full(s, n, slab);
2530         }
2531
2532         return object;
2533 }
2534
2535 /*
2536  * Called only for kmem_cache_debug() caches to allocate from a freshly
2537  * allocated slab. Allocate a single object instead of whole freelist
2538  * and put the slab to the partial (or full) list.
2539  */
2540 static void *alloc_single_from_new_slab(struct kmem_cache *s,
2541                                         struct slab *slab, int orig_size)
2542 {
2543         int nid = slab_nid(slab);
2544         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, nid);
2545         unsigned long flags;
2546         void *object;
2547
2548
2549         object = slab->freelist;
2550         slab->freelist = get_freepointer(s, object);
2551         slab->inuse = 1;
2552
2553         if (!alloc_debug_processing(s, slab, object, orig_size))
2554                 /*
2555                  * It's not really expected that this would fail on a
2556                  * freshly allocated slab, but a concurrent memory
2557                  * corruption in theory could cause that.
2558                  */
2559                 return NULL;
2560
2561         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2562
2563         if (slab->inuse == slab->objects)
2564                 add_full(s, n, slab);
2565         else
2566                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2567
2568         inc_slabs_node(s, nid, slab->objects);
2569         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2570
2571         return object;
2572 }
2573
2574 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2575 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, int drain);
2576 #else
2577 static inline void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2578                                    int drain) { }
2579 #endif
2580 static inline bool pfmemalloc_match(struct slab *slab, gfp_t gfpflags);
2581
2582 /*
2583  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
2584  */
2585 static struct slab *get_partial_node(struct kmem_cache *s,
2586                                      struct kmem_cache_node *n,
2587                                      struct partial_context *pc)
2588 {
2589         struct slab *slab, *slab2, *partial = NULL;
2590         unsigned long flags;
2591         unsigned int partial_slabs = 0;
2592
2593         /*
2594          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
2595          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
2596          * partial slab and there is none available then get_partial()
2597          * will return NULL.
2598          */
2599         if (!n || !n->nr_partial)
2600                 return NULL;
2601
2602         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2603         list_for_each_entry_safe(slab, slab2, &n->partial, slab_list) {
2604                 if (!pfmemalloc_match(slab, pc->flags))
2605                         continue;
2606
2607                 if (IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) || kmem_cache_debug(s)) {
2608                         void *object = alloc_single_from_partial(s, n, slab,
2609                                                         pc->orig_size);
2610                         if (object) {
2611                                 partial = slab;
2612                                 pc->object = object;
2613                                 break;
2614                         }
2615                         continue;
2616                 }
2617
2618                 remove_partial(n, slab);
2619
2620                 if (!partial) {
2621                         partial = slab;
2622                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
2623                 } else {
2624                         put_cpu_partial(s, slab, 0);
2625                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
2626                         partial_slabs++;
2627                 }
2628 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2629                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
2630                         || partial_slabs > s->cpu_partial_slabs / 2)
2631                         break;
2632 #else
2633                 break;
2634 #endif
2635
2636         }
2637         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2638         return partial;
2639 }
2640
2641 /*
2642  * Get a slab from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2643  */
2644 static struct slab *get_any_partial(struct kmem_cache *s,
2645                                     struct partial_context *pc)
2646 {
2647 #ifdef CONFIG_NUMA
2648         struct zonelist *zonelist;
2649         struct zoneref *z;
2650         struct zone *zone;
2651         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(pc->flags);
2652         struct slab *slab;
2653         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2654
2655         /*
2656          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2657          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2658          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2659          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2660          *
2661          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2662          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2663          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2664          * from other nodes and filled up.
2665          *
2666          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2667          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2668          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2669          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2670          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2671          * with available objects.
2672          */
2673         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2674                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2675                 return NULL;
2676
2677         do {
2678                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2679                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), pc->flags);
2680                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2681                         struct kmem_cache_node *n;
2682
2683                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2684
2685                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, pc->flags) &&
2686                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2687                                 slab = get_partial_node(s, n, pc);
2688                                 if (slab) {
2689                                         /*
2690                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2691                                          * here - if mems_allowed was updated in
2692                                          * parallel, that was a harmless race
2693                                          * between allocation and the cpuset
2694                                          * update
2695                                          */
2696                                         return slab;
2697                                 }
2698                         }
2699                 }
2700         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2701 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2702         return NULL;
2703 }
2704
2705 /*
2706  * Get a partial slab, lock it and return it.
2707  */
2708 static struct slab *get_partial(struct kmem_cache *s, int node,
2709                                 struct partial_context *pc)
2710 {
2711         struct slab *slab;
2712         int searchnode = node;
2713
2714         if (node == NUMA_NO_NODE)
2715                 searchnode = numa_mem_id();
2716
2717         slab = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), pc);
2718         if (slab || node != NUMA_NO_NODE)
2719                 return slab;
2720
2721         return get_any_partial(s, pc);
2722 }
2723
2724 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
2725
2726 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2727 /*
2728  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2729  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2730  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2731  */
2732 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2733 #else
2734 /*
2735  * No preemption supported therefore also no need to check for
2736  * different cpus.
2737  */
2738 #define TID_STEP 1
2739 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
2740
2741 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2742 {
2743         return tid + TID_STEP;
2744 }
2745
2746 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2747 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2748 {
2749         return tid % TID_STEP;
2750 }
2751
2752 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2753 {
2754         return tid / TID_STEP;
2755 }
2756 #endif
2757
2758 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2759 {
2760         return cpu;
2761 }
2762
2763 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2764                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2765 {
2766 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2767         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2768
2769         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2770
2771 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2772         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2773                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2774                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2775         else
2776 #endif
2777         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2778                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2779                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2780         else
2781                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2782                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2783 #endif
2784         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2785 }
2786
2787 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2788 {
2789         int cpu;
2790         struct kmem_cache_cpu *c;
2791
2792         for_each_possible_cpu(cpu) {
2793                 c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2794                 local_lock_init(&c->lock);
2795                 c->tid = init_tid(cpu);
2796         }
2797 }
2798
2799 /*
2800  * Finishes removing the cpu slab. Merges cpu's freelist with slab's freelist,
2801  * unfreezes the slabs and puts it on the proper list.
2802  * Assumes the slab has been already safely taken away from kmem_cache_cpu
2803  * by the caller.
2804  */
2805 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2806                             void *freelist)
2807 {
2808         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, slab_nid(slab));
2809         int free_delta = 0;
2810         void *nextfree, *freelist_iter, *freelist_tail;
2811         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2812         unsigned long flags = 0;
2813         struct slab new;
2814         struct slab old;
2815
2816         if (slab->freelist) {
2817                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2818                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2819         }
2820
2821         /*
2822          * Stage one: Count the objects on cpu's freelist as free_delta and
2823          * remember the last object in freelist_tail for later splicing.
2824          */
2825         freelist_tail = NULL;
2826         freelist_iter = freelist;
2827         while (freelist_iter) {
2828                 nextfree = get_freepointer(s, freelist_iter);
2829
2830                 /*
2831                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2832                  * 'freelist_iter' is already corrupted.  So isolate all objects
2833                  * starting at 'freelist_iter' by skipping them.
2834                  */
2835                 if (freelist_corrupted(s, slab, &freelist_iter, nextfree))
2836                         break;
2837
2838                 freelist_tail = freelist_iter;
2839                 free_delta++;
2840
2841                 freelist_iter = nextfree;
2842         }
2843
2844         /*
2845          * Stage two: Unfreeze the slab while splicing the per-cpu
2846          * freelist to the head of slab's freelist.
2847          */
2848         do {
2849                 old.freelist = READ_ONCE(slab->freelist);
2850                 old.counters = READ_ONCE(slab->counters);
2851                 VM_BUG_ON(!old.frozen);
2852
2853                 /* Determine target state of the slab */
2854                 new.counters = old.counters;
2855                 new.frozen = 0;
2856                 if (freelist_tail) {
2857                         new.inuse -= free_delta;
2858                         set_freepointer(s, freelist_tail, old.freelist);
2859                         new.freelist = freelist;
2860                 } else {
2861                         new.freelist = old.freelist;
2862                 }
2863         } while (!slab_update_freelist(s, slab,
2864                 old.freelist, old.counters,
2865                 new.freelist, new.counters,
2866                 "unfreezing slab"));
2867
2868         /*
2869          * Stage three: Manipulate the slab list based on the updated state.
2870          */
2871         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial) {
2872                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2873                 discard_slab(s, slab);
2874                 stat(s, FREE_SLAB);
2875         } else if (new.freelist) {
2876                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2877                 add_partial(n, slab, tail);
2878                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2879                 stat(s, tail);
2880         } else {
2881                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2882         }
2883 }
2884
2885 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2886 static void __put_partials(struct kmem_cache *s, struct slab *partial_slab)
2887 {
2888         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2889         struct slab *slab, *slab_to_discard = NULL;
2890         unsigned long flags = 0;
2891
2892         while (partial_slab) {
2893                 slab = partial_slab;
2894                 partial_slab = slab->next;
2895
2896                 n2 = get_node(s, slab_nid(slab));
2897                 if (n != n2) {
2898                         if (n)
2899                                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2900
2901                         n = n2;
2902                         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2903                 }
2904
2905                 if (unlikely(!slab->inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2906                         slab->next = slab_to_discard;
2907                         slab_to_discard = slab;
2908                 } else {
2909                         add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2910                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2911                 }
2912         }
2913
2914         if (n)
2915                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2916
2917         while (slab_to_discard) {
2918                 slab = slab_to_discard;
2919                 slab_to_discard = slab_to_discard->next;
2920
2921                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2922                 discard_slab(s, slab);
2923                 stat(s, FREE_SLAB);
2924         }
2925 }
2926
2927 /*
2928  * Put all the cpu partial slabs to the node partial list.
2929  */
2930 static void put_partials(struct kmem_cache *s)
2931 {
2932         struct slab *partial_slab;
2933         unsigned long flags;
2934
2935         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
2936         partial_slab = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2937         this_cpu_write(s->cpu_slab->partial, NULL);
2938         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2939
2940         if (partial_slab)
2941                 __put_partials(s, partial_slab);
2942 }
2943
2944 static void put_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
2945                              struct kmem_cache_cpu *c)
2946 {
2947         struct slab *partial_slab;
2948
2949         partial_slab = slub_percpu_partial(c);
2950         c->partial = NULL;
2951
2952         if (partial_slab)
2953                 __put_partials(s, partial_slab);
2954 }
2955
2956 /*
2957  * Put a slab into a partial slab slot if available.
2958  *
2959  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2960  * per node partial list.
2961  */
2962 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, int drain)
2963 {
2964         struct slab *oldslab;
2965         struct slab *slab_to_put = NULL;
2966         unsigned long flags;
2967         int slabs = 0;
2968
2969         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
2970
2971         oldslab = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2972
2973         if (oldslab) {
2974                 if (drain && oldslab->slabs >= s->cpu_partial_slabs) {
2975                         /*
2976                          * Partial array is full. Move the existing set to the
2977                          * per node partial list. Postpone the actual unfreezing
2978                          * outside of the critical section.
2979                          */
2980                         slab_to_put = oldslab;
2981                         oldslab = NULL;
2982                 } else {
2983                         slabs = oldslab->slabs;
2984                 }
2985         }
2986
2987         slabs++;
2988
2989         slab->slabs = slabs;
2990         slab->next = oldslab;
2991
2992         this_cpu_write(s->cpu_slab->partial, slab);
2993
2994         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2995
2996         if (slab_to_put) {
2997                 __put_partials(s, slab_to_put);
2998                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2999         }
3000 }
3001
3002 #else   /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
3003
3004 static inline void put_partials(struct kmem_cache *s) { }
3005 static inline void put_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
3006                                     struct kmem_cache_cpu *c) { }
3007
3008 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
3009
3010 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
3011 {
3012         unsigned long flags;
3013         struct slab *slab;
3014         void *freelist;
3015
3016         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3017
3018         slab = c->slab;
3019         freelist = c->freelist;
3020
3021         c->slab = NULL;
3022         c->freelist = NULL;
3023         c->tid = next_tid(c->tid);
3024
3025         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3026
3027         if (slab) {
3028                 deactivate_slab(s, slab, freelist);
3029                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3030         }
3031 }
3032
3033 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
3034 {
3035         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
3036         void *freelist = c->freelist;
3037         struct slab *slab = c->slab;
3038
3039         c->slab = NULL;
3040         c->freelist = NULL;
3041         c->tid = next_tid(c->tid);
3042
3043         if (slab) {
3044                 deactivate_slab(s, slab, freelist);
3045                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3046         }
3047
3048         put_partials_cpu(s, c);
3049 }
3050
3051 struct slub_flush_work {
3052         struct work_struct work;
3053         struct kmem_cache *s;
3054         bool skip;
3055 };
3056
3057 /*
3058  * Flush cpu slab.
3059  *
3060  * Called from CPU work handler with migration disabled.
3061  */
3062 static void flush_cpu_slab(struct work_struct *w)
3063 {
3064         struct kmem_cache *s;
3065         struct kmem_cache_cpu *c;
3066         struct slub_flush_work *sfw;
3067
3068         sfw = container_of(w, struct slub_flush_work, work);
3069
3070         s = sfw->s;
3071         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3072
3073         if (c->slab)
3074                 flush_slab(s, c);
3075
3076         put_partials(s);
3077 }
3078
3079 static bool has_cpu_slab(int cpu, struct kmem_cache *s)
3080 {
3081         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
3082
3083         return c->slab || slub_percpu_partial(c);
3084 }
3085
3086 static DEFINE_MUTEX(flush_lock);
3087 static DEFINE_PER_CPU(struct slub_flush_work, slub_flush);
3088
3089 static void flush_all_cpus_locked(struct kmem_cache *s)
3090 {
3091         struct slub_flush_work *sfw;
3092         unsigned int cpu;
3093
3094         lockdep_assert_cpus_held();
3095         mutex_lock(&flush_lock);
3096
3097         for_each_online_cpu(cpu) {
3098                 sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
3099                 if (!has_cpu_slab(cpu, s)) {
3100                         sfw->skip = true;
3101                         continue;
3102                 }
3103                 INIT_WORK(&sfw->work, flush_cpu_slab);
3104                 sfw->skip = false;
3105                 sfw->s = s;
3106                 queue_work_on(cpu, flushwq, &sfw->work);
3107         }
3108
3109         for_each_online_cpu(cpu) {
3110                 sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
3111                 if (sfw->skip)
3112                         continue;
3113                 flush_work(&sfw->work);
3114         }
3115
3116         mutex_unlock(&flush_lock);
3117 }
3118
3119 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
3120 {
3121         cpus_read_lock();
3122         flush_all_cpus_locked(s);
3123         cpus_read_unlock();
3124 }
3125
3126 /*
3127  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3128  * necessary.
3129  */
3130 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
3131 {
3132         struct kmem_cache *s;
3133
3134         mutex_lock(&slab_mutex);
3135         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3136                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
3137         mutex_unlock(&slab_mutex);
3138         return 0;
3139 }
3140
3141 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
3142 static inline void flush_all_cpus_locked(struct kmem_cache *s) { }
3143 static inline void flush_all(struct kmem_cache *s) { }
3144 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu) { }
3145 static inline int slub_cpu_dead(unsigned int cpu) { return 0; }
3146 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
3147
3148 /*
3149  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
3150  * locality expectations.
3151  */
3152 static inline int node_match(struct slab *slab, int node)
3153 {
3154 #ifdef CONFIG_NUMA
3155         if (node != NUMA_NO_NODE && slab_nid(slab) != node)
3156                 return 0;
3157 #endif
3158         return 1;
3159 }
3160
3161 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3162 static int count_free(struct slab *slab)
3163 {
3164         return slab->objects - slab->inuse;
3165 }
3166
3167 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
3168 {
3169         return atomic_long_read(&n->total_objects);
3170 }
3171
3172 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
3173 static inline bool free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
3174         struct slab *slab, void *head, void *tail, int *bulk_cnt,
3175         unsigned long addr, depot_stack_handle_t handle)
3176 {
3177         bool checks_ok = false;
3178         void *object = head;
3179         int cnt = 0;
3180
3181         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
3182                 if (!check_slab(s, slab))
3183                         goto out;
3184         }
3185
3186         if (slab->inuse < *bulk_cnt) {
3187                 slab_err(s, slab, "Slab has %d allocated objects but %d are to be freed\n",
3188                          slab->inuse, *bulk_cnt);
3189                 goto out;
3190         }
3191
3192 next_object:
3193
3194         if (++cnt > *bulk_cnt)
3195                 goto out_cnt;
3196
3197         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
3198                 if (!free_consistency_checks(s, slab, object, addr))
3199                         goto out;
3200         }
3201
3202         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3203                 set_track_update(s, object, TRACK_FREE, addr, handle);
3204         trace(s, slab, object, 0);
3205         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
3206         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
3207
3208         /* Reached end of constructed freelist yet? */
3209         if (object != tail) {
3210                 object = get_freepointer(s, object);
3211                 goto next_object;
3212         }
3213         checks_ok = true;
3214
3215 out_cnt:
3216         if (cnt != *bulk_cnt) {
3217                 slab_err(s, slab, "Bulk free expected %d objects but found %d\n",
3218                          *bulk_cnt, cnt);
3219                 *bulk_cnt = cnt;
3220         }
3221
3222 out:
3223
3224         if (!checks_ok)
3225                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
3226
3227         return checks_ok;
3228 }
3229 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
3230
3231 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(SLAB_SUPPORTS_SYSFS)
3232 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
3233                                         int (*get_count)(struct slab *))
3234 {
3235         unsigned long flags;
3236         unsigned long x = 0;
3237         struct slab *slab;
3238
3239         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3240         list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
3241                 x += get_count(slab);
3242         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3243         return x;
3244 }
3245 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || SLAB_SUPPORTS_SYSFS */
3246
3247 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3248 static noinline void
3249 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
3250 {
3251         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
3252                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
3253         int node;
3254         struct kmem_cache_node *n;
3255
3256         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
3257                 return;
3258
3259         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
3260                 nid, gfpflags, &gfpflags);
3261         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
3262                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
3263                 oo_order(s->min));
3264
3265         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
3266                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
3267                         s->name);
3268
3269         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3270                 unsigned long nr_slabs;
3271                 unsigned long nr_objs;
3272                 unsigned long nr_free;
3273
3274                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
3275                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
3276                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
3277
3278                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
3279                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
3280         }
3281 }
3282 #else /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
3283 static inline void
3284 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid) { }
3285 #endif
3286
3287 static inline bool pfmemalloc_match(struct slab *slab, gfp_t gfpflags)
3288 {
3289         if (unlikely(slab_test_pfmemalloc(slab)))
3290                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
3291
3292         return true;
3293 }
3294
3295 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
3296 static inline bool
3297 __update_cpu_freelist_fast(struct kmem_cache *s,
3298                            void *freelist_old, void *freelist_new,
3299                            unsigned long tid)
3300 {
3301         freelist_aba_t old = { .freelist = freelist_old, .counter = tid };
3302         freelist_aba_t new = { .freelist = freelist_new, .counter = next_tid(tid) };
3303
3304         return this_cpu_try_cmpxchg_freelist(s->cpu_slab->freelist_tid.full,
3305                                              &old.full, new.full);
3306 }
3307
3308 /*
3309  * Check the slab->freelist and either transfer the freelist to the
3310  * per cpu freelist or deactivate the slab.
3311  *
3312  * The slab is still frozen if the return value is not NULL.
3313  *
3314  * If this function returns NULL then the slab has been unfrozen.
3315  */
3316 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
3317 {
3318         struct slab new;
3319         unsigned long counters;
3320         void *freelist;
3321
3322         lockdep_assert_held(this_cpu_ptr(&s->cpu_slab->lock));
3323
3324         do {
3325                 freelist = slab->freelist;
3326                 counters = slab->counters;
3327
3328                 new.counters = counters;
3329                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
3330
3331                 new.inuse = slab->objects;
3332                 new.frozen = freelist != NULL;
3333
3334         } while (!__slab_update_freelist(s, slab,
3335                 freelist, counters,
3336                 NULL, new.counters,
3337                 "get_freelist"));
3338
3339         return freelist;
3340 }
3341
3342 /*
3343  * Freeze the partial slab and return the pointer to the freelist.
3344  */
3345 static inline void *freeze_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
3346 {
3347         struct slab new;
3348         unsigned long counters;
3349         void *freelist;
3350
3351         do {
3352                 freelist = slab->freelist;
3353                 counters = slab->counters;
3354
3355                 new.counters = counters;
3356                 VM_BUG_ON(new.frozen);
3357
3358                 new.inuse = slab->objects;
3359                 new.frozen = 1;
3360
3361         } while (!slab_update_freelist(s, slab,
3362                 freelist, counters,
3363                 NULL, new.counters,
3364                 "freeze_slab"));
3365
3366         return freelist;
3367 }
3368
3369 /*
3370  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
3371  * debugging duties.
3372  *
3373  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
3374  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
3375  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
3376  *
3377  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
3378  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
3379  * rest of the freelist to the lockless freelist.
3380  *
3381  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
3382  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
3383  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
3384  *
3385  * Version of __slab_alloc to use when we know that preemption is
3386  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
3387  */
3388 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
3389                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c, unsigned int orig_size)
3390 {
3391         void *freelist;
3392         struct slab *slab;
3393         unsigned long flags;
3394         struct partial_context pc;
3395
3396         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
3397
3398 reread_slab:
3399
3400         slab = READ_ONCE(c->slab);
3401         if (!slab) {
3402                 /*
3403                  * if the node is not online or has no normal memory, just
3404                  * ignore the node constraint
3405                  */
3406                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
3407                              !node_isset(node, slab_nodes)))
3408                         node = NUMA_NO_NODE;
3409                 goto new_slab;
3410         }
3411
3412         if (unlikely(!node_match(slab, node))) {
3413                 /*
3414                  * same as above but node_match() being false already
3415                  * implies node != NUMA_NO_NODE
3416                  */
3417                 if (!node_isset(node, slab_nodes)) {
3418                         node = NUMA_NO_NODE;
3419                 } else {
3420                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
3421                         goto deactivate_slab;
3422                 }
3423         }
3424
3425         /*
3426          * By rights, we should be searching for a slab page that was
3427          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
3428          * information when the page leaves the per-cpu allocator
3429          */
3430         if (unlikely(!pfmemalloc_match(slab, gfpflags)))
3431                 goto deactivate_slab;
3432
3433         /* must check again c->slab in case we got preempted and it changed */
3434         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3435         if (unlikely(slab != c->slab)) {
3436                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3437                 goto reread_slab;
3438         }
3439         freelist = c->freelist;
3440         if (freelist)
3441                 goto load_freelist;
3442
3443         freelist = get_freelist(s, slab);
3444
3445         if (!freelist) {
3446                 c->slab = NULL;
3447                 c->tid = next_tid(c->tid);
3448                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3449                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
3450                 goto new_slab;
3451         }
3452
3453         stat(s, ALLOC_REFILL);
3454
3455 load_freelist:
3456
3457         lockdep_assert_held(this_cpu_ptr(&s->cpu_slab->lock));
3458
3459         /*
3460          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
3461          * slab is pointing to the slab from which the objects are obtained.
3462          * That slab must be frozen for per cpu allocations to work.
3463          */
3464         VM_BUG_ON(!c->slab->frozen);
3465         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
3466         c->tid = next_tid(c->tid);
3467         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3468         return freelist;
3469
3470 deactivate_slab:
3471
3472         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3473         if (slab != c->slab) {
3474                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3475                 goto reread_slab;
3476         }
3477         freelist = c->freelist;
3478         c->slab = NULL;
3479         c->freelist = NULL;
3480         c->tid = next_tid(c->tid);
3481         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3482         deactivate_slab(s, slab, freelist);
3483
3484 new_slab:
3485
3486 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3487         while (slub_percpu_partial(c)) {
3488                 local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3489                 if (unlikely(c->slab)) {
3490                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3491                         goto reread_slab;
3492                 }
3493                 if (unlikely(!slub_percpu_partial(c))) {
3494                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3495                         /* we were preempted and partial list got empty */
3496                         goto new_objects;
3497                 }
3498
3499                 slab = slub_percpu_partial(c);
3500                 slub_set_percpu_partial(c, slab);
3501                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3502                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
3503
3504                 if (unlikely(!node_match(slab, node) ||
3505                              !pfmemalloc_match(slab, gfpflags))) {
3506                         slab->next = NULL;
3507                         __put_partials(s, slab);
3508                         continue;
3509                 }
3510
3511                 freelist = freeze_slab(s, slab);
3512                 goto retry_load_slab;
3513         }
3514 #endif
3515
3516 new_objects:
3517
3518         pc.flags = gfpflags;
3519         pc.orig_size = orig_size;
3520         slab = get_partial(s, node, &pc);
3521         if (slab) {
3522                 if (kmem_cache_debug(s)) {
3523                         freelist = pc.object;
3524                         /*
3525                          * For debug caches here we had to go through
3526                          * alloc_single_from_partial() so just store the
3527                          * tracking info and return the object.
3528                          */
3529                         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3530                                 set_track(s, freelist, TRACK_ALLOC, addr);
3531
3532                         return freelist;
3533                 }
3534
3535                 freelist = freeze_slab(s, slab);
3536                 goto retry_load_slab;
3537         }
3538
3539         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3540         slab = new_slab(s, gfpflags, node);
3541         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3542
3543         if (unlikely(!slab)) {
3544                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
3545                 return NULL;
3546         }
3547
3548         stat(s, ALLOC_SLAB);
3549
3550         if (kmem_cache_debug(s)) {
3551                 freelist = alloc_single_from_new_slab(s, slab, orig_size);
3552
3553                 if (unlikely(!freelist))
3554                         goto new_objects;
3555
3556                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3557                         set_track(s, freelist, TRACK_ALLOC, addr);
3558
3559                 return freelist;
3560         }
3561
3562         /*
3563          * No other reference to the slab yet so we can
3564          * muck around with it freely without cmpxchg
3565          */
3566         freelist = slab->freelist;
3567         slab->freelist = NULL;
3568         slab->inuse = slab->objects;
3569         slab->frozen = 1;
3570
3571         inc_slabs_node(s, slab_nid(slab), slab->objects);
3572
3573         if (unlikely(!pfmemalloc_match(slab, gfpflags))) {
3574                 /*
3575                  * For !pfmemalloc_match() case we don't load freelist so that
3576                  * we don't make further mismatched allocations easier.
3577                  */
3578                 deactivate_slab(s, slab, get_freepointer(s, freelist));
3579                 return freelist;
3580         }
3581
3582 retry_load_slab:
3583
3584         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3585         if (unlikely(c->slab)) {
3586                 void *flush_freelist = c->freelist;
3587                 struct slab *flush_slab = c->slab;
3588
3589                 c->slab = NULL;
3590                 c->freelist = NULL;
3591                 c->tid = next_tid(c->tid);
3592
3593                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3594
3595                 deactivate_slab(s, flush_slab, flush_freelist);
3596
3597                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3598
3599                 goto retry_load_slab;
3600         }
3601         c->slab = slab;
3602
3603         goto load_freelist;
3604 }
3605
3606 /*
3607  * A wrapper for ___slab_alloc() for contexts where preemption is not yet
3608  * disabled. Compensates for possible cpu changes by refetching the per cpu area
3609  * pointer.
3610  */
3611 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
3612                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c, unsigned int orig_size)
3613 {
3614         void *p;
3615
3616 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3617         /*
3618          * We may have been preempted and rescheduled on a different
3619          * cpu before disabling preemption. Need to reload cpu area
3620          * pointer.
3621          */
3622         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3623 #endif
3624
3625         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c, orig_size);
3626 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3627         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3628 #endif
3629         return p;
3630 }
3631
3632 static __always_inline void *__slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
3633                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3634 {
3635         struct kmem_cache_cpu *c;
3636         struct slab *slab;
3637         unsigned long tid;
3638         void *object;
3639
3640 redo:
3641         /*
3642          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
3643          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
3644          * reading from one cpu area. That does not matter as long
3645          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
3646          *
3647          * We must guarantee that tid and kmem_cache_cpu are retrieved on the
3648          * same cpu. We read first the kmem_cache_cpu pointer and use it to read
3649          * the tid. If we are preempted and switched to another cpu between the
3650          * two reads, it's OK as the two are still associated with the same cpu
3651          * and cmpxchg later will validate the cpu.
3652          */
3653         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3654         tid = READ_ONCE(c->tid);
3655
3656         /*
3657          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
3658          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
3659          * on c to guarantee that object and slab associated with previous tid
3660          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
3661          * slab could be one associated with next tid and our alloc/free
3662          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
3663          */
3664         barrier();
3665
3666         /*
3667          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
3668          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
3669          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
3670          * linked list in between.
3671          */
3672
3673         object = c->freelist;
3674         slab = c->slab;
3675
3676         if (!USE_LOCKLESS_FAST_PATH() ||
3677             unlikely(!object || !slab || !node_match(slab, node))) {
3678                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c, orig_size);
3679         } else {
3680                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
3681
3682                 /*
3683                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
3684                  * operation and if we are on the right processor.
3685                  *
3686                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
3687                  * semantics!)
3688                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
3689                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
3690                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
3691                  *
3692                  * Since this is without lock semantics the protection is only
3693                  * against code executing on this cpu *not* from access by
3694                  * other cpus.
3695                  */
3696                 if (unlikely(!__update_cpu_freelist_fast(s, object, next_object, tid))) {
3697                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
3698                         goto redo;
3699                 }
3700                 prefetch_freepointer(s, next_object);
3701                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
3702         }
3703
3704         return object;
3705 }
3706 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
3707 static void *__slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
3708                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3709 {
3710         struct partial_context pc;
3711         struct slab *slab;
3712         void *object;
3713
3714         pc.flags = gfpflags;
3715         pc.orig_size = orig_size;
3716         slab = get_partial(s, node, &pc);
3717
3718         if (slab)
3719                 return pc.object;
3720
3721         slab = new_slab(s, gfpflags, node);
3722         if (unlikely(!slab)) {
3723                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
3724                 return NULL;
3725         }
3726
3727         object = alloc_single_from_new_slab(s, slab, orig_size);
3728
3729         return object;
3730 }
3731 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
3732
3733 /*
3734  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
3735  * zeroing out freelist pointer.
3736  */
3737 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
3738                                                    void *obj)
3739 {
3740         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj)
3741                 memset((void *)((char *)kasan_reset_tag(obj) + s->offset),
3742                         0, sizeof(void *));
3743 }
3744
3745 noinline int should_failslab(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
3746 {
3747         if (__should_failslab(s, gfpflags))
3748                 return -ENOMEM;
3749         return 0;
3750 }
3751 ALLOW_ERROR_INJECTION(should_failslab, ERRNO);
3752
3753 static __fastpath_inline
3754 struct kmem_cache *slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
3755                                        struct list_lru *lru,
3756                                        struct obj_cgroup **objcgp,
3757                                        size_t size, gfp_t flags)
3758 {
3759         flags &= gfp_allowed_mask;
3760
3761         might_alloc(flags);
3762
3763         if (unlikely(should_failslab(s, flags)))
3764                 return NULL;
3765
3766         if (unlikely(!memcg_slab_pre_alloc_hook(s, lru, objcgp, size, flags)))
3767                 return NULL;
3768
3769         return s;
3770 }
3771
3772 static __fastpath_inline
3773 void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, struct obj_cgroup *objcg,
3774                           gfp_t flags, size_t size, void **p, bool init,
3775                           unsigned int orig_size)
3776 {
3777         unsigned int zero_size = s->object_size;
3778         bool kasan_init = init;
3779         size_t i;
3780         gfp_t init_flags = flags & gfp_allowed_mask;
3781
3782         /*
3783          * For kmalloc object, the allocated memory size(object_size) is likely
3784          * larger than the requested size(orig_size). If redzone check is
3785          * enabled for the extra space, don't zero it, as it will be redzoned
3786          * soon. The redzone operation for this extra space could be seen as a
3787          * replacement of current poisoning under certain debug option, and
3788          * won't break other sanity checks.
3789          */
3790         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER | SLAB_RED_ZONE) &&
3791             (s->flags & SLAB_KMALLOC))
3792                 zero_size = orig_size;
3793
3794         /*
3795          * When slub_debug is enabled, avoid memory initialization integrated
3796          * into KASAN and instead zero out the memory via the memset below with
3797          * the proper size. Otherwise, KASAN might overwrite SLUB redzones and
3798          * cause false-positive reports. This does not lead to a performance
3799          * penalty on production builds, as slub_debug is not intended to be
3800          * enabled there.
3801          */
3802         if (__slub_debug_enabled())
3803                 kasan_init = false;
3804
3805         /*
3806          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
3807          * kasan_slab_alloc and initialization memset must be
3808          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
3809          *
3810          * As p[i] might get tagged, memset and kmemleak hook come after KASAN.
3811          */
3812         for (i = 0; i < size; i++) {
3813                 p[i] = kasan_slab_alloc(s, p[i], init_flags, kasan_init);
3814                 if (p[i] && init && (!kasan_init ||
3815                                      !kasan_has_integrated_init()))
3816                         memset(p[i], 0, zero_size);
3817                 kmemleak_alloc_recursive(p[i], s->object_size, 1,
3818                                          s->flags, init_flags);
3819                 kmsan_slab_alloc(s, p[i], init_flags);
3820         }
3821
3822         memcg_slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p);
3823 }
3824
3825 /*
3826  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
3827  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
3828  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
3829  *
3830  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
3831  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
3832  *
3833  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
3834  */
3835 static __fastpath_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3836                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3837 {
3838         void *object;
3839         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3840         bool init = false;
3841
3842         s = slab_pre_alloc_hook(s, lru, &objcg, 1, gfpflags);
3843         if (unlikely(!s))
3844                 return NULL;
3845
3846         object = kfence_alloc(s, orig_size, gfpflags);
3847         if (unlikely(object))
3848                 goto out;
3849
3850         object = __slab_alloc_node(s, gfpflags, node, addr, orig_size);
3851
3852         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
3853         init = slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s);
3854
3855 out:
3856         /*
3857          * When init equals 'true', like for kzalloc() family, only
3858          * @orig_size bytes might be zeroed instead of s->object_size
3859          */
3860         slab_post_alloc_hook(s, objcg, gfpflags, 1, &object, init, orig_size);
3861
3862         return object;
3863 }
3864
3865 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
3866 {
3867         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_,
3868                                     s->object_size);
3869
3870         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
3871
3872         return ret;
3873 }
3874 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3875
3876 void *kmem_cache_alloc_lru(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3877                            gfp_t gfpflags)
3878 {
3879         void *ret = slab_alloc_node(s, lru, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_,
3880                                     s->object_size);
3881
3882         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
3883
3884         return ret;
3885 }
3886 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_lru);
3887
3888 /**
3889  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3890  * @s: The cache to allocate from.
3891  * @gfpflags: See kmalloc().
3892  * @node: node number of the target node.
3893  *
3894  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3895  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3896  *
3897  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3898  *
3899  * Return: pointer to the new object or %NULL in case of error
3900  */
3901 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
3902 {
3903         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, _RET_IP_, s->object_size);
3904
3905         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, node);
3906
3907         return ret;
3908 }
3909 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3910
3911 /*
3912  * To avoid unnecessary overhead, we pass through large allocation requests
3913  * directly to the page allocator. We use __GFP_COMP, because we will need to
3914  * know the allocation order to free the pages properly in kfree.
3915  */
3916 static void *__kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3917 {
3918         struct folio *folio;
3919         void *ptr = NULL;
3920         unsigned int order = get_order(size);
3921
3922         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
3923                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
3924
3925         flags |= __GFP_COMP;
3926         folio = (struct folio *)alloc_pages_node(node, flags, order);
3927         if (folio) {
3928                 ptr = folio_address(folio);
3929                 lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3930                                       PAGE_SIZE << order);
3931         }
3932
3933         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
3934         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
3935         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3936         kmsan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
3937
3938         return ptr;
3939 }
3940
3941 void *kmalloc_large(size_t size, gfp_t flags)
3942 {
3943         void *ret = __kmalloc_large_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
3944
3945         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3946                       flags, NUMA_NO_NODE);
3947         return ret;
3948 }
3949 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_large);
3950
3951 void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3952 {
3953         void *ret = __kmalloc_large_node(size, flags, node);
3954
3955         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3956                       flags, node);
3957         return ret;
3958 }
3959 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_large_node);
3960
3961 static __always_inline
3962 void *__do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node,
3963                         unsigned long caller)
3964 {
3965         struct kmem_cache *s;
3966         void *ret;
3967
3968         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3969                 ret = __kmalloc_large_node(size, flags, node);
3970                 trace_kmalloc(caller, ret, size,
3971                               PAGE_SIZE << get_order(size), flags, node);
3972                 return ret;
3973         }
3974
3975         if (unlikely(!size))
3976                 return ZERO_SIZE_PTR;
3977
3978         s = kmalloc_slab(size, flags, caller);
3979
3980         ret = slab_alloc_node(s, NULL, flags, node, caller, size);
3981         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3982         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, flags, node);
3983         return ret;
3984 }
3985
3986 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3987 {
3988         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3989 }
3990 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3991
3992 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3993 {
3994         return __do_kmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
3995 }
3996 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3997
3998 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3999                                   int node, unsigned long caller)
4000 {
4001         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
4002 }
4003 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
4004
4005 void *kmalloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
4006 {
4007         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, NUMA_NO_NODE,
4008                                             _RET_IP_, size);
4009
4010         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
4011
4012         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
4013         return ret;
4014 }
4015 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_trace);
4016
4017 void *kmalloc_node_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
4018                          int node, size_t size)
4019 {
4020         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, _RET_IP_, size);
4021
4022         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4023
4024         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
4025         return ret;
4026 }
4027 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node_trace);
4028
4029 static noinline void free_to_partial_list(
4030         struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
4031         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
4032         unsigned long addr)
4033 {
4034         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, slab_nid(slab));
4035         struct slab *slab_free = NULL;
4036         int cnt = bulk_cnt;
4037         unsigned long flags;
4038         depot_stack_handle_t handle = 0;
4039
4040         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
4041                 handle = set_track_prepare();
4042
4043         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4044
4045         if (free_debug_processing(s, slab, head, tail, &cnt, addr, handle)) {
4046                 void *prior = slab->freelist;
4047
4048                 /* Perform the actual freeing while we still hold the locks */
4049                 slab->inuse -= cnt;
4050                 set_freepointer(s, tail, prior);
4051                 slab->freelist = head;
4052
4053                 /*
4054                  * If the slab is empty, and node's partial list is full,
4055                  * it should be discarded anyway no matter it's on full or
4056                  * partial list.
4057                  */
4058                 if (slab->inuse == 0 && n->nr_partial >= s->min_partial)
4059                         slab_free = slab;
4060
4061                 if (!prior) {
4062                         /* was on full list */
4063                         remove_full(s, n, slab);
4064                         if (!slab_free) {
4065                                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
4066                                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
4067                         }
4068                 } else if (slab_free) {
4069                         remove_partial(n, slab);
4070                         stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
4071                 }
4072         }
4073
4074         if (slab_free) {
4075                 /*
4076                  * Update the counters while still holding n->list_lock to
4077                  * prevent spurious validation warnings
4078                  */
4079                 dec_slabs_node(s, slab_nid(slab_free), slab_free->objects);
4080         }
4081
4082         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4083
4084         if (slab_free) {
4085                 stat(s, FREE_SLAB);
4086                 free_slab(s, slab_free);
4087         }
4088 }
4089
4090 /*
4091  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
4092  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
4093  *
4094  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
4095  * lock and free the item. If there is no additional partial slab
4096  * handling required then we can return immediately.
4097  */
4098 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
4099                         void *head, void *tail, int cnt,
4100                         unsigned long addr)
4101
4102 {
4103         void *prior;
4104         int was_frozen;
4105         struct slab new;
4106         unsigned long counters;
4107         struct kmem_cache_node *n = NULL;
4108         unsigned long flags;
4109         bool on_node_partial;
4110
4111         stat(s, FREE_SLOWPATH);
4112
4113         if (IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) || kmem_cache_debug(s)) {
4114                 free_to_partial_list(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4115                 return;
4116         }
4117
4118         do {
4119                 if (unlikely(n)) {
4120                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4121                         n = NULL;
4122                 }
4123                 prior = slab->freelist;
4124                 counters = slab->counters;
4125                 set_freepointer(s, tail, prior);
4126                 new.counters = counters;
4127                 was_frozen = new.frozen;
4128                 new.inuse -= cnt;
4129                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
4130                         /* Needs to be taken off a list */
4131                         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) || prior) {
4132
4133                                 n = get_node(s, slab_nid(slab));
4134                                 /*
4135                                  * Speculatively acquire the list_lock.
4136                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
4137                                  * drop the list_lock without any processing.
4138                                  *
4139                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
4140                                  * other processors updating the list of slabs.
4141                                  */
4142                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4143
4144                                 on_node_partial = slab_test_node_partial(slab);
4145                         }
4146                 }
4147
4148         } while (!slab_update_freelist(s, slab,
4149                 prior, counters,
4150                 head, new.counters,
4151                 "__slab_free"));
4152
4153         if (likely(!n)) {
4154
4155                 if (likely(was_frozen)) {
4156                         /*
4157                          * The list lock was not taken therefore no list
4158                          * activity can be necessary.
4159                          */
4160                         stat(s, FREE_FROZEN);
4161                 } else if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
4162                         /*
4163                          * If we started with a full slab then put it onto the
4164                          * per cpu partial list.
4165                          */
4166                         put_cpu_partial(s, slab, 1);
4167                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
4168                 }
4169
4170                 return;
4171         }
4172
4173         /*
4174          * This slab was partially empty but not on the per-node partial list,
4175          * in which case we shouldn't manipulate its list, just return.
4176          */
4177         if (prior && !on_node_partial) {
4178                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4179                 return;
4180         }
4181
4182         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
4183                 goto slab_empty;
4184
4185         /*
4186          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
4187          * then add it.
4188          */
4189         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
4190                 remove_full(s, n, slab);
4191                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
4192                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
4193         }
4194         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4195         return;
4196
4197 slab_empty:
4198         if (prior) {
4199                 /*
4200                  * Slab on the partial list.
4201                  */
4202                 remove_partial(n, slab);
4203                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
4204         } else {
4205                 /* Slab must be on the full list */
4206                 remove_full(s, n, slab);
4207         }
4208
4209         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4210         stat(s, FREE_SLAB);
4211         discard_slab(s, slab);
4212 }
4213
4214 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4215 /*
4216  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
4217  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
4218  *
4219  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
4220  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
4221  * the item before.
4222  *
4223  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
4224  * with all sorts of special processing.
4225  *
4226  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
4227  * same slab) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
4228  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
4229  */
4230 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
4231                                 struct slab *slab, void *head, void *tail,
4232                                 int cnt, unsigned long addr)
4233 {
4234         struct kmem_cache_cpu *c;
4235         unsigned long tid;
4236         void **freelist;
4237
4238 redo:
4239         /*
4240          * Determine the currently cpus per cpu slab.
4241          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
4242          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
4243          * during the cmpxchg then the free will succeed.
4244          */
4245         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4246         tid = READ_ONCE(c->tid);
4247
4248         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
4249         barrier();
4250
4251         if (unlikely(slab != c->slab)) {
4252                 __slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4253                 return;
4254         }
4255
4256         if (USE_LOCKLESS_FAST_PATH()) {
4257                 freelist = READ_ONCE(c->freelist);
4258
4259                 set_freepointer(s, tail, freelist);
4260
4261                 if (unlikely(!__update_cpu_freelist_fast(s, freelist, head, tid))) {
4262                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
4263                         goto redo;
4264                 }
4265         } else {
4266                 /* Update the free list under the local lock */
4267                 local_lock(&s->cpu_slab->lock);
4268                 c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4269                 if (unlikely(slab != c->slab)) {
4270                         local_unlock(&s->cpu_slab->lock);
4271                         goto redo;
4272                 }
4273                 tid = c->tid;
4274                 freelist = c->freelist;
4275
4276                 set_freepointer(s, tail, freelist);
4277                 c->freelist = head;
4278                 c->tid = next_tid(tid);
4279
4280                 local_unlock(&s->cpu_slab->lock);
4281         }
4282         stat_add(s, FREE_FASTPATH, cnt);
4283 }
4284 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
4285 static void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
4286                                 struct slab *slab, void *head, void *tail,
4287                                 int cnt, unsigned long addr)
4288 {
4289         __slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4290 }
4291 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4292
4293 static __fastpath_inline
4294 void slab_free(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *object,
4295                unsigned long addr)
4296 {
4297         memcg_slab_free_hook(s, slab, &object, 1);
4298
4299         if (likely(slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s))))
4300                 do_slab_free(s, slab, object, object, 1, addr);
4301 }
4302
4303 static __fastpath_inline
4304 void slab_free_bulk(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *head,
4305                     void *tail, void **p, int cnt, unsigned long addr)
4306 {
4307         memcg_slab_free_hook(s, slab, p, cnt);
4308         /*
4309          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
4310          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
4311          */
4312         if (likely(slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail, &cnt)))
4313                 do_slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4314 }
4315
4316 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
4317 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
4318 {
4319         do_slab_free(cache, virt_to_slab(x), x, x, 1, addr);
4320 }
4321 #endif
4322
4323 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
4324 {
4325         struct slab *slab;
4326
4327         slab = virt_to_slab(obj);
4328         if (WARN_ONCE(!slab, "%s: Object is not a Slab page!\n", __func__))
4329                 return NULL;
4330         return slab->slab_cache;
4331 }
4332
4333 static inline struct kmem_cache *cache_from_obj(struct kmem_cache *s, void *x)
4334 {
4335         struct kmem_cache *cachep;
4336
4337         if (!IS_ENABLED(CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED) &&
4338             !kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS))
4339                 return s;
4340
4341         cachep = virt_to_cache(x);
4342         if (WARN(cachep && cachep != s,
4343                  "%s: Wrong slab cache. %s but object is from %s\n",
4344                  __func__, s->name, cachep->name))
4345                 print_tracking(cachep, x);
4346         return cachep;
4347 }
4348
4349 /**
4350  * kmem_cache_free - Deallocate an object
4351  * @s: The cache the allocation was from.
4352  * @x: The previously allocated object.
4353  *
4354  * Free an object which was previously allocated from this
4355  * cache.
4356  */
4357 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
4358 {
4359         s = cache_from_obj(s, x);
4360         if (!s)
4361                 return;
4362         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x, s);
4363         slab_free(s, virt_to_slab(x), x, _RET_IP_);
4364 }
4365 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
4366
4367 static void free_large_kmalloc(struct folio *folio, void *object)
4368 {
4369         unsigned int order = folio_order(folio);
4370
4371         if (WARN_ON_ONCE(order == 0))
4372                 pr_warn_once("object pointer: 0x%p\n", object);
4373
4374         kmemleak_free(object);
4375         kasan_kfree_large(object);
4376         kmsan_kfree_large(object);
4377
4378         lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4379                               -(PAGE_SIZE << order));
4380         folio_put(folio);
4381 }
4382
4383 /**
4384  * kfree - free previously allocated memory
4385  * @object: pointer returned by kmalloc() or kmem_cache_alloc()
4386  *
4387  * If @object is NULL, no operation is performed.
4388  */
4389 void kfree(const void *object)
4390 {
4391         struct folio *folio;
4392         struct slab *slab;
4393         struct kmem_cache *s;
4394         void *x = (void *)object;
4395
4396         trace_kfree(_RET_IP_, object);
4397
4398         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(object)))
4399                 return;
4400
4401         folio = virt_to_folio(object);
4402         if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
4403                 free_large_kmalloc(folio, (void *)object);
4404                 return;
4405         }
4406
4407         slab = folio_slab(folio);
4408         s = slab->slab_cache;
4409         slab_free(s, slab, x, _RET_IP_);
4410 }
4411 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4412
4413 struct detached_freelist {
4414         struct slab *slab;
4415         void *tail;
4416         void *freelist;
4417         int cnt;
4418         struct kmem_cache *s;
4419 };
4420
4421 /*
4422  * This function progressively scans the array with free objects (with
4423  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
4424  * slab.  It builds a detached freelist directly within the given
4425  * slab/objects.  This can happen without any need for
4426  * synchronization, because the objects are owned by running process.
4427  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
4428  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
4429  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
4430  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
4431  * to performance reasons.
4432  */
4433 static inline
4434 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
4435                             void **p, struct detached_freelist *df)
4436 {
4437         int lookahead = 3;
4438         void *object;
4439         struct folio *folio;
4440         size_t same;
4441
4442         object = p[--size];
4443         folio = virt_to_folio(object);
4444         if (!s) {
4445                 /* Handle kalloc'ed objects */
4446                 if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
4447                         free_large_kmalloc(folio, object);
4448                         df->slab = NULL;
4449                         return size;
4450                 }
4451                 /* Derive kmem_cache from object */
4452                 df->slab = folio_slab(folio);
4453                 df->s = df->slab->slab_cache;
4454         } else {
4455                 df->slab = folio_slab(folio);
4456                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
4457         }
4458
4459         /* Start new detached freelist */
4460         df->tail = object;
4461         df->freelist = object;
4462         df->cnt = 1;
4463
4464         if (is_kfence_address(object))
4465                 return size;
4466
4467         set_freepointer(df->s, object, NULL);
4468
4469         same = size;
4470         while (size) {
4471                 object = p[--size];
4472                 /* df->slab is always set at this point */
4473                 if (df->slab == virt_to_slab(object)) {
4474                         /* Opportunity build freelist */
4475                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
4476                         df->freelist = object;
4477                         df->cnt++;
4478                         same--;
4479                         if (size != same)
4480                                 swap(p[size], p[same]);
4481                         continue;
4482                 }
4483
4484                 /* Limit look ahead search */
4485                 if (!--lookahead)
4486                         break;
4487         }
4488
4489         return same;
4490 }
4491
4492 /*
4493  * Internal bulk free of objects that were not initialised by the post alloc
4494  * hooks and thus should not be processed by the free hooks
4495  */
4496 static void __kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
4497 {
4498         if (!size)
4499                 return;
4500
4501         do {
4502                 struct detached_freelist df;
4503
4504                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
4505                 if (!df.slab)
4506                         continue;
4507
4508                 do_slab_free(df.s, df.slab, df.freelist, df.tail, df.cnt,
4509                              _RET_IP_);
4510         } while (likely(size));
4511 }
4512
4513 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
4514 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
4515 {
4516         if (!size)
4517                 return;
4518
4519         do {
4520                 struct detached_freelist df;
4521
4522                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
4523                 if (!df.slab)
4524                         continue;
4525
4526                 slab_free_bulk(df.s, df.slab, df.freelist, df.tail, &p[size],
4527                                df.cnt, _RET_IP_);
4528         } while (likely(size));
4529 }
4530 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
4531
4532 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4533 static inline
4534 int __kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
4535                             void **p)
4536 {
4537         struct kmem_cache_cpu *c;
4538         unsigned long irqflags;
4539         int i;
4540
4541         /*
4542          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
4543          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
4544          * handlers invoking normal fastpath.
4545          */
4546         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4547         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4548
4549         for (i = 0; i < size; i++) {
4550                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
4551
4552                 if (unlikely(object)) {
4553                         p[i] = object;
4554                         continue;
4555                 }
4556
4557                 object = c->freelist;
4558                 if (unlikely(!object)) {
4559                         /*
4560                          * We may have removed an object from c->freelist using
4561                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
4562                          * c->tid has not been bumped yet.
4563                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
4564                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
4565                          */
4566                         c->tid = next_tid(c->tid);
4567
4568                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4569
4570                         /*
4571                          * Invoking slow path likely have side-effect
4572                          * of re-populating per CPU c->freelist
4573                          */
4574                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
4575                                             _RET_IP_, c, s->object_size);
4576                         if (unlikely(!p[i]))
4577                                 goto error;
4578
4579                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4580                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4581
4582                         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4583
4584                         continue; /* goto for-loop */
4585                 }
4586                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
4587                 p[i] = object;
4588                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4589                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
4590         }
4591         c->tid = next_tid(c->tid);
4592         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4593         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4594
4595         return i;
4596
4597 error:
4598         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4599         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
4600         return 0;
4601
4602 }
4603 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
4604 static int __kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
4605                                    size_t size, void **p)
4606 {
4607         int i;
4608
4609         for (i = 0; i < size; i++) {
4610                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
4611
4612                 if (unlikely(object)) {
4613                         p[i] = object;
4614                         continue;
4615                 }
4616
4617                 p[i] = __slab_alloc_node(s, flags, NUMA_NO_NODE,
4618                                          _RET_IP_, s->object_size);
4619                 if (unlikely(!p[i]))
4620                         goto error;
4621
4622                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4623         }
4624
4625         return i;
4626
4627 error:
4628         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
4629         return 0;
4630 }
4631 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4632
4633 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
4634 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
4635                           void **p)
4636 {
4637         int i;
4638         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
4639
4640         if (!size)
4641                 return 0;
4642
4643         /* memcg and kmem_cache debug support */
4644         s = slab_pre_alloc_hook(s, NULL, &objcg, size, flags);
4645         if (unlikely(!s))
4646                 return 0;
4647
4648         i = __kmem_cache_alloc_bulk(s, flags, size, p);
4649
4650         /*
4651          * memcg and kmem_cache debug support and memory initialization.
4652          * Done outside of the IRQ disabled fastpath loop.
4653          */
4654         if (likely(i != 0)) {
4655                 slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p,
4656                         slab_want_init_on_alloc(flags, s), s->object_size);
4657         } else {
4658                 memcg_slab_alloc_error_hook(s, size, objcg);
4659         }
4660
4661         return i;
4662 }
4663 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
4664
4665
4666 /*
4667  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
4668  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
4669  * get the required alignment by putting one properly sized object after
4670  * another.
4671  *
4672  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
4673  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
4674  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
4675  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
4676  * locking overhead.
4677  */
4678
4679 /*
4680  * Minimum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
4681  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
4682  * and increases the number of allocations possible without having to
4683  * take the list_lock.
4684  */
4685 static unsigned int slub_min_order;
4686 static unsigned int slub_max_order =
4687         IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) ? 1 : PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
4688 static unsigned int slub_min_objects;
4689
4690 /*
4691  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
4692  *
4693  * The order of allocation has significant impact on performance and other
4694  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
4695  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
4696  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
4697  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
4698  * would be wasted.
4699  *
4700  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
4701  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
4702  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
4703  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
4704  *
4705  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
4706  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
4707  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
4708  * of space in favor of a small page order.
4709  *
4710  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
4711  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
4712  * requested a higher minimum order then we start with that one instead of
4713  * the smallest order which will fit the object.
4714  */
4715 static inline unsigned int calc_slab_order(unsigned int size,
4716                 unsigned int min_order, unsigned int max_order,
4717                 unsigned int fract_leftover)
4718 {
4719         unsigned int order;
4720
4721         for (order = min_order; order <= max_order; order++) {
4722
4723                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
4724                 unsigned int rem;
4725
4726                 rem = slab_size % size;
4727
4728                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
4729                         break;
4730         }
4731
4732         return order;
4733 }
4734
4735 static inline int calculate_order(unsigned int size)
4736 {
4737         unsigned int order;
4738         unsigned int min_objects;
4739         unsigned int max_objects;
4740         unsigned int min_order;
4741
4742         min_objects = slub_min_objects;
4743         if (!min_objects) {
4744                 /*
4745                  * Some architectures will only update present cpus when
4746                  * onlining them, so don't trust the number if it's just 1. But
4747                  * we also don't want to use nr_cpu_ids always, as on some other
4748                  * architectures, there can be many possible cpus, but never
4749                  * onlined. Here we compromise between trying to avoid too high
4750                  * order on systems that appear larger than they are, and too
4751                  * low order on systems that appear smaller than they are.
4752                  */
4753                 unsigned int nr_cpus = num_present_cpus();
4754                 if (nr_cpus <= 1)
4755                         nr_cpus = nr_cpu_ids;
4756                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpus) + 1);
4757         }
4758         /* min_objects can't be 0 because get_order(0) is undefined */
4759         max_objects = max(order_objects(slub_max_order, size), 1U);
4760         min_objects = min(min_objects, max_objects);
4761
4762         min_order = max_t(unsigned int, slub_min_order,
4763                           get_order(min_objects * size));
4764         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
4765                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
4766
4767         /*
4768          * Attempt to find best configuration for a slab. This works by first
4769          * attempting to generate a layout with the best possible configuration
4770          * and backing off gradually.
4771          *
4772          * We start with accepting at most 1/16 waste and try to find the
4773          * smallest order from min_objects-derived/slub_min_order up to
4774          * slub_max_order that will satisfy the constraint. Note that increasing
4775          * the order can only result in same or less fractional waste, not more.
4776          *
4777          * If that fails, we increase the acceptable fraction of waste and try
4778          * again. The last iteration with fraction of 1/2 would effectively
4779          * accept any waste and give us the order determined by min_objects, as
4780          * long as at least single object fits within slub_max_order.
4781          */
4782         for (unsigned int fraction = 16; fraction > 1; fraction /= 2) {
4783                 order = calc_slab_order(size, min_order, slub_max_order,
4784                                         fraction);
4785                 if (order <= slub_max_order)
4786                         return order;
4787         }
4788
4789         /*
4790          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
4791          */
4792         order = get_order(size);
4793         if (order <= MAX_PAGE_ORDER)
4794                 return order;
4795         return -ENOSYS;
4796 }
4797
4798 static void
4799 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
4800 {
4801         n->nr_partial = 0;
4802         spin_lock_init(&n->list_lock);
4803         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
4804 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4805         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
4806         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
4807         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
4808 #endif
4809 }
4810
4811 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4812 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
4813 {
4814         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
4815                         NR_KMALLOC_TYPES * KMALLOC_SHIFT_HIGH *
4816                         sizeof(struct kmem_cache_cpu));
4817
4818         /*
4819          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
4820          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
4821          */
4822         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
4823                                      2 * sizeof(void *));
4824
4825         if (!s->cpu_slab)
4826                 return 0;
4827
4828         init_kmem_cache_cpus(s);
4829
4830         return 1;
4831 }
4832 #else
4833 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
4834 {
4835         return 1;
4836 }
4837 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4838
4839 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
4840
4841 /*
4842  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
4843  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
4844  * possible.
4845  *
4846  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
4847  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
4848  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
4849  */
4850 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
4851 {
4852         struct slab *slab;
4853         struct kmem_cache_node *n;
4854
4855         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
4856
4857         slab = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
4858
4859         BUG_ON(!slab);
4860         inc_slabs_node(kmem_cache_node, slab_nid(slab), slab->objects);
4861         if (slab_nid(slab) != node) {
4862                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
4863                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
4864         }
4865
4866         n = slab->freelist;
4867         BUG_ON(!n);
4868 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4869         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
4870         init_tracking(kmem_cache_node, n);
4871 #endif
4872         n = kasan_slab_alloc(kmem_cache_node, n, GFP_KERNEL, false);
4873         slab->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
4874         slab->inuse = 1;
4875         kmem_cache_node->node[node] = n;
4876         init_kmem_cache_node(n);
4877         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, slab->objects);
4878
4879         /*
4880          * No locks need to be taken here as it has just been
4881          * initialized and there is no concurrent access.
4882          */
4883         __add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_HEAD);
4884 }
4885
4886 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
4887 {
4888         int node;
4889         struct kmem_cache_node *n;
4890
4891         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4892                 s->node[node] = NULL;
4893                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4894         }
4895 }
4896
4897 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
4898 {
4899         cache_random_seq_destroy(s);
4900 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4901         free_percpu(s->cpu_slab);
4902 #endif
4903         free_kmem_cache_nodes(s);
4904 }
4905
4906 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
4907 {
4908         int node;
4909
4910         for_each_node_mask(node, slab_nodes) {
4911                 struct kmem_cache_node *n;
4912
4913                 if (slab_state == DOWN) {
4914                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
4915                         continue;
4916                 }
4917                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
4918                                                 GFP_KERNEL, node);
4919
4920                 if (!n) {
4921                         free_kmem_cache_nodes(s);
4922                         return 0;
4923                 }
4924
4925                 init_kmem_cache_node(n);
4926                 s->node[node] = n;
4927         }
4928         return 1;
4929 }
4930
4931 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
4932 {
4933 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
4934         unsigned int nr_objects;
4935
4936         /*
4937          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
4938          * per cpu partial lists of a processor.
4939          *
4940          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
4941          * object freed. If they are used for allocation then they can be
4942          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
4943          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
4944          *
4945          * For backwards compatibility reasons, this is determined as number
4946          * of objects, even though we now limit maximum number of pages, see
4947          * slub_set_cpu_partial()
4948          */
4949         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4950                 nr_objects = 0;
4951         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
4952                 nr_objects = 6;
4953         else if (s->size >= 1024)
4954                 nr_objects = 24;
4955         else if (s->size >= 256)
4956                 nr_objects = 52;
4957         else
4958                 nr_objects = 120;
4959
4960         slub_set_cpu_partial(s, nr_objects);
4961 #endif
4962 }
4963
4964 /*
4965  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
4966  * a slab object.
4967  */
4968 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
4969 {
4970         slab_flags_t flags = s->flags;
4971         unsigned int size = s->object_size;
4972         unsigned int order;
4973
4974         /*
4975          * Round up object size to the next word boundary. We can only
4976          * place the free pointer at word boundaries and this determines
4977          * the possible location of the free pointer.
4978          */
4979         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
4980
4981 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4982         /*
4983          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
4984          * the slab may touch the object after free or before allocation
4985          * then we should never poison the object itself.
4986          */
4987         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
4988                         !s->ctor)
4989                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
4990         else
4991                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
4992
4993
4994         /*
4995          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
4996          * end of the object and the free pointer. If not then add an
4997          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
4998          */
4999         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
5000                 size += sizeof(void *);
5001 #endif
5002
5003         /*
5004          * With that we have determined the number of bytes in actual use
5005          * by the object and redzoning.
5006          */
5007         s->inuse = size;
5008
5009         if (slub_debug_orig_size(s) ||
5010             (flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
5011             ((flags & SLAB_RED_ZONE) && s->object_size < sizeof(void *)) ||
5012             s->ctor) {
5013                 /*
5014                  * Relocate free pointer after the object if it is not
5015                  * permitted to overwrite the first word of the object on
5016                  * kmem_cache_free.
5017                  *
5018                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
5019                  * destructor, are poisoning the objects, or are
5020                  * redzoning an object smaller than sizeof(void *).
5021                  *
5022                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
5023                  * pointer is outside of the object is used in the
5024                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
5025                  * longer true, the function needs to be modified.
5026                  */
5027                 s->offset = size;
5028                 size += sizeof(void *);
5029         } else {
5030                 /*
5031                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
5032                  * it away from the edges of the object to avoid small
5033                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
5034                  */
5035                 s->offset = ALIGN_DOWN(s->object_size / 2, sizeof(void *));
5036         }
5037
5038 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5039         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
5040                 /*
5041                  * Need to store information about allocs and frees after
5042                  * the object.
5043                  */
5044                 size += 2 * sizeof(struct track);
5045
5046                 /* Save the original kmalloc request size */
5047                 if (flags & SLAB_KMALLOC)
5048                         size += sizeof(unsigned int);
5049         }
5050 #endif
5051
5052         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
5053 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5054         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
5055                 /*
5056                  * Add some empty padding so that we can catch
5057                  * overwrites from earlier objects rather than let
5058                  * tracking information or the free pointer be
5059                  * corrupted if a user writes before the start
5060                  * of the object.
5061                  */
5062                 size += sizeof(void *);
5063
5064                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
5065                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
5066                 size += s->red_left_pad;
5067         }
5068 #endif
5069
5070         /*
5071          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
5072          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
5073          * each object to conform to the alignment.
5074          */
5075         size = ALIGN(size, s->align);
5076         s->size = size;
5077         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
5078         order = calculate_order(size);
5079
5080         if ((int)order < 0)
5081                 return 0;
5082
5083         s->allocflags = 0;
5084         if (order)
5085                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
5086
5087         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5088                 s->allocflags |= GFP_DMA;
5089
5090         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5091                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
5092
5093         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5094                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
5095
5096         /*
5097          * Determine the number of objects per slab
5098          */
5099         s->oo = oo_make(order, size);
5100         s->min = oo_make(get_order(size), size);
5101
5102         return !!oo_objects(s->oo);
5103 }
5104
5105 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
5106 {
5107         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name);
5108 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
5109         s->random = get_random_long();
5110 #endif
5111
5112         if (!calculate_sizes(s))
5113                 goto error;
5114         if (disable_higher_order_debug) {
5115                 /*
5116                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
5117                  * order increased.
5118                  */
5119                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
5120                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
5121                         s->offset = 0;
5122                         if (!calculate_sizes(s))
5123                                 goto error;
5124                 }
5125         }
5126
5127 #ifdef system_has_freelist_aba
5128         if (system_has_freelist_aba() && !(s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG)) {
5129                 /* Enable fast mode */
5130                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
5131         }
5132 #endif
5133
5134         /*
5135          * The larger the object size is, the more slabs we want on the partial
5136          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
5137          */
5138         s->min_partial = min_t(unsigned long, MAX_PARTIAL, ilog2(s->size) / 2);
5139         s->min_partial = max_t(unsigned long, MIN_PARTIAL, s->min_partial);
5140
5141         set_cpu_partial(s);
5142
5143 #ifdef CONFIG_NUMA
5144         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
5145 #endif
5146
5147         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
5148         if (slab_state >= UP) {
5149                 if (init_cache_random_seq(s))
5150                         goto error;
5151         }
5152
5153         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
5154                 goto error;
5155
5156         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
5157                 return 0;
5158
5159 error:
5160         __kmem_cache_release(s);
5161         return -EINVAL;
5162 }
5163
5164 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
5165                               const char *text)
5166 {
5167 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5168         void *addr = slab_address(slab);
5169         void *p;
5170
5171         slab_err(s, slab, text, s->name);
5172
5173         spin_lock(&object_map_lock);
5174         __fill_map(object_map, s, slab);
5175
5176         for_each_object(p, s, addr, slab->objects) {
5177
5178                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), object_map)) {
5179                         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
5180                         print_tracking(s, p);
5181                 }
5182         }
5183         spin_unlock(&object_map_lock);
5184 #endif
5185 }
5186
5187 /*
5188  * Attempt to free all partial slabs on a node.
5189  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
5190  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
5191  */
5192 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
5193 {
5194         LIST_HEAD(discard);
5195         struct slab *slab, *h;
5196
5197         BUG_ON(irqs_disabled());
5198         spin_lock_irq(&n->list_lock);
5199         list_for_each_entry_safe(slab, h, &n->partial, slab_list) {
5200                 if (!slab->inuse) {
5201                         remove_partial(n, slab);
5202                         list_add(&slab->slab_list, &discard);
5203                 } else {
5204                         list_slab_objects(s, slab,
5205                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
5206                 }
5207         }
5208         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
5209
5210         list_for_each_entry_safe(slab, h, &discard, slab_list)
5211                 discard_slab(s, slab);
5212 }
5213
5214 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
5215 {
5216         int node;
5217         struct kmem_cache_node *n;
5218
5219         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
5220                 if (n->nr_partial || node_nr_slabs(n))
5221                         return false;
5222         return true;
5223 }
5224
5225 /*
5226  * Release all resources used by a slab cache.
5227  */
5228 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
5229 {
5230         int node;
5231         struct kmem_cache_node *n;
5232
5233         flush_all_cpus_locked(s);
5234         /* Attempt to free all objects */
5235         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5236                 free_partial(s, n);
5237                 if (n->nr_partial || node_nr_slabs(n))
5238                         return 1;
5239         }
5240         return 0;
5241 }
5242
5243 #ifdef CONFIG_PRINTK
5244 void __kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct slab *slab)
5245 {
5246         void *base;
5247         int __maybe_unused i;
5248         unsigned int objnr;
5249         void *objp;
5250         void *objp0;
5251         struct kmem_cache *s = slab->slab_cache;
5252         struct track __maybe_unused *trackp;
5253
5254         kpp->kp_ptr = object;
5255         kpp->kp_slab = slab;
5256         kpp->kp_slab_cache = s;
5257         base = slab_address(slab);
5258         objp0 = kasan_reset_tag(object);
5259 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5260         objp = restore_red_left(s, objp0);
5261 #else
5262         objp = objp0;
5263 #endif
5264         objnr = obj_to_index(s, slab, objp);
5265         kpp->kp_data_offset = (unsigned long)((char *)objp0 - (char *)objp);
5266         objp = base + s->size * objnr;
5267         kpp->kp_objp = objp;
5268         if (WARN_ON_ONCE(objp < base || objp >= base + slab->objects * s->size
5269                          || (objp - base) % s->size) ||
5270             !(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5271                 return;
5272 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5273         objp = fixup_red_left(s, objp);
5274         trackp = get_track(s, objp, TRACK_ALLOC);
5275         kpp->kp_ret = (void *)trackp->addr;
5276 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
5277         {
5278                 depot_stack_handle_t handle;
5279                 unsigned long *entries;
5280                 unsigned int nr_entries;
5281
5282                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
5283                 if (handle) {
5284                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
5285                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
5286                                 kpp->kp_stack[i] = (void *)entries[i];
5287                 }
5288
5289                 trackp = get_track(s, objp, TRACK_FREE);
5290                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
5291                 if (handle) {
5292                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
5293                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
5294                                 kpp->kp_free_stack[i] = (void *)entries[i];
5295                 }
5296         }
5297 #endif
5298 #endif
5299 }
5300 #endif
5301
5302 /********************************************************************
5303  *              Kmalloc subsystem
5304  *******************************************************************/
5305
5306 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
5307 {
5308         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
5309
5310         if (slub_min_order > slub_max_order)
5311                 slub_max_order = slub_min_order;
5312
5313         return 1;
5314 }
5315
5316 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
5317
5318 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
5319 {
5320         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
5321         slub_max_order = min_t(unsigned int, slub_max_order, MAX_PAGE_ORDER);
5322
5323         if (slub_min_order > slub_max_order)
5324                 slub_min_order = slub_max_order;
5325
5326         return 1;
5327 }
5328
5329 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
5330
5331 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
5332 {
5333         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
5334
5335         return 1;
5336 }
5337
5338 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
5339
5340 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
5341 /*
5342  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
5343  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
5344  * cache's usercopy region.
5345  *
5346  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
5347  * to indicate an error.
5348  */
5349 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n,
5350                          const struct slab *slab, bool to_user)
5351 {
5352         struct kmem_cache *s;
5353         unsigned int offset;
5354         bool is_kfence = is_kfence_address(ptr);
5355
5356         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
5357
5358         /* Find object and usable object size. */
5359         s = slab->slab_cache;
5360
5361         /* Reject impossible pointers. */
5362         if (ptr < slab_address(slab))
5363                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
5364                                to_user, 0, n);
5365
5366         /* Find offset within object. */
5367         if (is_kfence)
5368                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
5369         else
5370                 offset = (ptr - slab_address(slab)) % s->size;
5371
5372         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
5373         if (!is_kfence && kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
5374                 if (offset < s->red_left_pad)
5375                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
5376                                        s->name, to_user, offset, n);
5377                 offset -= s->red_left_pad;
5378         }
5379
5380         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
5381         if (offset >= s->useroffset &&
5382             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
5383             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
5384                 return;
5385
5386         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
5387 }
5388 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
5389
5390 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
5391
5392 /*
5393  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
5394  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
5395  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
5396  *
5397  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
5398  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
5399  * are freed in them.
5400  */
5401 static int __kmem_cache_do_shrink(struct kmem_cache *s)
5402 {
5403         int node;
5404         int i;
5405         struct kmem_cache_node *n;
5406         struct slab *slab;
5407         struct slab *t;
5408         struct list_head discard;
5409         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
5410         unsigned long flags;
5411         int ret = 0;
5412
5413         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5414                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
5415                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
5416                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
5417
5418                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5419
5420                 /*
5421                  * Build lists of slabs to discard or promote.
5422                  *
5423                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
5424                  * list_lock. slab->inuse here is the upper limit.
5425                  */
5426                 list_for_each_entry_safe(slab, t, &n->partial, slab_list) {
5427                         int free = slab->objects - slab->inuse;
5428
5429                         /* Do not reread slab->inuse */
5430                         barrier();
5431
5432                         /* We do not keep full slabs on the list */
5433                         BUG_ON(free <= 0);
5434
5435                         if (free == slab->objects) {
5436                                 list_move(&slab->slab_list, &discard);
5437                                 slab_clear_node_partial(slab);
5438                                 n->nr_partial--;
5439                                 dec_slabs_node(s, node, slab->objects);
5440                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
5441                                 list_move(&slab->slab_list, promote + free - 1);
5442                 }
5443
5444                 /*
5445                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
5446                  * partial list.
5447                  */
5448                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
5449                         list_splice(promote + i, &n->partial);
5450
5451                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5452
5453                 /* Release empty slabs */
5454                 list_for_each_entry_safe(slab, t, &discard, slab_list)
5455                         free_slab(s, slab);
5456
5457                 if (node_nr_slabs(n))
5458                         ret = 1;
5459         }
5460
5461         return ret;
5462 }
5463
5464 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
5465 {
5466         flush_all(s);
5467         return __kmem_cache_do_shrink(s);
5468 }
5469
5470 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
5471 {
5472         struct kmem_cache *s;
5473
5474         mutex_lock(&slab_mutex);
5475         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5476                 flush_all_cpus_locked(s);
5477                 __kmem_cache_do_shrink(s);
5478         }
5479         mutex_unlock(&slab_mutex);
5480
5481         return 0;
5482 }
5483
5484 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
5485 {
5486         struct memory_notify *marg = arg;
5487         int offline_node;
5488
5489         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
5490
5491         /*
5492          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
5493          * for it yet.
5494          */
5495         if (offline_node < 0)
5496                 return;
5497
5498         mutex_lock(&slab_mutex);
5499         node_clear(offline_node, slab_nodes);
5500         /*
5501          * We no longer free kmem_cache_node structures here, as it would be
5502          * racy with all get_node() users, and infeasible to protect them with
5503          * slab_mutex.
5504          */
5505         mutex_unlock(&slab_mutex);
5506 }
5507
5508 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
5509 {
5510         struct kmem_cache_node *n;
5511         struct kmem_cache *s;
5512         struct memory_notify *marg = arg;
5513         int nid = marg->status_change_nid_normal;
5514         int ret = 0;
5515
5516         /*
5517          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
5518          * already created. Nothing to do.
5519          */
5520         if (nid < 0)
5521                 return 0;
5522
5523         /*
5524          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
5525          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
5526          * online.
5527          */
5528         mutex_lock(&slab_mutex);
5529         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5530                 /*
5531                  * The structure may already exist if the node was previously
5532                  * onlined and offlined.
5533                  */
5534                 if (get_node(s, nid))
5535                         continue;
5536                 /*
5537                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
5538                  *      since memory is not yet available from the node that
5539                  *      is brought up.
5540                  */
5541                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
5542                 if (!n) {
5543                         ret = -ENOMEM;
5544                         goto out;
5545                 }
5546                 init_kmem_cache_node(n);
5547                 s->node[nid] = n;
5548         }
5549         /*
5550          * Any cache created after this point will also have kmem_cache_node
5551          * initialized for the new node.
5552          */
5553         node_set(nid, slab_nodes);
5554 out:
5555         mutex_unlock(&slab_mutex);
5556         return ret;
5557 }
5558
5559 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
5560                                 unsigned long action, void *arg)
5561 {
5562         int ret = 0;
5563
5564         switch (action) {
5565         case MEM_GOING_ONLINE:
5566                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
5567                 break;
5568         case MEM_GOING_OFFLINE:
5569                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
5570                 break;
5571         case MEM_OFFLINE:
5572         case MEM_CANCEL_ONLINE:
5573                 slab_mem_offline_callback(arg);
5574                 break;
5575         case MEM_ONLINE:
5576         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
5577                 break;
5578         }
5579         if (ret)
5580                 ret = notifier_from_errno(ret);
5581         else
5582                 ret = NOTIFY_OK;
5583         return ret;
5584 }
5585
5586 /********************************************************************
5587  *                      Basic setup of slabs
5588  *******************************************************************/
5589
5590 /*
5591  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
5592  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
5593  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
5594  */
5595
5596 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
5597 {
5598         int node;
5599         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
5600         struct kmem_cache_node *n;
5601
5602         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
5603
5604         /*
5605          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
5606          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
5607          * IPIs around.
5608          */
5609         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
5610         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5611                 struct slab *p;
5612
5613                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
5614                         p->slab_cache = s;
5615
5616 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5617                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
5618                         p->slab_cache = s;
5619 #endif
5620         }
5621         list_add(&s->list, &slab_caches);
5622         return s;
5623 }
5624
5625 void __init kmem_cache_init(void)
5626 {
5627         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
5628                 boot_kmem_cache_node;
5629         int node;
5630
5631         if (debug_guardpage_minorder())
5632                 slub_max_order = 0;
5633
5634         /* Print slub debugging pointers without hashing */
5635         if (__slub_debug_enabled())
5636                 no_hash_pointers_enable(NULL);
5637
5638         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
5639         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
5640
5641         /*
5642          * Initialize the nodemask for which we will allocate per node
5643          * structures. Here we don't need taking slab_mutex yet.
5644          */
5645         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
5646                 node_set(node, slab_nodes);
5647
5648         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
5649                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
5650
5651         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
5652
5653         /* Able to allocate the per node structures */
5654         slab_state = PARTIAL;
5655
5656         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
5657                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
5658                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
5659                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
5660
5661         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
5662         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
5663
5664         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
5665         setup_kmalloc_cache_index_table();
5666         create_kmalloc_caches(0);
5667
5668         /* Setup random freelists for each cache */
5669         init_freelist_randomization();
5670
5671         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
5672                                   slub_cpu_dead);
5673
5674         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
5675                 cache_line_size(),
5676                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
5677                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
5678 }
5679
5680 void __init kmem_cache_init_late(void)
5681 {
5682 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
5683         flushwq = alloc_workqueue("slub_flushwq", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
5684         WARN_ON(!flushwq);
5685 #endif
5686 }
5687
5688 struct kmem_cache *
5689 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
5690                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
5691 {
5692         struct kmem_cache *s;
5693
5694         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
5695         if (s) {
5696                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
5697                         return NULL;
5698
5699                 s->refcount++;
5700
5701                 /*
5702                  * Adjust the object sizes so that we clear
5703                  * the complete object on kzalloc.
5704                  */
5705                 s->object_size = max(s->object_size, size);
5706                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
5707         }
5708
5709         return s;
5710 }
5711
5712 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
5713 {
5714         int err;
5715
5716         err = kmem_cache_open(s, flags);
5717         if (err)
5718                 return err;
5719
5720         /* Mutex is not taken during early boot */
5721         if (slab_state <= UP)
5722                 return 0;
5723
5724         err = sysfs_slab_add(s);
5725         if (err) {
5726                 __kmem_cache_release(s);
5727                 return err;
5728         }
5729
5730         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
5731                 debugfs_slab_add(s);
5732
5733         return 0;
5734 }
5735
5736 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
5737 static int count_inuse(struct slab *slab)
5738 {
5739         return slab->inuse;
5740 }
5741
5742 static int count_total(struct slab *slab)
5743 {
5744         return slab->objects;
5745 }
5746 #endif
5747
5748 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5749 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
5750                           unsigned long *obj_map)
5751 {
5752         void *p;
5753         void *addr = slab_address(slab);
5754
5755         if (!check_slab(s, slab) || !on_freelist(s, slab, NULL))
5756                 return;
5757
5758         /* Now we know that a valid freelist exists */
5759         __fill_map(obj_map, s, slab);
5760         for_each_object(p, s, addr, slab->objects) {
5761                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map) ?
5762                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
5763
5764                 if (!check_object(s, slab, p, val))
5765                         break;
5766         }
5767 }
5768
5769 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
5770                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *obj_map)
5771 {
5772         unsigned long count = 0;
5773         struct slab *slab;
5774         unsigned long flags;
5775
5776         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5777
5778         list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list) {
5779                 validate_slab(s, slab, obj_map);
5780                 count++;
5781         }
5782         if (count != n->nr_partial) {
5783                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
5784                        s->name, count, n->nr_partial);
5785                 slab_add_kunit_errors();
5786         }
5787
5788         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5789                 goto out;
5790
5791         list_for_each_entry(slab, &n->full, slab_list) {
5792                 validate_slab(s, slab, obj_map);
5793                 count++;
5794         }
5795         if (count != node_nr_slabs(n)) {
5796                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
5797                        s->name, count, node_nr_slabs(n));
5798                 slab_add_kunit_errors();
5799         }
5800
5801 out:
5802         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5803         return count;
5804 }
5805
5806 long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
5807 {
5808         int node;
5809         unsigned long count = 0;
5810         struct kmem_cache_node *n;
5811         unsigned long *obj_map;
5812
5813         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
5814         if (!obj_map)
5815                 return -ENOMEM;
5816
5817         flush_all(s);
5818         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
5819                 count += validate_slab_node(s, n, obj_map);
5820
5821         bitmap_free(obj_map);
5822
5823         return count;
5824 }
5825 EXPORT_SYMBOL(validate_slab_cache);
5826
5827 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
5828 /*
5829  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
5830  * and freed.
5831  */
5832
5833 struct location {
5834         depot_stack_handle_t handle;
5835         unsigned long count;
5836         unsigned long addr;
5837         unsigned long waste;
5838         long long sum_time;
5839         long min_time;
5840         long max_time;
5841         long min_pid;
5842         long max_pid;
5843         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
5844         nodemask_t nodes;
5845 };
5846
5847 struct loc_track {
5848         unsigned long max;
5849         unsigned long count;
5850         struct location *loc;
5851         loff_t idx;
5852 };
5853
5854 static struct dentry *slab_debugfs_root;
5855
5856 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
5857 {
5858         if (t->max)
5859                 free_pages((unsigned long)t->loc,
5860                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
5861 }
5862
5863 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
5864 {
5865         struct location *l;
5866         int order;
5867
5868         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
5869
5870         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
5871         if (!l)
5872                 return 0;
5873
5874         if (t->count) {
5875                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
5876                 free_loc_track(t);
5877         }
5878         t->max = max;
5879         t->loc = l;
5880         return 1;
5881 }
5882
5883 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
5884                                 const struct track *track,
5885                                 unsigned int orig_size)
5886 {
5887         long start, end, pos;
5888         struct location *l;
5889         unsigned long caddr, chandle, cwaste;
5890         unsigned long age = jiffies - track->when;
5891         depot_stack_handle_t handle = 0;
5892         unsigned int waste = s->object_size - orig_size;
5893
5894 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
5895         handle = READ_ONCE(track->handle);
5896 #endif
5897         start = -1;
5898         end = t->count;
5899
5900         for ( ; ; ) {
5901                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
5902
5903                 /*
5904                  * There is nothing at "end". If we end up there
5905                  * we need to add something to before end.
5906                  */
5907                 if (pos == end)
5908                         break;
5909
5910                 l = &t->loc[pos];
5911                 caddr = l->addr;
5912                 chandle = l->handle;
5913                 cwaste = l->waste;
5914                 if ((track->addr == caddr) && (handle == chandle) &&
5915                         (waste == cwaste)) {
5916
5917                         l->count++;
5918                         if (track->when) {
5919                                 l->sum_time += age;
5920                                 if (age < l->min_time)
5921                                         l->min_time = age;
5922                                 if (age > l->max_time)
5923                                         l->max_time = age;
5924
5925                                 if (track->pid < l->min_pid)
5926                                         l->min_pid = track->pid;
5927                                 if (track->pid > l->max_pid)
5928                                         l->max_pid = track->pid;
5929
5930                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
5931                                                 to_cpumask(l->cpus));
5932                         }
5933                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
5934                         return 1;
5935                 }
5936
5937                 if (track->addr < caddr)
5938                         end = pos;
5939                 else if (track->addr == caddr && handle < chandle)
5940                         end = pos;
5941                 else if (track->addr == caddr && handle == chandle &&
5942                                 waste < cwaste)
5943                         end = pos;
5944                 else
5945                         start = pos;
5946         }
5947
5948         /*
5949          * Not found. Insert new tracking element.
5950          */
5951         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
5952                 return 0;
5953
5954         l = t->loc + pos;
5955         if (pos < t->count)
5956                 memmove(l + 1, l,
5957                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
5958         t->count++;
5959         l->count = 1;
5960         l->addr = track->addr;
5961         l->sum_time = age;
5962         l->min_time = age;
5963         l->max_time = age;
5964         l->min_pid = track->pid;
5965         l->max_pid = track->pid;
5966         l->handle = handle;
5967         l->waste = waste;
5968         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
5969         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
5970         nodes_clear(l->nodes);
5971         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
5972         return 1;
5973 }
5974
5975 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
5976                 struct slab *slab, enum track_item alloc,
5977                 unsigned long *obj_map)
5978 {
5979         void *addr = slab_address(slab);
5980         bool is_alloc = (alloc == TRACK_ALLOC);
5981         void *p;
5982
5983         __fill_map(obj_map, s, slab);
5984
5985         for_each_object(p, s, addr, slab->objects)
5986                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map))
5987                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc),
5988                                      is_alloc ? get_orig_size(s, p) :
5989                                                 s->object_size);
5990 }
5991 #endif  /* CONFIG_DEBUG_FS   */
5992 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5993
5994 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
5995 enum slab_stat_type {
5996         SL_ALL,                 /* All slabs */
5997         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
5998         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
5999         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
6000         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
6001 };
6002
6003 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
6004 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
6005 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
6006 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
6007 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
6008
6009 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
6010                                  char *buf, unsigned long flags)
6011 {
6012         unsigned long total = 0;
6013         int node;
6014         int x;
6015         unsigned long *nodes;
6016         int len = 0;
6017
6018         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
6019         if (!nodes)
6020                 return -ENOMEM;
6021
6022         if (flags & SO_CPU) {
6023                 int cpu;
6024
6025                 for_each_possible_cpu(cpu) {
6026                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
6027                                                                cpu);
6028                         int node;
6029                         struct slab *slab;
6030
6031                         slab = READ_ONCE(c->slab);
6032                         if (!slab)
6033                                 continue;
6034
6035                         node = slab_nid(slab);
6036                         if (flags & SO_TOTAL)
6037                                 x = slab->objects;
6038                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6039                                 x = slab->inuse;
6040                         else
6041                                 x = 1;
6042
6043                         total += x;
6044                         nodes[node] += x;
6045
6046 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6047                         slab = slub_percpu_partial_read_once(c);
6048                         if (slab) {
6049                                 node = slab_nid(slab);
6050                                 if (flags & SO_TOTAL)
6051                                         WARN_ON_ONCE(1);
6052                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
6053                                         WARN_ON_ONCE(1);
6054                                 else
6055                                         x = slab->slabs;
6056                                 total += x;
6057                                 nodes[node] += x;
6058                         }
6059 #endif
6060                 }
6061         }
6062
6063         /*
6064          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
6065          * already held which will conflict with an existing lock order:
6066          *
6067          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
6068          *
6069          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
6070          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
6071          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
6072          */
6073
6074 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6075         if (flags & SO_ALL) {
6076                 struct kmem_cache_node *n;
6077
6078                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6079
6080                         if (flags & SO_TOTAL)
6081                                 x = node_nr_objs(n);
6082                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6083                                 x = node_nr_objs(n) - count_partial(n, count_free);
6084                         else
6085                                 x = node_nr_slabs(n);
6086                         total += x;
6087                         nodes[node] += x;
6088                 }
6089
6090         } else
6091 #endif
6092         if (flags & SO_PARTIAL) {
6093                 struct kmem_cache_node *n;
6094
6095                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6096                         if (flags & SO_TOTAL)
6097                                 x = count_partial(n, count_total);
6098                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6099                                 x = count_partial(n, count_inuse);
6100                         else
6101                                 x = n->nr_partial;
6102                         total += x;
6103                         nodes[node] += x;
6104                 }
6105         }
6106
6107         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", total);
6108 #ifdef CONFIG_NUMA
6109         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
6110                 if (nodes[node])
6111                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " N%d=%lu",
6112                                              node, nodes[node]);
6113         }
6114 #endif
6115         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6116         kfree(nodes);
6117
6118         return len;
6119 }
6120
6121 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
6122 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
6123
6124 struct slab_attribute {
6125         struct attribute attr;
6126         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
6127         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
6128 };
6129
6130 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
6131         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO_MODE(_name, 0400)
6132
6133 #define SLAB_ATTR(_name) \
6134         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RW_MODE(_name, 0600)
6135
6136 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6137 {
6138         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->size);
6139 }
6140 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
6141
6142 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6143 {
6144         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->align);
6145 }
6146 SLAB_ATTR_RO(align);
6147
6148 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6149 {
6150         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->object_size);
6151 }
6152 SLAB_ATTR_RO(object_size);
6153
6154 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6155 {
6156         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
6157 }
6158 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
6159
6160 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6161 {
6162         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
6163 }
6164 SLAB_ATTR_RO(order);
6165
6166 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6167 {
6168         return sysfs_emit(buf, "%lu\n", s->min_partial);
6169 }
6170
6171 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6172                                  size_t length)
6173 {
6174         unsigned long min;
6175         int err;
6176
6177         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
6178         if (err)
6179                 return err;
6180
6181         s->min_partial = min;
6182         return length;
6183 }
6184 SLAB_ATTR(min_partial);
6185
6186 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6187 {
6188         unsigned int nr_partial = 0;
6189 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6190         nr_partial = s->cpu_partial;
6191 #endif
6192
6193         return sysfs_emit(buf, "%u\n", nr_partial);
6194 }
6195
6196 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6197                                  size_t length)
6198 {
6199         unsigned int objects;
6200         int err;
6201
6202         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
6203         if (err)
6204                 return err;
6205         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
6206                 return -EINVAL;
6207
6208         slub_set_cpu_partial(s, objects);
6209         flush_all(s);
6210         return length;
6211 }
6212 SLAB_ATTR(cpu_partial);
6213
6214 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6215 {
6216         if (!s->ctor)
6217                 return 0;
6218         return sysfs_emit(buf, "%pS\n", s->ctor);
6219 }
6220 SLAB_ATTR_RO(ctor);
6221
6222 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6223 {
6224         return sysfs_emit(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
6225 }
6226 SLAB_ATTR_RO(aliases);
6227
6228 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6229 {
6230         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
6231 }
6232 SLAB_ATTR_RO(partial);
6233
6234 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6235 {
6236         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
6237 }
6238 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
6239
6240 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6241 {
6242         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
6243 }
6244 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
6245
6246 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6247 {
6248         int objects = 0;
6249         int slabs = 0;
6250         int cpu __maybe_unused;
6251         int len = 0;
6252
6253 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6254         for_each_online_cpu(cpu) {
6255                 struct slab *slab;
6256
6257                 slab = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
6258
6259                 if (slab)
6260                         slabs += slab->slabs;
6261         }
6262 #endif
6263
6264         /* Approximate half-full slabs, see slub_set_cpu_partial() */
6265         objects = (slabs * oo_objects(s->oo)) / 2;
6266         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%d(%d)", objects, slabs);
6267
6268 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6269         for_each_online_cpu(cpu) {
6270                 struct slab *slab;
6271
6272                 slab = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
6273                 if (slab) {
6274                         slabs = READ_ONCE(slab->slabs);
6275                         objects = (slabs * oo_objects(s->oo)) / 2;
6276                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%d(%d)",
6277                                              cpu, objects, slabs);
6278                 }
6279         }
6280 #endif
6281         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6282
6283         return len;
6284 }
6285 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
6286
6287 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6288 {
6289         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
6290 }
6291 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
6292
6293 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6294 {
6295         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
6296 }
6297 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
6298
6299 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
6300 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6301 {
6302         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
6303 }
6304 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
6305 #endif
6306
6307 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
6308 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6309 {
6310         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->usersize);
6311 }
6312 SLAB_ATTR_RO(usersize);
6313 #endif
6314
6315 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6316 {
6317         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
6318 }
6319 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
6320
6321 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6322 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6323 {
6324         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
6325 }
6326 SLAB_ATTR_RO(slabs);
6327
6328 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6329 {
6330         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
6331 }
6332 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
6333
6334 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6335 {
6336         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
6337 }
6338 SLAB_ATTR_RO(objects);
6339
6340 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6341 {
6342         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
6343 }
6344 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
6345
6346 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6347 {
6348         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
6349 }
6350 SLAB_ATTR_RO(trace);
6351
6352 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6353 {
6354         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
6355 }
6356
6357 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
6358
6359 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6360 {
6361         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
6362 }
6363
6364 SLAB_ATTR_RO(poison);
6365
6366 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6367 {
6368         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
6369 }
6370
6371 SLAB_ATTR_RO(store_user);
6372
6373 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6374 {
6375         return 0;
6376 }
6377
6378 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
6379                         const char *buf, size_t length)
6380 {
6381         int ret = -EINVAL;
6382
6383         if (buf[0] == '1' && kmem_cache_debug(s)) {
6384                 ret = validate_slab_cache(s);
6385                 if (ret >= 0)
6386                         ret = length;
6387         }
6388         return ret;
6389 }
6390 SLAB_ATTR(validate);
6391
6392 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
6393
6394 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
6395 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6396 {
6397         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
6398 }
6399
6400 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6401                                 size_t length)
6402 {
6403         if (s->refcount > 1)
6404                 return -EINVAL;
6405
6406         if (buf[0] == '1')
6407                 WRITE_ONCE(s->flags, s->flags | SLAB_FAILSLAB);
6408         else
6409                 WRITE_ONCE(s->flags, s->flags & ~SLAB_FAILSLAB);
6410
6411         return length;
6412 }
6413 SLAB_ATTR(failslab);
6414 #endif
6415
6416 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6417 {
6418         return 0;
6419 }
6420
6421 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
6422                         const char *buf, size_t length)
6423 {
6424         if (buf[0] == '1')
6425                 kmem_cache_shrink(s);
6426         else
6427                 return -EINVAL;
6428         return length;
6429 }
6430 SLAB_ATTR(shrink);
6431
6432 #ifdef CONFIG_NUMA
6433 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6434 {
6435         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
6436 }
6437
6438 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
6439                                 const char *buf, size_t length)
6440 {
6441         unsigned int ratio;
6442         int err;
6443
6444         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
6445         if (err)
6446                 return err;
6447         if (ratio > 100)
6448                 return -ERANGE;
6449
6450         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
6451
6452         return length;
6453 }
6454 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
6455 #endif
6456
6457 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
6458 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
6459 {
6460         unsigned long sum  = 0;
6461         int cpu;
6462         int len = 0;
6463         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
6464
6465         if (!data)
6466                 return -ENOMEM;
6467
6468         for_each_online_cpu(cpu) {
6469                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
6470
6471                 data[cpu] = x;
6472                 sum += x;
6473         }
6474
6475         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", sum);
6476
6477 #ifdef CONFIG_SMP
6478         for_each_online_cpu(cpu) {
6479                 if (data[cpu])
6480                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%u",
6481                                              cpu, data[cpu]);
6482         }
6483 #endif
6484         kfree(data);
6485         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6486
6487         return len;
6488 }
6489
6490 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
6491 {
6492         int cpu;
6493
6494         for_each_online_cpu(cpu)
6495                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
6496 }
6497
6498 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
6499 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
6500 {                                                               \
6501         return show_stat(s, buf, si);                           \
6502 }                                                               \
6503 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
6504                                 const char *buf, size_t length) \
6505 {                                                               \
6506         if (buf[0] != '0')                                      \
6507                 return -EINVAL;                                 \
6508         clear_stat(s, si);                                      \
6509         return length;                                          \
6510 }                                                               \
6511 SLAB_ATTR(text);                                                \
6512
6513 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
6514 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
6515 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
6516 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
6517 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
6518 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
6519 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
6520 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
6521 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
6522 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
6523 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
6524 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
6525 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
6526 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
6527 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
6528 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
6529 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
6530 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
6531 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
6532 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
6533 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
6534 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
6535 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
6536 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
6537 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
6538 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
6539 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
6540
6541 #ifdef CONFIG_KFENCE
6542 static ssize_t skip_kfence_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6543 {
6544         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_SKIP_KFENCE));
6545 }
6546
6547 static ssize_t skip_kfence_store(struct kmem_cache *s,
6548                         const char *buf, size_t length)
6549 {
6550         int ret = length;
6551
6552         if (buf[0] == '0')
6553                 s->flags &= ~SLAB_SKIP_KFENCE;
6554         else if (buf[0] == '1')
6555                 s->flags |= SLAB_SKIP_KFENCE;
6556         else
6557                 ret = -EINVAL;
6558
6559         return ret;
6560 }
6561 SLAB_ATTR(skip_kfence);
6562 #endif
6563
6564 static struct attribute *slab_attrs[] = {
6565         &slab_size_attr.attr,
6566         &object_size_attr.attr,
6567         &objs_per_slab_attr.attr,
6568         &order_attr.attr,
6569         &min_partial_attr.attr,
6570         &cpu_partial_attr.attr,
6571         &objects_partial_attr.attr,
6572         &partial_attr.attr,
6573         &cpu_slabs_attr.attr,
6574         &ctor_attr.attr,
6575         &aliases_attr.attr,
6576         &align_attr.attr,
6577         &hwcache_align_attr.attr,
6578         &reclaim_account_attr.attr,
6579         &destroy_by_rcu_attr.attr,
6580         &shrink_attr.attr,
6581         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
6582 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6583         &total_objects_attr.attr,
6584         &objects_attr.attr,
6585         &slabs_attr.attr,
6586         &sanity_checks_attr.attr,
6587         &trace_attr.attr,
6588         &red_zone_attr.attr,
6589         &poison_attr.attr,
6590         &store_user_attr.attr,
6591         &validate_attr.attr,
6592 #endif
6593 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
6594         &cache_dma_attr.attr,
6595 #endif
6596 #ifdef CONFIG_NUMA
6597         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
6598 #endif
6599 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
6600         &alloc_fastpath_attr.attr,
6601         &alloc_slowpath_attr.attr,
6602         &free_fastpath_attr.attr,
6603         &free_slowpath_attr.attr,
6604         &free_frozen_attr.attr,
6605         &free_add_partial_attr.attr,
6606         &free_remove_partial_attr.attr,
6607         &alloc_from_partial_attr.attr,
6608         &alloc_slab_attr.attr,
6609         &alloc_refill_attr.attr,
6610         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
6611         &free_slab_attr.attr,
6612         &cpuslab_flush_attr.attr,
6613         &deactivate_full_attr.attr,
6614         &deactivate_empty_attr.attr,
6615         &deactivate_to_head_attr.attr,
6616         &deactivate_to_tail_attr.attr,
6617         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
6618         &deactivate_bypass_attr.attr,
6619         &order_fallback_attr.attr,
6620         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
6621         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
6622         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
6623         &cpu_partial_free_attr.attr,
6624         &cpu_partial_node_attr.attr,
6625         &cpu_partial_drain_attr.attr,
6626 #endif
6627 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
6628         &failslab_attr.attr,
6629 #endif
6630 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
6631         &usersize_attr.attr,
6632 #endif
6633 #ifdef CONFIG_KFENCE
6634         &skip_kfence_attr.attr,
6635 #endif
6636
6637         NULL
6638 };
6639
6640 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
6641         .attrs = slab_attrs,
6642 };
6643
6644 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
6645                                 struct attribute *attr,
6646                                 char *buf)
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->show)
6655                 return -EIO;
6656
6657         return attribute->show(s, buf);
6658 }
6659
6660 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
6661                                 struct attribute *attr,
6662                                 const char *buf, size_t len)
6663 {
6664         struct slab_attribute *attribute;
6665         struct kmem_cache *s;
6666
6667         attribute = to_slab_attr(attr);
6668         s = to_slab(kobj);
6669
6670         if (!attribute->store)
6671                 return -EIO;
6672
6673         return attribute->store(s, buf, len);
6674 }
6675
6676 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
6677 {
6678         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
6679 }
6680
6681 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
6682         .show = slab_attr_show,
6683         .store = slab_attr_store,
6684 };
6685
6686 static const struct kobj_type slab_ktype = {
6687         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
6688         .release = kmem_cache_release,
6689 };
6690
6691 static struct kset *slab_kset;
6692
6693 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
6694 {
6695         return slab_kset;
6696 }
6697
6698 #define ID_STR_LENGTH 32
6699
6700 /* Create a unique string id for a slab cache:
6701  *
6702  * Format       :[flags-]size
6703  */
6704 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
6705 {
6706         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
6707         char *p = name;
6708
6709         if (!name)
6710                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6711
6712         *p++ = ':';
6713         /*
6714          * First flags affecting slabcache operations. We will only
6715          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
6716          * too many flags. The flags here must cover all flags that
6717          * are matched during merging to guarantee that the id is
6718          * unique.
6719          */
6720         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
6721                 *p++ = 'd';
6722         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
6723                 *p++ = 'D';
6724         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
6725                 *p++ = 'a';
6726         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
6727                 *p++ = 'F';
6728         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
6729                 *p++ = 'A';
6730         if (p != name + 1)
6731                 *p++ = '-';
6732         p += snprintf(p, ID_STR_LENGTH - (p - name), "%07u", s->size);
6733
6734         if (WARN_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1)) {
6735                 kfree(name);
6736                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6737         }
6738         kmsan_unpoison_memory(name, p - name);
6739         return name;
6740 }
6741
6742 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
6743 {
6744         int err;
6745         const char *name;
6746         struct kset *kset = cache_kset(s);
6747         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
6748
6749         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
6750                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
6751                 unmergeable = 1;
6752
6753         if (unmergeable) {
6754                 /*
6755                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
6756                  * This is typically the case for debug situations. In that
6757                  * case we can catch duplicate names easily.
6758                  */
6759                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
6760                 name = s->name;
6761         } else {
6762                 /*
6763                  * Create a unique name for the slab as a target
6764                  * for the symlinks.
6765                  */
6766                 name = create_unique_id(s);
6767                 if (IS_ERR(name))
6768                         return PTR_ERR(name);
6769         }
6770
6771         s->kobj.kset = kset;
6772         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
6773         if (err)
6774                 goto out;
6775
6776         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
6777         if (err)
6778                 goto out_del_kobj;
6779
6780         if (!unmergeable) {
6781                 /* Setup first alias */
6782                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
6783         }
6784 out:
6785         if (!unmergeable)
6786                 kfree(name);
6787         return err;
6788 out_del_kobj:
6789         kobject_del(&s->kobj);
6790         goto out;
6791 }
6792
6793 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
6794 {
6795         if (slab_state >= FULL)
6796                 kobject_del(&s->kobj);
6797 }
6798
6799 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
6800 {
6801         if (slab_state >= FULL)
6802                 kobject_put(&s->kobj);
6803 }
6804
6805 /*
6806  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
6807  * available lest we lose that information.
6808  */
6809 struct saved_alias {
6810         struct kmem_cache *s;
6811         const char *name;
6812         struct saved_alias *next;
6813 };
6814
6815 static struct saved_alias *alias_list;
6816
6817 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
6818 {
6819         struct saved_alias *al;
6820
6821         if (slab_state == FULL) {
6822                 /*
6823                  * If we have a leftover link then remove it.
6824                  */
6825                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
6826                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
6827         }
6828
6829         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
6830         if (!al)
6831                 return -ENOMEM;
6832
6833         al->s = s;
6834         al->name = name;
6835         al->next = alias_list;
6836         alias_list = al;
6837         kmsan_unpoison_memory(al, sizeof(*al));
6838         return 0;
6839 }
6840
6841 static int __init slab_sysfs_init(void)
6842 {
6843         struct kmem_cache *s;
6844         int err;
6845
6846         mutex_lock(&slab_mutex);
6847
6848         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
6849         if (!slab_kset) {
6850                 mutex_unlock(&slab_mutex);
6851                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
6852                 return -ENOMEM;
6853         }
6854
6855         slab_state = FULL;
6856
6857         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
6858                 err = sysfs_slab_add(s);
6859                 if (err)
6860                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
6861                                s->name);
6862         }
6863
6864         while (alias_list) {
6865                 struct saved_alias *al = alias_list;
6866
6867                 alias_list = alias_list->next;
6868                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
6869                 if (err)
6870                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
6871                                al->name);
6872                 kfree(al);
6873         }
6874
6875         mutex_unlock(&slab_mutex);
6876         return 0;
6877 }
6878 late_initcall(slab_sysfs_init);
6879 #endif /* SLAB_SUPPORTS_SYSFS */
6880
6881 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) && defined(CONFIG_DEBUG_FS)
6882 static int slab_debugfs_show(struct seq_file *seq, void *v)
6883 {
6884         struct loc_track *t = seq->private;
6885         struct location *l;
6886         unsigned long idx;
6887
6888         idx = (unsigned long) t->idx;
6889         if (idx < t->count) {
6890                 l = &t->loc[idx];
6891
6892                 seq_printf(seq, "%7ld ", l->count);
6893
6894                 if (l->addr)
6895                         seq_printf(seq, "%pS", (void *)l->addr);
6896                 else
6897                         seq_puts(seq, "<not-available>");
6898
6899                 if (l->waste)
6900                         seq_printf(seq, " waste=%lu/%lu",
6901                                 l->count * l->waste, l->waste);
6902
6903                 if (l->sum_time != l->min_time) {
6904                         seq_printf(seq, " age=%ld/%llu/%ld",
6905                                 l->min_time, div_u64(l->sum_time, l->count),
6906                                 l->max_time);
6907                 } else
6908                         seq_printf(seq, " age=%ld", l->min_time);
6909
6910                 if (l->min_pid != l->max_pid)
6911                         seq_printf(seq, " pid=%ld-%ld", l->min_pid, l->max_pid);
6912                 else
6913                         seq_printf(seq, " pid=%ld",
6914                                 l->min_pid);
6915
6916                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)))
6917                         seq_printf(seq, " cpus=%*pbl",
6918                                  cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
6919
6920                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes))
6921                         seq_printf(seq, " nodes=%*pbl",
6922                                  nodemask_pr_args(&l->nodes));
6923
6924 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
6925                 {
6926                         depot_stack_handle_t handle;
6927                         unsigned long *entries;
6928                         unsigned int nr_entries, j;
6929
6930                         handle = READ_ONCE(l->handle);
6931                         if (handle) {
6932                                 nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
6933                                 seq_puts(seq, "\n");
6934                                 for (j = 0; j < nr_entries; j++)
6935                                         seq_printf(seq, "        %pS\n", (void *)entries[j]);
6936                         }
6937                 }
6938 #endif
6939                 seq_puts(seq, "\n");
6940         }
6941
6942         if (!idx && !t->count)
6943                 seq_puts(seq, "No data\n");
6944
6945         return 0;
6946 }
6947
6948 static void slab_debugfs_stop(struct seq_file *seq, void *v)
6949 {
6950 }
6951
6952 static void *slab_debugfs_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *ppos)
6953 {
6954         struct loc_track *t = seq->private;
6955
6956         t->idx = ++(*ppos);
6957         if (*ppos <= t->count)
6958                 return ppos;
6959
6960         return NULL;
6961 }
6962
6963 static int cmp_loc_by_count(const void *a, const void *b, const void *data)
6964 {
6965         struct location *loc1 = (struct location *)a;
6966         struct location *loc2 = (struct location *)b;
6967
6968         if (loc1->count > loc2->count)
6969                 return -1;
6970         else
6971                 return 1;
6972 }
6973
6974 static void *slab_debugfs_start(struct seq_file *seq, loff_t *ppos)
6975 {
6976         struct loc_track *t = seq->private;
6977
6978         t->idx = *ppos;
6979         return ppos;
6980 }
6981
6982 static const struct seq_operations slab_debugfs_sops = {
6983         .start  = slab_debugfs_start,
6984         .next   = slab_debugfs_next,
6985         .stop   = slab_debugfs_stop,
6986         .show   = slab_debugfs_show,
6987 };
6988
6989 static int slab_debug_trace_open(struct inode *inode, struct file *filep)
6990 {
6991
6992         struct kmem_cache_node *n;
6993         enum track_item alloc;
6994         int node;
6995         struct loc_track *t = __seq_open_private(filep, &slab_debugfs_sops,
6996                                                 sizeof(struct loc_track));
6997         struct kmem_cache *s = file_inode(filep)->i_private;
6998         unsigned long *obj_map;
6999
7000         if (!t)
7001                 return -ENOMEM;
7002
7003         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
7004         if (!obj_map) {
7005                 seq_release_private(inode, filep);
7006                 return -ENOMEM;
7007         }
7008
7009         if (strcmp(filep->f_path.dentry->d_name.name, "alloc_traces") == 0)
7010                 alloc = TRACK_ALLOC;
7011         else
7012                 alloc = TRACK_FREE;
7013
7014         if (!alloc_loc_track(t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location), GFP_KERNEL)) {
7015                 bitmap_free(obj_map);
7016                 seq_release_private(inode, filep);
7017                 return -ENOMEM;
7018         }
7019
7020         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
7021                 unsigned long flags;
7022                 struct slab *slab;
7023
7024                 if (!node_nr_slabs(n))
7025                         continue;
7026
7027                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
7028                 list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
7029                         process_slab(t, s, slab, alloc, obj_map);
7030                 list_for_each_entry(slab, &n->full, slab_list)
7031                         process_slab(t, s, slab, alloc, obj_map);
7032                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
7033         }
7034
7035         /* Sort locations by count */
7036         sort_r(t->loc, t->count, sizeof(struct location),
7037                 cmp_loc_by_count, NULL, NULL);
7038
7039         bitmap_free(obj_map);
7040         return 0;
7041 }
7042
7043 static int slab_debug_trace_release(struct inode *inode, struct file *file)
7044 {
7045         struct seq_file *seq = file->private_data;
7046         struct loc_track *t = seq->private;
7047
7048         free_loc_track(t);
7049         return seq_release_private(inode, file);
7050 }
7051
7052 static const struct file_operations slab_debugfs_fops = {
7053         .open    = slab_debug_trace_open,
7054         .read    = seq_read,
7055         .llseek  = seq_lseek,
7056         .release = slab_debug_trace_release,
7057 };
7058
7059 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
7060 {
7061         struct dentry *slab_cache_dir;
7062
7063         if (unlikely(!slab_debugfs_root))
7064                 return;
7065
7066         slab_cache_dir = debugfs_create_dir(s->name, slab_debugfs_root);
7067
7068         debugfs_create_file("alloc_traces", 0400,
7069                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
7070
7071         debugfs_create_file("free_traces", 0400,
7072                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
7073 }
7074
7075 void debugfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
7076 {
7077         debugfs_lookup_and_remove(s->name, slab_debugfs_root);
7078 }
7079
7080 static int __init slab_debugfs_init(void)
7081 {
7082         struct kmem_cache *s;
7083
7084         slab_debugfs_root = debugfs_create_dir("slab", NULL);
7085
7086         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
7087                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
7088                         debugfs_slab_add(s);
7089
7090         return 0;
7091
7092 }
7093 __initcall(slab_debugfs_init);
7094 #endif
7095 /*
7096  * The /proc/slabinfo ABI
7097  */
7098 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
7099 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
7100 {
7101         unsigned long nr_slabs = 0;
7102         unsigned long nr_objs = 0;
7103         unsigned long nr_free = 0;
7104         int node;
7105         struct kmem_cache_node *n;
7106
7107         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
7108                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
7109                 nr_objs += node_nr_objs(n);
7110                 nr_free += count_partial(n, count_free);
7111         }
7112
7113         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
7114         sinfo->num_objs = nr_objs;
7115         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
7116         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
7117         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
7118         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
7119 }
7120
7121 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
7122 {
7123 }
7124
7125 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
7126                        size_t count, loff_t *ppos)
7127 {
7128         return -EIO;
7129 }
7130 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */