slub: fix/clean free_debug_processing return paths
[linux-block.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
6  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
10  */
11
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/bit_spinlock.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/bitops.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include "slab.h"
20 #include <linux/proc_fs.h>
21 #include <linux/notifier.h>
22 #include <linux/seq_file.h>
23 #include <linux/kasan.h>
24 #include <linux/kmemcheck.h>
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/cpuset.h>
27 #include <linux/mempolicy.h>
28 #include <linux/ctype.h>
29 #include <linux/debugobjects.h>
30 #include <linux/kallsyms.h>
31 #include <linux/memory.h>
32 #include <linux/math64.h>
33 #include <linux/fault-inject.h>
34 #include <linux/stacktrace.h>
35 #include <linux/prefetch.h>
36 #include <linux/memcontrol.h>
37
38 #include <trace/events/kmem.h>
39
40 #include "internal.h"
41
42 /*
43  * Lock order:
44  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
45  *   2. node->list_lock
46  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
47  *
48  *   slab_mutex
49  *
50  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
51  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
52  *
53  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
54  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
55  *   double word in the page struct. Meaning
56  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
57  *      B. page->counters       -> Counters of objects
58  *      C. page->frozen         -> frozen state
59  *
60  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
61  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
62  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
63  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
64  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
65  *
66  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
67  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
68  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
69  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
70  *   modified without taking the list lock).
71  *
72  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
73  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
74  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
75  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
76  *   the list lock.
77  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
78  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
79  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
80  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
81  *
82  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
83  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
84  *
85  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
86  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
87  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
88  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
89  * cannot scan all objects.
90  *
91  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
92  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
93  * fast frees and allocs.
94  *
95  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
96  *
97  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
98  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
99  *                      such as satisfying allocations for a specific
100  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
101  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
102  *                      list operations. It is up to the processor holding
103  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
104  *                      when the slab is no longer needed.
105  *
106  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
107  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
108  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
109  *                      freelist that allows lockless access to
110  *                      free objects in addition to the regular freelist
111  *                      that requires the slab lock.
112  *
113  * PageError            Slab requires special handling due to debug
114  *                      options set. This moves slab handling out of
115  *                      the fast path and disables lockless freelists.
116  */
117
118 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
119 {
120 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
121         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
122 #else
123         return 0;
124 #endif
125 }
126
127 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
128 {
129 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
130         return !kmem_cache_debug(s);
131 #else
132         return false;
133 #endif
134 }
135
136 /*
137  * Issues still to be resolved:
138  *
139  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
140  *
141  * - Variable sizing of the per node arrays
142  */
143
144 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
145 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
146
147 /* Enable to log cmpxchg failures */
148 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
149
150 /*
151  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
152  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
153  */
154 #define MIN_PARTIAL 5
155
156 /*
157  * Maximum number of desirable partial slabs.
158  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
159  * sort the partial list by the number of objects in use.
160  */
161 #define MAX_PARTIAL 10
162
163 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
164                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
165
166 /*
167  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
168  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
169  * metadata.
170  */
171 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
172
173 #define OO_SHIFT        16
174 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
175 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
176
177 /* Internal SLUB flags */
178 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
179 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
180
181 #ifdef CONFIG_SMP
182 static struct notifier_block slab_notifier;
183 #endif
184
185 /*
186  * Tracking user of a slab.
187  */
188 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
189 struct track {
190         unsigned long addr;     /* Called from address */
191 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
192         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
193 #endif
194         int cpu;                /* Was running on cpu */
195         int pid;                /* Pid context */
196         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
197 };
198
199 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
200
201 #ifdef CONFIG_SYSFS
202 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
203 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
204 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
205 #else
206 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
207 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
208                                                         { return 0; }
209 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
210 #endif
211
212 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
213 {
214 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
215         /*
216          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
217          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
218          */
219         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
220 #endif
221 }
222
223 /********************************************************************
224  *                      Core slab cache functions
225  *******************************************************************/
226
227 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
228 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
229                                 struct page *page, const void *object)
230 {
231         void *base;
232
233         if (!object)
234                 return 1;
235
236         base = page_address(page);
237         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
238                 (object - base) % s->size) {
239                 return 0;
240         }
241
242         return 1;
243 }
244
245 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
246 {
247         return *(void **)(object + s->offset);
248 }
249
250 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
251 {
252         prefetch(object + s->offset);
253 }
254
255 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
256 {
257         void *p;
258
259 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
260         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
261 #else
262         p = get_freepointer(s, object);
263 #endif
264         return p;
265 }
266
267 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
268 {
269         *(void **)(object + s->offset) = fp;
270 }
271
272 /* Loop over all objects in a slab */
273 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
274         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
275                         __p += (__s)->size)
276
277 #define for_each_object_idx(__p, __idx, __s, __addr, __objects) \
278         for (__p = (__addr), __idx = 1; __idx <= __objects;\
279                         __p += (__s)->size, __idx++)
280
281 /* Determine object index from a given position */
282 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
283 {
284         return (p - addr) / s->size;
285 }
286
287 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
288 {
289         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
290 }
291
292 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
293                 unsigned long size, int reserved)
294 {
295         struct kmem_cache_order_objects x = {
296                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
297         };
298
299         return x;
300 }
301
302 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
303 {
304         return x.x >> OO_SHIFT;
305 }
306
307 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
308 {
309         return x.x & OO_MASK;
310 }
311
312 /*
313  * Per slab locking using the pagelock
314  */
315 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
316 {
317         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
318         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
319 }
320
321 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
322 {
323         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
324         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
325 }
326
327 static inline void set_page_slub_counters(struct page *page, unsigned long counters_new)
328 {
329         struct page tmp;
330         tmp.counters = counters_new;
331         /*
332          * page->counters can cover frozen/inuse/objects as well
333          * as page->_count.  If we assign to ->counters directly
334          * we run the risk of losing updates to page->_count, so
335          * be careful and only assign to the fields we need.
336          */
337         page->frozen  = tmp.frozen;
338         page->inuse   = tmp.inuse;
339         page->objects = tmp.objects;
340 }
341
342 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
343 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
344                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
345                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
346                 const char *n)
347 {
348         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
349 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
350     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
351         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
352                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
353                                    freelist_old, counters_old,
354                                    freelist_new, counters_new))
355                         return true;
356         } else
357 #endif
358         {
359                 slab_lock(page);
360                 if (page->freelist == freelist_old &&
361                                         page->counters == counters_old) {
362                         page->freelist = freelist_new;
363                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
364                         slab_unlock(page);
365                         return true;
366                 }
367                 slab_unlock(page);
368         }
369
370         cpu_relax();
371         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
372
373 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
374         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
375 #endif
376
377         return false;
378 }
379
380 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
381                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
382                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
383                 const char *n)
384 {
385 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
386     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
387         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
388                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
389                                    freelist_old, counters_old,
390                                    freelist_new, counters_new))
391                         return true;
392         } else
393 #endif
394         {
395                 unsigned long flags;
396
397                 local_irq_save(flags);
398                 slab_lock(page);
399                 if (page->freelist == freelist_old &&
400                                         page->counters == counters_old) {
401                         page->freelist = freelist_new;
402                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
403                         slab_unlock(page);
404                         local_irq_restore(flags);
405                         return true;
406                 }
407                 slab_unlock(page);
408                 local_irq_restore(flags);
409         }
410
411         cpu_relax();
412         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
413
414 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
415         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
416 #endif
417
418         return false;
419 }
420
421 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
422 /*
423  * Determine a map of object in use on a page.
424  *
425  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
426  * not vanish from under us.
427  */
428 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
429 {
430         void *p;
431         void *addr = page_address(page);
432
433         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
434                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
435 }
436
437 /*
438  * Debug settings:
439  */
440 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
441 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
442 #elif defined(CONFIG_KASAN)
443 static int slub_debug = SLAB_STORE_USER;
444 #else
445 static int slub_debug;
446 #endif
447
448 static char *slub_debug_slabs;
449 static int disable_higher_order_debug;
450
451 /*
452  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
453  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
454  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
455  * to tell kasan that these accesses are OK.
456  */
457 static inline void metadata_access_enable(void)
458 {
459         kasan_disable_current();
460 }
461
462 static inline void metadata_access_disable(void)
463 {
464         kasan_enable_current();
465 }
466
467 /*
468  * Object debugging
469  */
470 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
471 {
472         metadata_access_enable();
473         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
474                         length, 1);
475         metadata_access_disable();
476 }
477
478 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
479         enum track_item alloc)
480 {
481         struct track *p;
482
483         if (s->offset)
484                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
485         else
486                 p = object + s->inuse;
487
488         return p + alloc;
489 }
490
491 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
492                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
493 {
494         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
495
496         if (addr) {
497 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
498                 struct stack_trace trace;
499                 int i;
500
501                 trace.nr_entries = 0;
502                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
503                 trace.entries = p->addrs;
504                 trace.skip = 3;
505                 metadata_access_enable();
506                 save_stack_trace(&trace);
507                 metadata_access_disable();
508
509                 /* See rant in lockdep.c */
510                 if (trace.nr_entries != 0 &&
511                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
512                         trace.nr_entries--;
513
514                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
515                         p->addrs[i] = 0;
516 #endif
517                 p->addr = addr;
518                 p->cpu = smp_processor_id();
519                 p->pid = current->pid;
520                 p->when = jiffies;
521         } else
522                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
523 }
524
525 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
526 {
527         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
528                 return;
529
530         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
531         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
532 }
533
534 static void print_track(const char *s, struct track *t)
535 {
536         if (!t->addr)
537                 return;
538
539         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
540                s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
541 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
542         {
543                 int i;
544                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
545                         if (t->addrs[i])
546                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
547                         else
548                                 break;
549         }
550 #endif
551 }
552
553 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
554 {
555         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
556                 return;
557
558         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
559         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
560 }
561
562 static void print_page_info(struct page *page)
563 {
564         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
565                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
566
567 }
568
569 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
570 {
571         struct va_format vaf;
572         va_list args;
573
574         va_start(args, fmt);
575         vaf.fmt = fmt;
576         vaf.va = &args;
577         pr_err("=============================================================================\n");
578         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
579         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
580
581         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
582         va_end(args);
583 }
584
585 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
586 {
587         struct va_format vaf;
588         va_list args;
589
590         va_start(args, fmt);
591         vaf.fmt = fmt;
592         vaf.va = &args;
593         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
594         va_end(args);
595 }
596
597 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
598 {
599         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
600         u8 *addr = page_address(page);
601
602         print_tracking(s, p);
603
604         print_page_info(page);
605
606         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
607                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
608
609         if (p > addr + 16)
610                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
611
612         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
613                                 PAGE_SIZE));
614         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
615                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
616                         s->inuse - s->object_size);
617
618         if (s->offset)
619                 off = s->offset + sizeof(void *);
620         else
621                 off = s->inuse;
622
623         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
624                 off += 2 * sizeof(struct track);
625
626         if (off != s->size)
627                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
628                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
629
630         dump_stack();
631 }
632
633 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
634                         u8 *object, char *reason)
635 {
636         slab_bug(s, "%s", reason);
637         print_trailer(s, page, object);
638 }
639
640 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
641                         const char *fmt, ...)
642 {
643         va_list args;
644         char buf[100];
645
646         va_start(args, fmt);
647         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
648         va_end(args);
649         slab_bug(s, "%s", buf);
650         print_page_info(page);
651         dump_stack();
652 }
653
654 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
655 {
656         u8 *p = object;
657
658         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
659                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
660                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
661         }
662
663         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
664                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
665 }
666
667 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
668                                                 void *from, void *to)
669 {
670         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
671         memset(from, data, to - from);
672 }
673
674 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
675                         u8 *object, char *what,
676                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
677 {
678         u8 *fault;
679         u8 *end;
680
681         metadata_access_enable();
682         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
683         metadata_access_disable();
684         if (!fault)
685                 return 1;
686
687         end = start + bytes;
688         while (end > fault && end[-1] == value)
689                 end--;
690
691         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
692         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
693                                         fault, end - 1, fault[0], value);
694         print_trailer(s, page, object);
695
696         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
697         return 0;
698 }
699
700 /*
701  * Object layout:
702  *
703  * object address
704  *      Bytes of the object to be managed.
705  *      If the freepointer may overlay the object then the free
706  *      pointer is the first word of the object.
707  *
708  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
709  *      0xa5 (POISON_END)
710  *
711  * object + s->object_size
712  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
713  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
714  *      object_size == inuse.
715  *
716  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
717  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
718  *
719  * object + s->inuse
720  *      Meta data starts here.
721  *
722  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
723  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
724  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
725  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
726  *              before the word boundary.
727  *
728  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
729  *
730  * object + s->size
731  *      Nothing is used beyond s->size.
732  *
733  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
734  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
735  * may be used with merged slabcaches.
736  */
737
738 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
739 {
740         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
741
742         if (s->offset)
743                 /* Freepointer is placed after the object. */
744                 off += sizeof(void *);
745
746         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
747                 /* We also have user information there */
748                 off += 2 * sizeof(struct track);
749
750         if (s->size == off)
751                 return 1;
752
753         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
754                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
755 }
756
757 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
758 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
759 {
760         u8 *start;
761         u8 *fault;
762         u8 *end;
763         int length;
764         int remainder;
765
766         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
767                 return 1;
768
769         start = page_address(page);
770         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
771         end = start + length;
772         remainder = length % s->size;
773         if (!remainder)
774                 return 1;
775
776         metadata_access_enable();
777         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
778         metadata_access_disable();
779         if (!fault)
780                 return 1;
781         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
782                 end--;
783
784         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
785         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
786
787         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
788         return 0;
789 }
790
791 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
792                                         void *object, u8 val)
793 {
794         u8 *p = object;
795         u8 *endobject = object + s->object_size;
796
797         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
798                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
799                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
800                         return 0;
801         } else {
802                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
803                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
804                                 endobject, POISON_INUSE,
805                                 s->inuse - s->object_size);
806                 }
807         }
808
809         if (s->flags & SLAB_POISON) {
810                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
811                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
812                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
813                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
814                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
815                         return 0;
816                 /*
817                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
818                  */
819                 check_pad_bytes(s, page, p);
820         }
821
822         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
823                 /*
824                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
825                  * freepointer while object is allocated.
826                  */
827                 return 1;
828
829         /* Check free pointer validity */
830         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
831                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
832                 /*
833                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
834                  * of the free objects in this slab. May cause
835                  * another error because the object count is now wrong.
836                  */
837                 set_freepointer(s, p, NULL);
838                 return 0;
839         }
840         return 1;
841 }
842
843 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
844 {
845         int maxobj;
846
847         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
848
849         if (!PageSlab(page)) {
850                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
851                 return 0;
852         }
853
854         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
855         if (page->objects > maxobj) {
856                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
857                         page->objects, maxobj);
858                 return 0;
859         }
860         if (page->inuse > page->objects) {
861                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
862                         page->inuse, page->objects);
863                 return 0;
864         }
865         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
866         slab_pad_check(s, page);
867         return 1;
868 }
869
870 /*
871  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
872  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
873  */
874 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
875 {
876         int nr = 0;
877         void *fp;
878         void *object = NULL;
879         int max_objects;
880
881         fp = page->freelist;
882         while (fp && nr <= page->objects) {
883                 if (fp == search)
884                         return 1;
885                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
886                         if (object) {
887                                 object_err(s, page, object,
888                                         "Freechain corrupt");
889                                 set_freepointer(s, object, NULL);
890                         } else {
891                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
892                                 page->freelist = NULL;
893                                 page->inuse = page->objects;
894                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
895                                 return 0;
896                         }
897                         break;
898                 }
899                 object = fp;
900                 fp = get_freepointer(s, object);
901                 nr++;
902         }
903
904         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
905         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
906                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
907
908         if (page->objects != max_objects) {
909                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
910                         "should be %d", page->objects, max_objects);
911                 page->objects = max_objects;
912                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
913         }
914         if (page->inuse != page->objects - nr) {
915                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
916                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
917                 page->inuse = page->objects - nr;
918                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
919         }
920         return search == NULL;
921 }
922
923 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
924                                                                 int alloc)
925 {
926         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
927                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
928                         s->name,
929                         alloc ? "alloc" : "free",
930                         object, page->inuse,
931                         page->freelist);
932
933                 if (!alloc)
934                         print_section("Object ", (void *)object,
935                                         s->object_size);
936
937                 dump_stack();
938         }
939 }
940
941 /*
942  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
943  */
944 static void add_full(struct kmem_cache *s,
945         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
946 {
947         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
948                 return;
949
950         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
951         list_add(&page->lru, &n->full);
952 }
953
954 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
955 {
956         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
957                 return;
958
959         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
960         list_del(&page->lru);
961 }
962
963 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
964 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
965 {
966         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
967
968         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
969 }
970
971 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
972 {
973         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
974 }
975
976 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
977 {
978         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
979
980         /*
981          * May be called early in order to allocate a slab for the
982          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
983          * dilemma by deferring the increment of the count during
984          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
985          */
986         if (likely(n)) {
987                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
988                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
989         }
990 }
991 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
992 {
993         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
994
995         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
996         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
997 }
998
999 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1000 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1001                                                                 void *object)
1002 {
1003         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1004                 return;
1005
1006         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1007         init_tracking(s, object);
1008 }
1009
1010 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1011                                         struct page *page,
1012                                         void *object, unsigned long addr)
1013 {
1014         if (!check_slab(s, page))
1015                 goto bad;
1016
1017         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1018                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1019                 goto bad;
1020         }
1021
1022         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1023                 goto bad;
1024
1025         /* Success perform special debug activities for allocs */
1026         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1027                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1028         trace(s, page, object, 1);
1029         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1030         return 1;
1031
1032 bad:
1033         if (PageSlab(page)) {
1034                 /*
1035                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1036                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1037                  * as used avoids touching the remaining objects.
1038                  */
1039                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1040                 page->inuse = page->objects;
1041                 page->freelist = NULL;
1042         }
1043         return 0;
1044 }
1045
1046 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1047 static noinline int free_debug_processing(
1048         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1049         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1050         unsigned long addr)
1051 {
1052         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1053         void *object = head;
1054         int cnt = 0;
1055         unsigned long uninitialized_var(flags);
1056         int ret = 0;
1057
1058         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1059         slab_lock(page);
1060
1061         if (!check_slab(s, page))
1062                 goto out;
1063
1064 next_object:
1065         cnt++;
1066
1067         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1068                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1069                 goto out;
1070         }
1071
1072         if (on_freelist(s, page, object)) {
1073                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1074                 goto out;
1075         }
1076
1077         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1078                 goto out;
1079
1080         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1081                 if (!PageSlab(page)) {
1082                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1083                                 "outside of slab", object);
1084                 } else if (!page->slab_cache) {
1085                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1086                                object);
1087                         dump_stack();
1088                 } else
1089                         object_err(s, page, object,
1090                                         "page slab pointer corrupt.");
1091                 goto out;
1092         }
1093
1094         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1095                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1096         trace(s, page, object, 0);
1097         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1098         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1099
1100         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1101         if (object != tail) {
1102                 object = get_freepointer(s, object);
1103                 goto next_object;
1104         }
1105         ret = 1;
1106
1107 out:
1108         if (cnt != bulk_cnt)
1109                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1110                          bulk_cnt, cnt);
1111
1112         slab_unlock(page);
1113         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1114         if (!ret)
1115                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1116         return ret;
1117 }
1118
1119 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1120 {
1121         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1122         if (*str++ != '=' || !*str)
1123                 /*
1124                  * No options specified. Switch on full debugging.
1125                  */
1126                 goto out;
1127
1128         if (*str == ',')
1129                 /*
1130                  * No options but restriction on slabs. This means full
1131                  * debugging for slabs matching a pattern.
1132                  */
1133                 goto check_slabs;
1134
1135         slub_debug = 0;
1136         if (*str == '-')
1137                 /*
1138                  * Switch off all debugging measures.
1139                  */
1140                 goto out;
1141
1142         /*
1143          * Determine which debug features should be switched on
1144          */
1145         for (; *str && *str != ','; str++) {
1146                 switch (tolower(*str)) {
1147                 case 'f':
1148                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1149                         break;
1150                 case 'z':
1151                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1152                         break;
1153                 case 'p':
1154                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1155                         break;
1156                 case 'u':
1157                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1158                         break;
1159                 case 't':
1160                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1161                         break;
1162                 case 'a':
1163                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1164                         break;
1165                 case 'o':
1166                         /*
1167                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1168                          * order would increase as a result.
1169                          */
1170                         disable_higher_order_debug = 1;
1171                         break;
1172                 default:
1173                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1174                                *str);
1175                 }
1176         }
1177
1178 check_slabs:
1179         if (*str == ',')
1180                 slub_debug_slabs = str + 1;
1181 out:
1182         return 1;
1183 }
1184
1185 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1186
1187 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1188         unsigned long flags, const char *name,
1189         void (*ctor)(void *))
1190 {
1191         /*
1192          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1193          */
1194         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1195                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1196                 flags |= slub_debug;
1197
1198         return flags;
1199 }
1200 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1201 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1202                         struct page *page, void *object) {}
1203
1204 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1205         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1206
1207 static inline int free_debug_processing(
1208         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1209         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1210         unsigned long addr) { return 0; }
1211
1212 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1213                         { return 1; }
1214 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1215                         void *object, u8 val) { return 1; }
1216 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1217                                         struct page *page) {}
1218 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1219                                         struct page *page) {}
1220 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1221         unsigned long flags, const char *name,
1222         void (*ctor)(void *))
1223 {
1224         return flags;
1225 }
1226 #define slub_debug 0
1227
1228 #define disable_higher_order_debug 0
1229
1230 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1231                                                         { return 0; }
1232 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1233                                                         { return 0; }
1234 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1235                                                         int objects) {}
1236 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1237                                                         int objects) {}
1238
1239 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1240
1241 /*
1242  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1243  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1244  */
1245 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1246 {
1247         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1248         kasan_kmalloc_large(ptr, size);
1249 }
1250
1251 static inline void kfree_hook(const void *x)
1252 {
1253         kmemleak_free(x);
1254         kasan_kfree_large(x);
1255 }
1256
1257 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1258 {
1259         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1260
1261         /*
1262          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1263          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1264          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1265          */
1266 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
1267         {
1268                 unsigned long flags;
1269
1270                 local_irq_save(flags);
1271                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
1272                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1273                 local_irq_restore(flags);
1274         }
1275 #endif
1276         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1277                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1278
1279         kasan_slab_free(s, x);
1280 }
1281
1282 static inline void slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1283                                            void *head, void *tail)
1284 {
1285 /*
1286  * Compiler cannot detect this function can be removed if slab_free_hook()
1287  * evaluates to nothing.  Thus, catch all relevant config debug options here.
1288  */
1289 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) ||                \
1290         defined(CONFIG_LOCKDEP) ||              \
1291         defined(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK) ||       \
1292         defined(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_FREE) ||   \
1293         defined(CONFIG_KASAN)
1294
1295         void *object = head;
1296         void *tail_obj = tail ? : head;
1297
1298         do {
1299                 slab_free_hook(s, object);
1300         } while ((object != tail_obj) &&
1301                  (object = get_freepointer(s, object)));
1302 #endif
1303 }
1304
1305 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1306                                 void *object)
1307 {
1308         setup_object_debug(s, page, object);
1309         if (unlikely(s->ctor)) {
1310                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1311                 s->ctor(object);
1312                 kasan_poison_object_data(s, object);
1313         }
1314 }
1315
1316 /*
1317  * Slab allocation and freeing
1318  */
1319 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1320                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1321 {
1322         struct page *page;
1323         int order = oo_order(oo);
1324
1325         flags |= __GFP_NOTRACK;
1326
1327         if (node == NUMA_NO_NODE)
1328                 page = alloc_pages(flags, order);
1329         else
1330                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1331
1332         if (page && memcg_charge_slab(page, flags, order, s)) {
1333                 __free_pages(page, order);
1334                 page = NULL;
1335         }
1336
1337         return page;
1338 }
1339
1340 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1341 {
1342         struct page *page;
1343         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1344         gfp_t alloc_gfp;
1345         void *start, *p;
1346         int idx, order;
1347
1348         flags &= gfp_allowed_mask;
1349
1350         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1351                 local_irq_enable();
1352
1353         flags |= s->allocflags;
1354
1355         /*
1356          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1357          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1358          */
1359         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1360         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1361                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM;
1362
1363         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1364         if (unlikely(!page)) {
1365                 oo = s->min;
1366                 alloc_gfp = flags;
1367                 /*
1368                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1369                  * Try a lower order alloc if possible
1370                  */
1371                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1372                 if (unlikely(!page))
1373                         goto out;
1374                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1375         }
1376
1377         if (kmemcheck_enabled &&
1378             !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1379                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1380
1381                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), alloc_gfp, node);
1382
1383                 /*
1384                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1385                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1386                  */
1387                 if (s->ctor)
1388                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1389                 else
1390                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1391         }
1392
1393         page->objects = oo_objects(oo);
1394
1395         order = compound_order(page);
1396         page->slab_cache = s;
1397         __SetPageSlab(page);
1398         if (page_is_pfmemalloc(page))
1399                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1400
1401         start = page_address(page);
1402
1403         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1404                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1405
1406         kasan_poison_slab(page);
1407
1408         for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1409                 setup_object(s, page, p);
1410                 if (likely(idx < page->objects))
1411                         set_freepointer(s, p, p + s->size);
1412                 else
1413                         set_freepointer(s, p, NULL);
1414         }
1415
1416         page->freelist = start;
1417         page->inuse = page->objects;
1418         page->frozen = 1;
1419
1420 out:
1421         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1422                 local_irq_disable();
1423         if (!page)
1424                 return NULL;
1425
1426         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1427                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1428                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1429                 1 << oo_order(oo));
1430
1431         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1432
1433         return page;
1434 }
1435
1436 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1437 {
1438         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1439                 pr_emerg("gfp: %u\n", flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1440                 BUG();
1441         }
1442
1443         return allocate_slab(s,
1444                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1445 }
1446
1447 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1448 {
1449         int order = compound_order(page);
1450         int pages = 1 << order;
1451
1452         if (kmem_cache_debug(s)) {
1453                 void *p;
1454
1455                 slab_pad_check(s, page);
1456                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1457                                                 page->objects)
1458                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1459         }
1460
1461         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1462
1463         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1464                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1465                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1466                 -pages);
1467
1468         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1469         __ClearPageSlab(page);
1470
1471         page_mapcount_reset(page);
1472         if (current->reclaim_state)
1473                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1474         __free_kmem_pages(page, order);
1475 }
1476
1477 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1478         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1479
1480 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1481 {
1482         struct page *page;
1483
1484         if (need_reserve_slab_rcu)
1485                 page = virt_to_head_page(h);
1486         else
1487                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1488
1489         __free_slab(page->slab_cache, page);
1490 }
1491
1492 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1493 {
1494         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1495                 struct rcu_head *head;
1496
1497                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1498                         int order = compound_order(page);
1499                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1500
1501                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1502                         head = page_address(page) + offset;
1503                 } else {
1504                         head = &page->rcu_head;
1505                 }
1506
1507                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1508         } else
1509                 __free_slab(s, page);
1510 }
1511
1512 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1513 {
1514         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1515         free_slab(s, page);
1516 }
1517
1518 /*
1519  * Management of partially allocated slabs.
1520  */
1521 static inline void
1522 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1523 {
1524         n->nr_partial++;
1525         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1526                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1527         else
1528                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1529 }
1530
1531 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1532                                 struct page *page, int tail)
1533 {
1534         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1535         __add_partial(n, page, tail);
1536 }
1537
1538 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1539                                         struct page *page)
1540 {
1541         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1542         list_del(&page->lru);
1543         n->nr_partial--;
1544 }
1545
1546 /*
1547  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1548  * return the pointer to the freelist.
1549  *
1550  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1551  */
1552 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1553                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1554                 int mode, int *objects)
1555 {
1556         void *freelist;
1557         unsigned long counters;
1558         struct page new;
1559
1560         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1561
1562         /*
1563          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1564          * The old freelist is the list of objects for the
1565          * per cpu allocation list.
1566          */
1567         freelist = page->freelist;
1568         counters = page->counters;
1569         new.counters = counters;
1570         *objects = new.objects - new.inuse;
1571         if (mode) {
1572                 new.inuse = page->objects;
1573                 new.freelist = NULL;
1574         } else {
1575                 new.freelist = freelist;
1576         }
1577
1578         VM_BUG_ON(new.frozen);
1579         new.frozen = 1;
1580
1581         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1582                         freelist, counters,
1583                         new.freelist, new.counters,
1584                         "acquire_slab"))
1585                 return NULL;
1586
1587         remove_partial(n, page);
1588         WARN_ON(!freelist);
1589         return freelist;
1590 }
1591
1592 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1593 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1594
1595 /*
1596  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1597  */
1598 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1599                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1600 {
1601         struct page *page, *page2;
1602         void *object = NULL;
1603         int available = 0;
1604         int objects;
1605
1606         /*
1607          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1608          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1609          * partial slab and there is none available then get_partials()
1610          * will return NULL.
1611          */
1612         if (!n || !n->nr_partial)
1613                 return NULL;
1614
1615         spin_lock(&n->list_lock);
1616         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1617                 void *t;
1618
1619                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1620                         continue;
1621
1622                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1623                 if (!t)
1624                         break;
1625
1626                 available += objects;
1627                 if (!object) {
1628                         c->page = page;
1629                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1630                         object = t;
1631                 } else {
1632                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1633                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1634                 }
1635                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1636                         || available > s->cpu_partial / 2)
1637                         break;
1638
1639         }
1640         spin_unlock(&n->list_lock);
1641         return object;
1642 }
1643
1644 /*
1645  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1646  */
1647 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1648                 struct kmem_cache_cpu *c)
1649 {
1650 #ifdef CONFIG_NUMA
1651         struct zonelist *zonelist;
1652         struct zoneref *z;
1653         struct zone *zone;
1654         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1655         void *object;
1656         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1657
1658         /*
1659          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1660          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1661          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1662          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1663          *
1664          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1665          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1666          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1667          * from other nodes and filled up.
1668          *
1669          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1670          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1671          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1672          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1673          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1674          * with available objects.
1675          */
1676         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1677                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1678                 return NULL;
1679
1680         do {
1681                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1682                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1683                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1684                         struct kmem_cache_node *n;
1685
1686                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1687
1688                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1689                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1690                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1691                                 if (object) {
1692                                         /*
1693                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1694                                          * here - if mems_allowed was updated in
1695                                          * parallel, that was a harmless race
1696                                          * between allocation and the cpuset
1697                                          * update
1698                                          */
1699                                         return object;
1700                                 }
1701                         }
1702                 }
1703         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1704 #endif
1705         return NULL;
1706 }
1707
1708 /*
1709  * Get a partial page, lock it and return it.
1710  */
1711 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1712                 struct kmem_cache_cpu *c)
1713 {
1714         void *object;
1715         int searchnode = node;
1716
1717         if (node == NUMA_NO_NODE)
1718                 searchnode = numa_mem_id();
1719         else if (!node_present_pages(node))
1720                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1721
1722         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1723         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1724                 return object;
1725
1726         return get_any_partial(s, flags, c);
1727 }
1728
1729 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1730 /*
1731  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1732  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1733  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1734  */
1735 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1736 #else
1737 /*
1738  * No preemption supported therefore also no need to check for
1739  * different cpus.
1740  */
1741 #define TID_STEP 1
1742 #endif
1743
1744 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1745 {
1746         return tid + TID_STEP;
1747 }
1748
1749 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1750 {
1751         return tid % TID_STEP;
1752 }
1753
1754 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1755 {
1756         return tid / TID_STEP;
1757 }
1758
1759 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1760 {
1761         return cpu;
1762 }
1763
1764 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1765                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1766 {
1767 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1768         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1769
1770         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1771
1772 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1773         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1774                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1775                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1776         else
1777 #endif
1778         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1779                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1780                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1781         else
1782                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1783                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1784 #endif
1785         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1786 }
1787
1788 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1789 {
1790         int cpu;
1791
1792         for_each_possible_cpu(cpu)
1793                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1794 }
1795
1796 /*
1797  * Remove the cpu slab
1798  */
1799 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1800                                 void *freelist)
1801 {
1802         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1803         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1804         int lock = 0;
1805         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1806         void *nextfree;
1807         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1808         struct page new;
1809         struct page old;
1810
1811         if (page->freelist) {
1812                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1813                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1814         }
1815
1816         /*
1817          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1818          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1819          * last one.
1820          *
1821          * There is no need to take the list->lock because the page
1822          * is still frozen.
1823          */
1824         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1825                 void *prior;
1826                 unsigned long counters;
1827
1828                 do {
1829                         prior = page->freelist;
1830                         counters = page->counters;
1831                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1832                         new.counters = counters;
1833                         new.inuse--;
1834                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1835
1836                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1837                         prior, counters,
1838                         freelist, new.counters,
1839                         "drain percpu freelist"));
1840
1841                 freelist = nextfree;
1842         }
1843
1844         /*
1845          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1846          * list presence reflects the actual number of objects
1847          * during unfreeze.
1848          *
1849          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1850          * with the count. If there is a mismatch then the page
1851          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1852          *
1853          * Then we restart the process which may have to remove
1854          * the page from the list that we just put it on again
1855          * because the number of objects in the slab may have
1856          * changed.
1857          */
1858 redo:
1859
1860         old.freelist = page->freelist;
1861         old.counters = page->counters;
1862         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1863
1864         /* Determine target state of the slab */
1865         new.counters = old.counters;
1866         if (freelist) {
1867                 new.inuse--;
1868                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1869                 new.freelist = freelist;
1870         } else
1871                 new.freelist = old.freelist;
1872
1873         new.frozen = 0;
1874
1875         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
1876                 m = M_FREE;
1877         else if (new.freelist) {
1878                 m = M_PARTIAL;
1879                 if (!lock) {
1880                         lock = 1;
1881                         /*
1882                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1883                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1884                          * is frozen
1885                          */
1886                         spin_lock(&n->list_lock);
1887                 }
1888         } else {
1889                 m = M_FULL;
1890                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1891                         lock = 1;
1892                         /*
1893                          * This also ensures that the scanning of full
1894                          * slabs from diagnostic functions will not see
1895                          * any frozen slabs.
1896                          */
1897                         spin_lock(&n->list_lock);
1898                 }
1899         }
1900
1901         if (l != m) {
1902
1903                 if (l == M_PARTIAL)
1904
1905                         remove_partial(n, page);
1906
1907                 else if (l == M_FULL)
1908
1909                         remove_full(s, n, page);
1910
1911                 if (m == M_PARTIAL) {
1912
1913                         add_partial(n, page, tail);
1914                         stat(s, tail);
1915
1916                 } else if (m == M_FULL) {
1917
1918                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1919                         add_full(s, n, page);
1920
1921                 }
1922         }
1923
1924         l = m;
1925         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1926                                 old.freelist, old.counters,
1927                                 new.freelist, new.counters,
1928                                 "unfreezing slab"))
1929                 goto redo;
1930
1931         if (lock)
1932                 spin_unlock(&n->list_lock);
1933
1934         if (m == M_FREE) {
1935                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1936                 discard_slab(s, page);
1937                 stat(s, FREE_SLAB);
1938         }
1939 }
1940
1941 /*
1942  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1943  *
1944  * This function must be called with interrupts disabled
1945  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
1946  * to guarantee no concurrent accesses).
1947  */
1948 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
1949                 struct kmem_cache_cpu *c)
1950 {
1951 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
1952         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1953         struct page *page, *discard_page = NULL;
1954
1955         while ((page = c->partial)) {
1956                 struct page new;
1957                 struct page old;
1958
1959                 c->partial = page->next;
1960
1961                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1962                 if (n != n2) {
1963                         if (n)
1964                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1965
1966                         n = n2;
1967                         spin_lock(&n->list_lock);
1968                 }
1969
1970                 do {
1971
1972                         old.freelist = page->freelist;
1973                         old.counters = page->counters;
1974                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1975
1976                         new.counters = old.counters;
1977                         new.freelist = old.freelist;
1978
1979                         new.frozen = 0;
1980
1981                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1982                                 old.freelist, old.counters,
1983                                 new.freelist, new.counters,
1984                                 "unfreezing slab"));
1985
1986                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
1987                         page->next = discard_page;
1988                         discard_page = page;
1989                 } else {
1990                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
1991                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1992                 }
1993         }
1994
1995         if (n)
1996                 spin_unlock(&n->list_lock);
1997
1998         while (discard_page) {
1999                 page = discard_page;
2000                 discard_page = discard_page->next;
2001
2002                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2003                 discard_slab(s, page);
2004                 stat(s, FREE_SLAB);
2005         }
2006 #endif
2007 }
2008
2009 /*
2010  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2011  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2012  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2013  * onto a random cpus partial slot.
2014  *
2015  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2016  * per node partial list.
2017  */
2018 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2019 {
2020 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2021         struct page *oldpage;
2022         int pages;
2023         int pobjects;
2024
2025         preempt_disable();
2026         do {
2027                 pages = 0;
2028                 pobjects = 0;
2029                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2030
2031                 if (oldpage) {
2032                         pobjects = oldpage->pobjects;
2033                         pages = oldpage->pages;
2034                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2035                                 unsigned long flags;
2036                                 /*
2037                                  * partial array is full. Move the existing
2038                                  * set to the per node partial list.
2039                                  */
2040                                 local_irq_save(flags);
2041                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2042                                 local_irq_restore(flags);
2043                                 oldpage = NULL;
2044                                 pobjects = 0;
2045                                 pages = 0;
2046                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2047                         }
2048                 }
2049
2050                 pages++;
2051                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2052
2053                 page->pages = pages;
2054                 page->pobjects = pobjects;
2055                 page->next = oldpage;
2056
2057         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2058                                                                 != oldpage);
2059         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2060                 unsigned long flags;
2061
2062                 local_irq_save(flags);
2063                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2064                 local_irq_restore(flags);
2065         }
2066         preempt_enable();
2067 #endif
2068 }
2069
2070 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2071 {
2072         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2073         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2074
2075         c->tid = next_tid(c->tid);
2076         c->page = NULL;
2077         c->freelist = NULL;
2078 }
2079
2080 /*
2081  * Flush cpu slab.
2082  *
2083  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2084  */
2085 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2086 {
2087         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2088
2089         if (likely(c)) {
2090                 if (c->page)
2091                         flush_slab(s, c);
2092
2093                 unfreeze_partials(s, c);
2094         }
2095 }
2096
2097 static void flush_cpu_slab(void *d)
2098 {
2099         struct kmem_cache *s = d;
2100
2101         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2102 }
2103
2104 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2105 {
2106         struct kmem_cache *s = info;
2107         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2108
2109         return c->page || c->partial;
2110 }
2111
2112 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2113 {
2114         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2115 }
2116
2117 /*
2118  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2119  * locality expectations.
2120  */
2121 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2122 {
2123 #ifdef CONFIG_NUMA
2124         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2125                 return 0;
2126 #endif
2127         return 1;
2128 }
2129
2130 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2131 static int count_free(struct page *page)
2132 {
2133         return page->objects - page->inuse;
2134 }
2135
2136 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2137 {
2138         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2139 }
2140 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2141
2142 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2143 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2144                                         int (*get_count)(struct page *))
2145 {
2146         unsigned long flags;
2147         unsigned long x = 0;
2148         struct page *page;
2149
2150         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2151         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2152                 x += get_count(page);
2153         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2154         return x;
2155 }
2156 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2157
2158 static noinline void
2159 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2160 {
2161 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2162         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2163                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2164         int node;
2165         struct kmem_cache_node *n;
2166
2167         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2168                 return;
2169
2170         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2171                 nid, gfpflags);
2172         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, default order: %d, min order: %d\n",
2173                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2174                 oo_order(s->min));
2175
2176         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2177                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2178                         s->name);
2179
2180         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2181                 unsigned long nr_slabs;
2182                 unsigned long nr_objs;
2183                 unsigned long nr_free;
2184
2185                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2186                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2187                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2188
2189                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2190                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2191         }
2192 #endif
2193 }
2194
2195 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2196                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2197 {
2198         void *freelist;
2199         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2200         struct page *page;
2201
2202         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2203
2204         if (freelist)
2205                 return freelist;
2206
2207         page = new_slab(s, flags, node);
2208         if (page) {
2209                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2210                 if (c->page)
2211                         flush_slab(s, c);
2212
2213                 /*
2214                  * No other reference to the page yet so we can
2215                  * muck around with it freely without cmpxchg
2216                  */
2217                 freelist = page->freelist;
2218                 page->freelist = NULL;
2219
2220                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2221                 c->page = page;
2222                 *pc = c;
2223         } else
2224                 freelist = NULL;
2225
2226         return freelist;
2227 }
2228
2229 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2230 {
2231         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2232                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2233
2234         return true;
2235 }
2236
2237 /*
2238  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2239  * per cpu freelist or deactivate the page.
2240  *
2241  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2242  *
2243  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2244  *
2245  * This function must be called with interrupt disabled.
2246  */
2247 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2248 {
2249         struct page new;
2250         unsigned long counters;
2251         void *freelist;
2252
2253         do {
2254                 freelist = page->freelist;
2255                 counters = page->counters;
2256
2257                 new.counters = counters;
2258                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2259
2260                 new.inuse = page->objects;
2261                 new.frozen = freelist != NULL;
2262
2263         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2264                 freelist, counters,
2265                 NULL, new.counters,
2266                 "get_freelist"));
2267
2268         return freelist;
2269 }
2270
2271 /*
2272  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2273  * debugging duties.
2274  *
2275  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2276  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2277  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2278  *
2279  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2280  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2281  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2282  *
2283  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2284  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2285  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2286  *
2287  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2288  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2289  */
2290 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2291                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2292 {
2293         void *freelist;
2294         struct page *page;
2295
2296         page = c->page;
2297         if (!page)
2298                 goto new_slab;
2299 redo:
2300
2301         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2302                 int searchnode = node;
2303
2304                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2305                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2306
2307                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2308                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2309                         deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2310                         c->page = NULL;
2311                         c->freelist = NULL;
2312                         goto new_slab;
2313                 }
2314         }
2315
2316         /*
2317          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2318          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2319          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2320          */
2321         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2322                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2323                 c->page = NULL;
2324                 c->freelist = NULL;
2325                 goto new_slab;
2326         }
2327
2328         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2329         freelist = c->freelist;
2330         if (freelist)
2331                 goto load_freelist;
2332
2333         freelist = get_freelist(s, page);
2334
2335         if (!freelist) {
2336                 c->page = NULL;
2337                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2338                 goto new_slab;
2339         }
2340
2341         stat(s, ALLOC_REFILL);
2342
2343 load_freelist:
2344         /*
2345          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2346          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2347          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2348          */
2349         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2350         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2351         c->tid = next_tid(c->tid);
2352         return freelist;
2353
2354 new_slab:
2355
2356         if (c->partial) {
2357                 page = c->page = c->partial;
2358                 c->partial = page->next;
2359                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2360                 c->freelist = NULL;
2361                 goto redo;
2362         }
2363
2364         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2365
2366         if (unlikely(!freelist)) {
2367                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2368                 return NULL;
2369         }
2370
2371         page = c->page;
2372         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2373                 goto load_freelist;
2374
2375         /* Only entered in the debug case */
2376         if (kmem_cache_debug(s) &&
2377                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2378                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2379
2380         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2381         c->page = NULL;
2382         c->freelist = NULL;
2383         return freelist;
2384 }
2385
2386 /*
2387  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2388  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2389  */
2390 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2391                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2392 {
2393         void *p;
2394         unsigned long flags;
2395
2396         local_irq_save(flags);
2397 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2398         /*
2399          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2400          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2401          * pointer.
2402          */
2403         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2404 #endif
2405
2406         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2407         local_irq_restore(flags);
2408         return p;
2409 }
2410
2411 /*
2412  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2413  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2414  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2415  *
2416  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2417  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2418  *
2419  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2420  */
2421 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2422                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2423 {
2424         void *object;
2425         struct kmem_cache_cpu *c;
2426         struct page *page;
2427         unsigned long tid;
2428
2429         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2430         if (!s)
2431                 return NULL;
2432 redo:
2433         /*
2434          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2435          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2436          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2437          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2438          *
2439          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2440          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2441          * to check if it is matched or not.
2442          */
2443         do {
2444                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2445                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2446         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2447                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2448
2449         /*
2450          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2451          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2452          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2453          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2454          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2455          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2456          */
2457         barrier();
2458
2459         /*
2460          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2461          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2462          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2463          * linked list in between.
2464          */
2465
2466         object = c->freelist;
2467         page = c->page;
2468         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2469                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2470                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2471         } else {
2472                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2473
2474                 /*
2475                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2476                  * operation and if we are on the right processor.
2477                  *
2478                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2479                  * semantics!)
2480                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2481                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2482                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2483                  *
2484                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2485                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2486                  * other cpus.
2487                  */
2488                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2489                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2490                                 object, tid,
2491                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2492
2493                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2494                         goto redo;
2495                 }
2496                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2497                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2498         }
2499
2500         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2501                 memset(object, 0, s->object_size);
2502
2503         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2504
2505         return object;
2506 }
2507
2508 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2509                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2510 {
2511         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2512 }
2513
2514 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2515 {
2516         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2517
2518         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2519                                 s->size, gfpflags);
2520
2521         return ret;
2522 }
2523 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2524
2525 #ifdef CONFIG_TRACING
2526 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2527 {
2528         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2529         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2530         kasan_kmalloc(s, ret, size);
2531         return ret;
2532 }
2533 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2534 #endif
2535
2536 #ifdef CONFIG_NUMA
2537 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2538 {
2539         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2540
2541         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2542                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2543
2544         return ret;
2545 }
2546 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2547
2548 #ifdef CONFIG_TRACING
2549 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2550                                     gfp_t gfpflags,
2551                                     int node, size_t size)
2552 {
2553         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2554
2555         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2556                            size, s->size, gfpflags, node);
2557
2558         kasan_kmalloc(s, ret, size);
2559         return ret;
2560 }
2561 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2562 #endif
2563 #endif
2564
2565 /*
2566  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2567  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2568  *
2569  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2570  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2571  * handling required then we can return immediately.
2572  */
2573 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2574                         void *head, void *tail, int cnt,
2575                         unsigned long addr)
2576
2577 {
2578         void *prior;
2579         int was_frozen;
2580         struct page new;
2581         unsigned long counters;
2582         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2583         unsigned long uninitialized_var(flags);
2584
2585         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2586
2587         if (kmem_cache_debug(s) &&
2588             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2589                 return;
2590
2591         do {
2592                 if (unlikely(n)) {
2593                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2594                         n = NULL;
2595                 }
2596                 prior = page->freelist;
2597                 counters = page->counters;
2598                 set_freepointer(s, tail, prior);
2599                 new.counters = counters;
2600                 was_frozen = new.frozen;
2601                 new.inuse -= cnt;
2602                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2603
2604                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2605
2606                                 /*
2607                                  * Slab was on no list before and will be
2608                                  * partially empty
2609                                  * We can defer the list move and instead
2610                                  * freeze it.
2611                                  */
2612                                 new.frozen = 1;
2613
2614                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2615
2616                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2617                                 /*
2618                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2619                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2620                                  * drop the list_lock without any processing.
2621                                  *
2622                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2623                                  * other processors updating the list of slabs.
2624                                  */
2625                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2626
2627                         }
2628                 }
2629
2630         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2631                 prior, counters,
2632                 head, new.counters,
2633                 "__slab_free"));
2634
2635         if (likely(!n)) {
2636
2637                 /*
2638                  * If we just froze the page then put it onto the
2639                  * per cpu partial list.
2640                  */
2641                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2642                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2643                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2644                 }
2645                 /*
2646                  * The list lock was not taken therefore no list
2647                  * activity can be necessary.
2648                  */
2649                 if (was_frozen)
2650                         stat(s, FREE_FROZEN);
2651                 return;
2652         }
2653
2654         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2655                 goto slab_empty;
2656
2657         /*
2658          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2659          * then add it.
2660          */
2661         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2662                 if (kmem_cache_debug(s))
2663                         remove_full(s, n, page);
2664                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2665                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2666         }
2667         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2668         return;
2669
2670 slab_empty:
2671         if (prior) {
2672                 /*
2673                  * Slab on the partial list.
2674                  */
2675                 remove_partial(n, page);
2676                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2677         } else {
2678                 /* Slab must be on the full list */
2679                 remove_full(s, n, page);
2680         }
2681
2682         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2683         stat(s, FREE_SLAB);
2684         discard_slab(s, page);
2685 }
2686
2687 /*
2688  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2689  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2690  *
2691  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2692  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2693  * the item before.
2694  *
2695  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2696  * with all sorts of special processing.
2697  *
2698  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2699  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2700  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2701  */
2702 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2703                                       void *head, void *tail, int cnt,
2704                                       unsigned long addr)
2705 {
2706         void *tail_obj = tail ? : head;
2707         struct kmem_cache_cpu *c;
2708         unsigned long tid;
2709
2710         slab_free_freelist_hook(s, head, tail);
2711
2712 redo:
2713         /*
2714          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2715          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2716          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2717          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2718          */
2719         do {
2720                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2721                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2722         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2723                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2724
2725         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2726         barrier();
2727
2728         if (likely(page == c->page)) {
2729                 set_freepointer(s, tail_obj, c->freelist);
2730
2731                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2732                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2733                                 c->freelist, tid,
2734                                 head, next_tid(tid)))) {
2735
2736                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2737                         goto redo;
2738                 }
2739                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2740         } else
2741                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
2742
2743 }
2744
2745 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2746 {
2747         s = cache_from_obj(s, x);
2748         if (!s)
2749                 return;
2750         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
2751         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2752 }
2753 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2754
2755 struct detached_freelist {
2756         struct page *page;
2757         void *tail;
2758         void *freelist;
2759         int cnt;
2760         struct kmem_cache *s;
2761 };
2762
2763 /*
2764  * This function progressively scans the array with free objects (with
2765  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
2766  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
2767  * page/objects.  This can happen without any need for
2768  * synchronization, because the objects are owned by running process.
2769  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
2770  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
2771  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
2772  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
2773  * to performance reasons.
2774  */
2775 static inline
2776 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
2777                             void **p, struct detached_freelist *df)
2778 {
2779         size_t first_skipped_index = 0;
2780         int lookahead = 3;
2781         void *object;
2782         struct page *page;
2783
2784         /* Always re-init detached_freelist */
2785         df->page = NULL;
2786
2787         do {
2788                 object = p[--size];
2789                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
2790         } while (!object && size);
2791
2792         if (!object)
2793                 return 0;
2794
2795         page = virt_to_head_page(object);
2796         if (!s) {
2797                 /* Handle kalloc'ed objects */
2798                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2799                         BUG_ON(!PageCompound(page));
2800                         kfree_hook(object);
2801                         __free_kmem_pages(page, compound_order(page));
2802                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
2803                         return size;
2804                 }
2805                 /* Derive kmem_cache from object */
2806                 df->s = page->slab_cache;
2807         } else {
2808                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
2809         }
2810
2811         /* Start new detached freelist */
2812         df->page = page;
2813         set_freepointer(df->s, object, NULL);
2814         df->tail = object;
2815         df->freelist = object;
2816         p[size] = NULL; /* mark object processed */
2817         df->cnt = 1;
2818
2819         while (size) {
2820                 object = p[--size];
2821                 if (!object)
2822                         continue; /* Skip processed objects */
2823
2824                 /* df->page is always set at this point */
2825                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
2826                         /* Opportunity build freelist */
2827                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
2828                         df->freelist = object;
2829                         df->cnt++;
2830                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
2831
2832                         continue;
2833                 }
2834
2835                 /* Limit look ahead search */
2836                 if (!--lookahead)
2837                         break;
2838
2839                 if (!first_skipped_index)
2840                         first_skipped_index = size + 1;
2841         }
2842
2843         return first_skipped_index;
2844 }
2845
2846 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
2847 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
2848 {
2849         if (WARN_ON(!size))
2850                 return;
2851
2852         do {
2853                 struct detached_freelist df;
2854
2855                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
2856                 if (unlikely(!df.page))
2857                         continue;
2858
2859                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
2860         } while (likely(size));
2861 }
2862 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
2863
2864 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
2865 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
2866                           void **p)
2867 {
2868         struct kmem_cache_cpu *c;
2869         int i;
2870
2871         /* memcg and kmem_cache debug support */
2872         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
2873         if (unlikely(!s))
2874                 return false;
2875         /*
2876          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
2877          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
2878          * handlers invoking normal fastpath.
2879          */
2880         local_irq_disable();
2881         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2882
2883         for (i = 0; i < size; i++) {
2884                 void *object = c->freelist;
2885
2886                 if (unlikely(!object)) {
2887                         /*
2888                          * Invoking slow path likely have side-effect
2889                          * of re-populating per CPU c->freelist
2890                          */
2891                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
2892                                             _RET_IP_, c);
2893                         if (unlikely(!p[i]))
2894                                 goto error;
2895
2896                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2897                         continue; /* goto for-loop */
2898                 }
2899                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
2900                 p[i] = object;
2901         }
2902         c->tid = next_tid(c->tid);
2903         local_irq_enable();
2904
2905         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
2906         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO)) {
2907                 int j;
2908
2909                 for (j = 0; j < i; j++)
2910                         memset(p[j], 0, s->object_size);
2911         }
2912
2913         /* memcg and kmem_cache debug support */
2914         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
2915         return i;
2916 error:
2917         local_irq_enable();
2918         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
2919         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
2920         return 0;
2921 }
2922 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
2923
2924
2925 /*
2926  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2927  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2928  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2929  * another.
2930  *
2931  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2932  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2933  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2934  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2935  * locking overhead.
2936  */
2937
2938 /*
2939  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2940  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2941  * and increases the number of allocations possible without having to
2942  * take the list_lock.
2943  */
2944 static int slub_min_order;
2945 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2946 static int slub_min_objects;
2947
2948 /*
2949  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2950  *
2951  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2952  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2953  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2954  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2955  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2956  * would be wasted.
2957  *
2958  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2959  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2960  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2961  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2962  *
2963  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2964  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2965  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2966  * of space in favor of a small page order.
2967  *
2968  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2969  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2970  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2971  * the smallest order which will fit the object.
2972  */
2973 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2974                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2975 {
2976         int order;
2977         int rem;
2978         int min_order = slub_min_order;
2979
2980         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2981                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2982
2983         for (order = max(min_order, get_order(min_objects * size + reserved));
2984                         order <= max_order; order++) {
2985
2986                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2987
2988                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2989
2990                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2991                         break;
2992         }
2993
2994         return order;
2995 }
2996
2997 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2998 {
2999         int order;
3000         int min_objects;
3001         int fraction;
3002         int max_objects;
3003
3004         /*
3005          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3006          * works by first attempting to generate a layout with
3007          * the best configuration and backing off gradually.
3008          *
3009          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3010          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3011          */
3012         min_objects = slub_min_objects;
3013         if (!min_objects)
3014                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3015         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
3016         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3017
3018         while (min_objects > 1) {
3019                 fraction = 16;
3020                 while (fraction >= 4) {
3021                         order = slab_order(size, min_objects,
3022                                         slub_max_order, fraction, reserved);
3023                         if (order <= slub_max_order)
3024                                 return order;
3025                         fraction /= 2;
3026                 }
3027                 min_objects--;
3028         }
3029
3030         /*
3031          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3032          * lets see if we can place a single object there.
3033          */
3034         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
3035         if (order <= slub_max_order)
3036                 return order;
3037
3038         /*
3039          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3040          */
3041         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
3042         if (order < MAX_ORDER)
3043                 return order;
3044         return -ENOSYS;
3045 }
3046
3047 static void
3048 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3049 {
3050         n->nr_partial = 0;
3051         spin_lock_init(&n->list_lock);
3052         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3053 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3054         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3055         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3056         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3057 #endif
3058 }
3059
3060 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3061 {
3062         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3063                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3064
3065         /*
3066          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3067          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3068          */
3069         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3070                                      2 * sizeof(void *));
3071
3072         if (!s->cpu_slab)
3073                 return 0;
3074
3075         init_kmem_cache_cpus(s);
3076
3077         return 1;
3078 }
3079
3080 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3081
3082 /*
3083  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3084  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3085  * possible.
3086  *
3087  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3088  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3089  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3090  */
3091 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3092 {
3093         struct page *page;
3094         struct kmem_cache_node *n;
3095
3096         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3097
3098         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3099
3100         BUG_ON(!page);
3101         if (page_to_nid(page) != node) {
3102                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3103                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3104         }
3105
3106         n = page->freelist;
3107         BUG_ON(!n);
3108         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3109         page->inuse = 1;
3110         page->frozen = 0;
3111         kmem_cache_node->node[node] = n;
3112 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3113         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3114         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3115 #endif
3116         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node));
3117         init_kmem_cache_node(n);
3118         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3119
3120         /*
3121          * No locks need to be taken here as it has just been
3122          * initialized and there is no concurrent access.
3123          */
3124         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3125 }
3126
3127 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3128 {
3129         int node;
3130         struct kmem_cache_node *n;
3131
3132         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3133                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3134                 s->node[node] = NULL;
3135         }
3136 }
3137
3138 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3139 {
3140         free_percpu(s->cpu_slab);
3141         free_kmem_cache_nodes(s);
3142 }
3143
3144 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3145 {
3146         int node;
3147
3148         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3149                 struct kmem_cache_node *n;
3150
3151                 if (slab_state == DOWN) {
3152                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3153                         continue;
3154                 }
3155                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3156                                                 GFP_KERNEL, node);
3157
3158                 if (!n) {
3159                         free_kmem_cache_nodes(s);
3160                         return 0;
3161                 }
3162
3163                 s->node[node] = n;
3164                 init_kmem_cache_node(n);
3165         }
3166         return 1;
3167 }
3168
3169 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3170 {
3171         if (min < MIN_PARTIAL)
3172                 min = MIN_PARTIAL;
3173         else if (min > MAX_PARTIAL)
3174                 min = MAX_PARTIAL;
3175         s->min_partial = min;
3176 }
3177
3178 /*
3179  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3180  * a slab object.
3181  */
3182 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3183 {
3184         unsigned long flags = s->flags;
3185         unsigned long size = s->object_size;
3186         int order;
3187
3188         /*
3189          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3190          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3191          * the possible location of the free pointer.
3192          */
3193         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3194
3195 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3196         /*
3197          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3198          * the slab may touch the object after free or before allocation
3199          * then we should never poison the object itself.
3200          */
3201         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
3202                         !s->ctor)
3203                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3204         else
3205                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3206
3207
3208         /*
3209          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3210          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3211          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3212          */
3213         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3214                 size += sizeof(void *);
3215 #endif
3216
3217         /*
3218          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3219          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3220          */
3221         s->inuse = size;
3222
3223         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3224                 s->ctor)) {
3225                 /*
3226                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3227                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3228                  * kmem_cache_free.
3229                  *
3230                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3231                  * destructor or are poisoning the objects.
3232                  */
3233                 s->offset = size;
3234                 size += sizeof(void *);
3235         }
3236
3237 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3238         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3239                 /*
3240                  * Need to store information about allocs and frees after
3241                  * the object.
3242                  */
3243                 size += 2 * sizeof(struct track);
3244
3245         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
3246                 /*
3247                  * Add some empty padding so that we can catch
3248                  * overwrites from earlier objects rather than let
3249                  * tracking information or the free pointer be
3250                  * corrupted if a user writes before the start
3251                  * of the object.
3252                  */
3253                 size += sizeof(void *);
3254 #endif
3255
3256         /*
3257          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3258          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3259          * each object to conform to the alignment.
3260          */
3261         size = ALIGN(size, s->align);
3262         s->size = size;
3263         if (forced_order >= 0)
3264                 order = forced_order;
3265         else
3266                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3267
3268         if (order < 0)
3269                 return 0;
3270
3271         s->allocflags = 0;
3272         if (order)
3273                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3274
3275         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3276                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3277
3278         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3279                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3280
3281         /*
3282          * Determine the number of objects per slab
3283          */
3284         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3285         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3286         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3287                 s->max = s->oo;
3288
3289         return !!oo_objects(s->oo);
3290 }
3291
3292 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3293 {
3294         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3295         s->reserved = 0;
3296
3297         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3298                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3299
3300         if (!calculate_sizes(s, -1))
3301                 goto error;
3302         if (disable_higher_order_debug) {
3303                 /*
3304                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3305                  * order increased.
3306                  */
3307                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3308                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3309                         s->offset = 0;
3310                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3311                                 goto error;
3312                 }
3313         }
3314
3315 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3316     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3317         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3318                 /* Enable fast mode */
3319                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3320 #endif
3321
3322         /*
3323          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3324          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3325          */
3326         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3327
3328         /*
3329          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3330          * per cpu partial lists of a processor.
3331          *
3332          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3333          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3334          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3335          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3336          *
3337          * This setting also determines
3338          *
3339          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3340          *    per node list when we reach the limit.
3341          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3342          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3343          *    50% to keep some capacity around for frees.
3344          */
3345         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3346                 s->cpu_partial = 0;
3347         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3348                 s->cpu_partial = 2;
3349         else if (s->size >= 1024)
3350                 s->cpu_partial = 6;
3351         else if (s->size >= 256)
3352                 s->cpu_partial = 13;
3353         else
3354                 s->cpu_partial = 30;
3355
3356 #ifdef CONFIG_NUMA
3357         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3358 #endif
3359         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3360                 goto error;
3361
3362         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3363                 return 0;
3364
3365         free_kmem_cache_nodes(s);
3366 error:
3367         if (flags & SLAB_PANIC)
3368                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3369                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3370                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3371                         oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3372         return -EINVAL;
3373 }
3374
3375 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3376                                                         const char *text)
3377 {
3378 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3379         void *addr = page_address(page);
3380         void *p;
3381         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3382                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3383         if (!map)
3384                 return;
3385         slab_err(s, page, text, s->name);
3386         slab_lock(page);
3387
3388         get_map(s, page, map);
3389         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3390
3391                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3392                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3393                         print_tracking(s, p);
3394                 }
3395         }
3396         slab_unlock(page);
3397         kfree(map);
3398 #endif
3399 }
3400
3401 /*
3402  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3403  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3404  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3405  */
3406 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3407 {
3408         struct page *page, *h;
3409
3410         BUG_ON(irqs_disabled());
3411         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3412         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3413                 if (!page->inuse) {
3414                         remove_partial(n, page);
3415                         discard_slab(s, page);
3416                 } else {
3417                         list_slab_objects(s, page,
3418                         "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3419                 }
3420         }
3421         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3422 }
3423
3424 /*
3425  * Release all resources used by a slab cache.
3426  */
3427 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3428 {
3429         int node;
3430         struct kmem_cache_node *n;
3431
3432         flush_all(s);
3433         /* Attempt to free all objects */
3434         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3435                 free_partial(s, n);
3436                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3437                         return 1;
3438         }
3439         return 0;
3440 }
3441
3442 /********************************************************************
3443  *              Kmalloc subsystem
3444  *******************************************************************/
3445
3446 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3447 {
3448         get_option(&str, &slub_min_order);
3449
3450         return 1;
3451 }
3452
3453 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3454
3455 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3456 {
3457         get_option(&str, &slub_max_order);
3458         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3459
3460         return 1;
3461 }
3462
3463 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3464
3465 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3466 {
3467         get_option(&str, &slub_min_objects);
3468
3469         return 1;
3470 }
3471
3472 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3473
3474 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3475 {
3476         struct kmem_cache *s;
3477         void *ret;
3478
3479         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3480                 return kmalloc_large(size, flags);
3481
3482         s = kmalloc_slab(size, flags);
3483
3484         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3485                 return s;
3486
3487         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3488
3489         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3490
3491         kasan_kmalloc(s, ret, size);
3492
3493         return ret;
3494 }
3495 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3496
3497 #ifdef CONFIG_NUMA
3498 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3499 {
3500         struct page *page;
3501         void *ptr = NULL;
3502
3503         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3504         page = alloc_kmem_pages_node(node, flags, get_order(size));
3505         if (page)
3506                 ptr = page_address(page);
3507
3508         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3509         return ptr;
3510 }
3511
3512 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3513 {
3514         struct kmem_cache *s;
3515         void *ret;
3516
3517         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3518                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3519
3520                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3521                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3522                                    flags, node);
3523
3524                 return ret;
3525         }
3526
3527         s = kmalloc_slab(size, flags);
3528
3529         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3530                 return s;
3531
3532         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3533
3534         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3535
3536         kasan_kmalloc(s, ret, size);
3537
3538         return ret;
3539 }
3540 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3541 #endif
3542
3543 static size_t __ksize(const void *object)
3544 {
3545         struct page *page;
3546
3547         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3548                 return 0;
3549
3550         page = virt_to_head_page(object);
3551
3552         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3553                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3554                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3555         }
3556
3557         return slab_ksize(page->slab_cache);
3558 }
3559
3560 size_t ksize(const void *object)
3561 {
3562         size_t size = __ksize(object);
3563         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3564            so we need unpoison this area. */
3565         kasan_krealloc(object, size);
3566         return size;
3567 }
3568 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3569
3570 void kfree(const void *x)
3571 {
3572         struct page *page;
3573         void *object = (void *)x;
3574
3575         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3576
3577         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3578                 return;
3579
3580         page = virt_to_head_page(x);
3581         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3582                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3583                 kfree_hook(x);
3584                 __free_kmem_pages(page, compound_order(page));
3585                 return;
3586         }
3587         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3588 }
3589 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3590
3591 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3592
3593 /*
3594  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3595  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3596  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3597  *
3598  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3599  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3600  * are freed in them.
3601  */
3602 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s, bool deactivate)
3603 {
3604         int node;
3605         int i;
3606         struct kmem_cache_node *n;
3607         struct page *page;
3608         struct page *t;
3609         struct list_head discard;
3610         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3611         unsigned long flags;
3612         int ret = 0;
3613
3614         if (deactivate) {
3615                 /*
3616                  * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
3617                  * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
3618                  */
3619                 s->cpu_partial = 0;
3620                 s->min_partial = 0;
3621
3622                 /*
3623                  * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial),
3624                  * so we have to make sure the change is visible.
3625                  */
3626                 kick_all_cpus_sync();
3627         }
3628
3629         flush_all(s);
3630         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3631                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3632                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3633                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3634
3635                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3636
3637                 /*
3638                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3639                  *
3640                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3641                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3642                  */
3643                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3644                         int free = page->objects - page->inuse;
3645
3646                         /* Do not reread page->inuse */
3647                         barrier();
3648
3649                         /* We do not keep full slabs on the list */
3650                         BUG_ON(free <= 0);
3651
3652                         if (free == page->objects) {
3653                                 list_move(&page->lru, &discard);
3654                                 n->nr_partial--;
3655                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
3656                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
3657                 }
3658
3659                 /*
3660                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
3661                  * partial list.
3662                  */
3663                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
3664                         list_splice(promote + i, &n->partial);
3665
3666                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3667
3668                 /* Release empty slabs */
3669                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
3670                         discard_slab(s, page);
3671
3672                 if (slabs_node(s, node))
3673                         ret = 1;
3674         }
3675
3676         return ret;
3677 }
3678
3679 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3680 {
3681         struct kmem_cache *s;
3682
3683         mutex_lock(&slab_mutex);
3684         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3685                 __kmem_cache_shrink(s, false);
3686         mutex_unlock(&slab_mutex);
3687
3688         return 0;
3689 }
3690
3691 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3692 {
3693         struct kmem_cache_node *n;
3694         struct kmem_cache *s;
3695         struct memory_notify *marg = arg;
3696         int offline_node;
3697
3698         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3699
3700         /*
3701          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3702          * for it yet.
3703          */
3704         if (offline_node < 0)
3705                 return;
3706
3707         mutex_lock(&slab_mutex);
3708         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3709                 n = get_node(s, offline_node);
3710                 if (n) {
3711                         /*
3712                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3713                          * that is going down. We were unable to free them,
3714                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3715                          * callback. So, we must fail.
3716                          */
3717                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3718
3719                         s->node[offline_node] = NULL;
3720                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3721                 }
3722         }
3723         mutex_unlock(&slab_mutex);
3724 }
3725
3726 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3727 {
3728         struct kmem_cache_node *n;
3729         struct kmem_cache *s;
3730         struct memory_notify *marg = arg;
3731         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3732         int ret = 0;
3733
3734         /*
3735          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3736          * already created. Nothing to do.
3737          */
3738         if (nid < 0)
3739                 return 0;
3740
3741         /*
3742          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3743          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3744          * online.
3745          */
3746         mutex_lock(&slab_mutex);
3747         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3748                 /*
3749                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3750                  *      since memory is not yet available from the node that
3751                  *      is brought up.
3752                  */
3753                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3754                 if (!n) {
3755                         ret = -ENOMEM;
3756                         goto out;
3757                 }
3758                 init_kmem_cache_node(n);
3759                 s->node[nid] = n;
3760         }
3761 out:
3762         mutex_unlock(&slab_mutex);
3763         return ret;
3764 }
3765
3766 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3767                                 unsigned long action, void *arg)
3768 {
3769         int ret = 0;
3770
3771         switch (action) {
3772         case MEM_GOING_ONLINE:
3773                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3774                 break;
3775         case MEM_GOING_OFFLINE:
3776                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3777                 break;
3778         case MEM_OFFLINE:
3779         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3780                 slab_mem_offline_callback(arg);
3781                 break;
3782         case MEM_ONLINE:
3783         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3784                 break;
3785         }
3786         if (ret)
3787                 ret = notifier_from_errno(ret);
3788         else
3789                 ret = NOTIFY_OK;
3790         return ret;
3791 }
3792
3793 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
3794         .notifier_call = slab_memory_callback,
3795         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
3796 };
3797
3798 /********************************************************************
3799  *                      Basic setup of slabs
3800  *******************************************************************/
3801
3802 /*
3803  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3804  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3805  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3806  */
3807
3808 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3809 {
3810         int node;
3811         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3812         struct kmem_cache_node *n;
3813
3814         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3815
3816         /*
3817          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
3818          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
3819          * IPIs around.
3820          */
3821         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
3822         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3823                 struct page *p;
3824
3825                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3826                         p->slab_cache = s;
3827
3828 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3829                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3830                         p->slab_cache = s;
3831 #endif
3832         }
3833         slab_init_memcg_params(s);
3834         list_add(&s->list, &slab_caches);
3835         return s;
3836 }
3837
3838 void __init kmem_cache_init(void)
3839 {
3840         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3841                 boot_kmem_cache_node;
3842
3843         if (debug_guardpage_minorder())
3844                 slub_max_order = 0;
3845
3846         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3847         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3848
3849         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3850                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3851
3852         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
3853
3854         /* Able to allocate the per node structures */
3855         slab_state = PARTIAL;
3856
3857         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3858                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3859                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3860                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3861
3862         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3863
3864         /*
3865          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3866          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3867          * update any list pointers.
3868          */
3869         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3870
3871         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3872         setup_kmalloc_cache_index_table();
3873         create_kmalloc_caches(0);
3874
3875 #ifdef CONFIG_SMP
3876         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3877 #endif
3878
3879         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d, CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3880                 cache_line_size(),
3881                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3882                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3883 }
3884
3885 void __init kmem_cache_init_late(void)
3886 {
3887 }
3888
3889 struct kmem_cache *
3890 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
3891                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3892 {
3893         struct kmem_cache *s, *c;
3894
3895         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3896         if (s) {
3897                 s->refcount++;
3898
3899                 /*
3900                  * Adjust the object sizes so that we clear
3901                  * the complete object on kzalloc.
3902                  */
3903                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3904                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3905
3906                 for_each_memcg_cache(c, s) {
3907                         c->object_size = s->object_size;
3908                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
3909                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
3910                 }
3911
3912                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3913                         s->refcount--;
3914                         s = NULL;
3915                 }
3916         }
3917
3918         return s;
3919 }
3920
3921 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3922 {
3923         int err;
3924
3925         err = kmem_cache_open(s, flags);
3926         if (err)
3927                 return err;
3928
3929         /* Mutex is not taken during early boot */
3930         if (slab_state <= UP)
3931                 return 0;
3932
3933         memcg_propagate_slab_attrs(s);
3934         err = sysfs_slab_add(s);
3935         if (err)
3936                 __kmem_cache_release(s);
3937
3938         return err;
3939 }
3940
3941 #ifdef CONFIG_SMP
3942 /*
3943  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3944  * necessary.
3945  */
3946 static int slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3947                 unsigned long action, void *hcpu)
3948 {
3949         long cpu = (long)hcpu;
3950         struct kmem_cache *s;
3951         unsigned long flags;
3952
3953         switch (action) {
3954         case CPU_UP_CANCELED:
3955         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3956         case CPU_DEAD:
3957         case CPU_DEAD_FROZEN:
3958                 mutex_lock(&slab_mutex);
3959                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3960                         local_irq_save(flags);
3961                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3962                         local_irq_restore(flags);
3963                 }
3964                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3965                 break;
3966         default:
3967                 break;
3968         }
3969         return NOTIFY_OK;
3970 }
3971
3972 static struct notifier_block slab_notifier = {
3973         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3974 };
3975
3976 #endif
3977
3978 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3979 {
3980         struct kmem_cache *s;
3981         void *ret;
3982
3983         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3984                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3985
3986         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
3987
3988         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3989                 return s;
3990
3991         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
3992
3993         /* Honor the call site pointer we received. */
3994         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3995
3996         return ret;
3997 }
3998
3999 #ifdef CONFIG_NUMA
4000 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4001                                         int node, unsigned long caller)
4002 {
4003         struct kmem_cache *s;
4004         void *ret;
4005
4006         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4007                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4008
4009                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4010                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4011                                    gfpflags, node);
4012
4013                 return ret;
4014         }
4015
4016         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4017
4018         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4019                 return s;
4020
4021         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4022
4023         /* Honor the call site pointer we received. */
4024         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4025
4026         return ret;
4027 }
4028 #endif
4029
4030 #ifdef CONFIG_SYSFS
4031 static int count_inuse(struct page *page)
4032 {
4033         return page->inuse;
4034 }
4035
4036 static int count_total(struct page *page)
4037 {
4038         return page->objects;
4039 }
4040 #endif
4041
4042 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4043 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4044                                                 unsigned long *map)
4045 {
4046         void *p;
4047         void *addr = page_address(page);
4048
4049         if (!check_slab(s, page) ||
4050                         !on_freelist(s, page, NULL))
4051                 return 0;
4052
4053         /* Now we know that a valid freelist exists */
4054         bitmap_zero(map, page->objects);
4055
4056         get_map(s, page, map);
4057         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4058                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4059                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4060                                 return 0;
4061         }
4062
4063         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4064                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4065                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4066                                 return 0;
4067         return 1;
4068 }
4069
4070 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4071                                                 unsigned long *map)
4072 {
4073         slab_lock(page);
4074         validate_slab(s, page, map);
4075         slab_unlock(page);
4076 }
4077
4078 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4079                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4080 {
4081         unsigned long count = 0;
4082         struct page *page;
4083         unsigned long flags;
4084
4085         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4086
4087         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4088                 validate_slab_slab(s, page, map);
4089                 count++;
4090         }
4091         if (count != n->nr_partial)
4092                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4093                        s->name, count, n->nr_partial);
4094
4095         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4096                 goto out;
4097
4098         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4099                 validate_slab_slab(s, page, map);
4100                 count++;
4101         }
4102         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4103                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4104                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4105
4106 out:
4107         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4108         return count;
4109 }
4110
4111 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4112 {
4113         int node;
4114         unsigned long count = 0;
4115         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4116                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4117         struct kmem_cache_node *n;
4118
4119         if (!map)
4120                 return -ENOMEM;
4121
4122         flush_all(s);
4123         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4124                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4125         kfree(map);
4126         return count;
4127 }
4128 /*
4129  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4130  * and freed.
4131  */
4132
4133 struct location {
4134         unsigned long count;
4135         unsigned long addr;
4136         long long sum_time;
4137         long min_time;
4138         long max_time;
4139         long min_pid;
4140         long max_pid;
4141         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4142         nodemask_t nodes;
4143 };
4144
4145 struct loc_track {
4146         unsigned long max;
4147         unsigned long count;
4148         struct location *loc;
4149 };
4150
4151 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4152 {
4153         if (t->max)
4154                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4155                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4156 }
4157
4158 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4159 {
4160         struct location *l;
4161         int order;
4162
4163         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4164
4165         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4166         if (!l)
4167                 return 0;
4168
4169         if (t->count) {
4170                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4171                 free_loc_track(t);
4172         }
4173         t->max = max;
4174         t->loc = l;
4175         return 1;
4176 }
4177
4178 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4179                                 const struct track *track)
4180 {
4181         long start, end, pos;
4182         struct location *l;
4183         unsigned long caddr;
4184         unsigned long age = jiffies - track->when;
4185
4186         start = -1;
4187         end = t->count;
4188
4189         for ( ; ; ) {
4190                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4191
4192                 /*
4193                  * There is nothing at "end". If we end up there
4194                  * we need to add something to before end.
4195                  */
4196                 if (pos == end)
4197                         break;
4198
4199                 caddr = t->loc[pos].addr;
4200                 if (track->addr == caddr) {
4201
4202                         l = &t->loc[pos];
4203                         l->count++;
4204                         if (track->when) {
4205                                 l->sum_time += age;
4206                                 if (age < l->min_time)
4207                                         l->min_time = age;
4208                                 if (age > l->max_time)
4209                                         l->max_time = age;
4210
4211                                 if (track->pid < l->min_pid)
4212                                         l->min_pid = track->pid;
4213                                 if (track->pid > l->max_pid)
4214                                         l->max_pid = track->pid;
4215
4216                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4217                                                 to_cpumask(l->cpus));
4218                         }
4219                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4220                         return 1;
4221                 }
4222
4223                 if (track->addr < caddr)
4224                         end = pos;
4225                 else
4226                         start = pos;
4227         }
4228
4229         /*
4230          * Not found. Insert new tracking element.
4231          */
4232         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4233                 return 0;
4234
4235         l = t->loc + pos;
4236         if (pos < t->count)
4237                 memmove(l + 1, l,
4238                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4239         t->count++;
4240         l->count = 1;
4241         l->addr = track->addr;
4242         l->sum_time = age;
4243         l->min_time = age;
4244         l->max_time = age;
4245         l->min_pid = track->pid;
4246         l->max_pid = track->pid;
4247         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4248         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4249         nodes_clear(l->nodes);
4250         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4251         return 1;
4252 }
4253
4254 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4255                 struct page *page, enum track_item alloc,
4256                 unsigned long *map)
4257 {
4258         void *addr = page_address(page);
4259         void *p;
4260
4261         bitmap_zero(map, page->objects);
4262         get_map(s, page, map);
4263
4264         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4265                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4266                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4267 }
4268
4269 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4270                                         enum track_item alloc)
4271 {
4272         int len = 0;
4273         unsigned long i;
4274         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4275         int node;
4276         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4277                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4278         struct kmem_cache_node *n;
4279
4280         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4281                                      GFP_TEMPORARY)) {
4282                 kfree(map);
4283                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4284         }
4285         /* Push back cpu slabs */
4286         flush_all(s);
4287
4288         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4289                 unsigned long flags;
4290                 struct page *page;
4291
4292                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4293                         continue;
4294
4295                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4296                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4297                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4298                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4299                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4300                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4301         }
4302
4303         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4304                 struct location *l = &t.loc[i];
4305
4306                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4307                         break;
4308                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4309
4310                 if (l->addr)
4311                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4312                 else
4313                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4314
4315                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4316                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4317                                 l->min_time,
4318                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4319                                 l->max_time);
4320                 } else
4321                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4322                                 l->min_time);
4323
4324                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4325                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4326                                 l->min_pid, l->max_pid);
4327                 else
4328                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4329                                 l->min_pid);
4330
4331                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4332                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4333                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4334                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4335                                          " cpus=%*pbl",
4336                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4337
4338                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4339                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4340                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4341                                          " nodes=%*pbl",
4342                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4343
4344                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4345         }
4346
4347         free_loc_track(&t);
4348         kfree(map);
4349         if (!t.count)
4350                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4351         return len;
4352 }
4353 #endif
4354
4355 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4356 static void __init resiliency_test(void)
4357 {
4358         u8 *p;
4359
4360         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4361
4362         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4363         pr_err("-----------------------\n");
4364         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4365
4366         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4367         p[16] = 0x12;
4368         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4369                p + 16);
4370
4371         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4372
4373         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4374         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4375         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4376         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4377                p);
4378         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4379
4380         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4381         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4382         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4383         *p = 0x56;
4384         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4385                p);
4386         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4387         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4388
4389         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4390         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4391         kfree(p);
4392         *p = 0x78;
4393         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4394         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4395
4396         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4397         kfree(p);
4398         p[50] = 0x9a;
4399         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4400         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4401
4402         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4403         kfree(p);
4404         p[512] = 0xab;
4405         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4406         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4407 }
4408 #else
4409 #ifdef CONFIG_SYSFS
4410 static void resiliency_test(void) {};
4411 #endif
4412 #endif
4413
4414 #ifdef CONFIG_SYSFS
4415 enum slab_stat_type {
4416         SL_ALL,                 /* All slabs */
4417         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4418         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4419         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4420         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4421 };
4422
4423 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4424 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4425 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4426 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4427 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4428
4429 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4430                             char *buf, unsigned long flags)
4431 {
4432         unsigned long total = 0;
4433         int node;
4434         int x;
4435         unsigned long *nodes;
4436
4437         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4438         if (!nodes)
4439                 return -ENOMEM;
4440
4441         if (flags & SO_CPU) {
4442                 int cpu;
4443
4444                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4445                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4446                                                                cpu);
4447                         int node;
4448                         struct page *page;
4449
4450                         page = READ_ONCE(c->page);
4451                         if (!page)
4452                                 continue;
4453
4454                         node = page_to_nid(page);
4455                         if (flags & SO_TOTAL)
4456                                 x = page->objects;
4457                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4458                                 x = page->inuse;
4459                         else
4460                                 x = 1;
4461
4462                         total += x;
4463                         nodes[node] += x;
4464
4465                         page = READ_ONCE(c->partial);
4466                         if (page) {
4467                                 node = page_to_nid(page);
4468                                 if (flags & SO_TOTAL)
4469                                         WARN_ON_ONCE(1);
4470                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4471                                         WARN_ON_ONCE(1);
4472                                 else
4473                                         x = page->pages;
4474                                 total += x;
4475                                 nodes[node] += x;
4476                         }
4477                 }
4478         }
4479
4480         get_online_mems();
4481 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4482         if (flags & SO_ALL) {
4483                 struct kmem_cache_node *n;
4484
4485                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4486
4487                         if (flags & SO_TOTAL)
4488                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4489                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4490                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4491                                         count_partial(n, count_free);
4492                         else
4493                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4494                         total += x;
4495                         nodes[node] += x;
4496                 }
4497
4498         } else
4499 #endif
4500         if (flags & SO_PARTIAL) {
4501                 struct kmem_cache_node *n;
4502
4503                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4504                         if (flags & SO_TOTAL)
4505                                 x = count_partial(n, count_total);
4506                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4507                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4508                         else
4509                                 x = n->nr_partial;
4510                         total += x;
4511                         nodes[node] += x;
4512                 }
4513         }
4514         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4515 #ifdef CONFIG_NUMA
4516         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4517                 if (nodes[node])
4518                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4519                                         node, nodes[node]);
4520 #endif
4521         put_online_mems();
4522         kfree(nodes);
4523         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4524 }
4525
4526 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4527 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4528 {
4529         int node;
4530         struct kmem_cache_node *n;
4531
4532         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4533                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4534                         return 1;
4535
4536         return 0;
4537 }
4538 #endif
4539
4540 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4541 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4542
4543 struct slab_attribute {
4544         struct attribute attr;
4545         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4546         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4547 };
4548
4549 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4550         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4551         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4552
4553 #define SLAB_ATTR(_name) \
4554         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4555         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4556
4557 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4558 {
4559         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4560 }
4561 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4562
4563 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4564 {
4565         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4566 }
4567 SLAB_ATTR_RO(align);
4568
4569 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4570 {
4571         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4572 }
4573 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4574
4575 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4576 {
4577         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4578 }
4579 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4580
4581 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4582                                 const char *buf, size_t length)
4583 {
4584         unsigned long order;
4585         int err;
4586
4587         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4588         if (err)
4589                 return err;
4590
4591         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4592                 return -EINVAL;
4593
4594         calculate_sizes(s, order);
4595         return length;
4596 }
4597
4598 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4599 {
4600         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4601 }
4602 SLAB_ATTR(order);
4603
4604 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4605 {
4606         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4607 }
4608
4609 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4610                                  size_t length)
4611 {
4612         unsigned long min;
4613         int err;
4614
4615         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4616         if (err)
4617                 return err;
4618
4619         set_min_partial(s, min);
4620         return length;
4621 }
4622 SLAB_ATTR(min_partial);
4623
4624 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4625 {
4626         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4627 }
4628
4629 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4630                                  size_t length)
4631 {
4632         unsigned long objects;
4633         int err;
4634
4635         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4636         if (err)
4637                 return err;
4638         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4639                 return -EINVAL;
4640
4641         s->cpu_partial = objects;
4642         flush_all(s);
4643         return length;
4644 }
4645 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4646
4647 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4648 {
4649         if (!s->ctor)
4650                 return 0;
4651         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4652 }
4653 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4654
4655 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4656 {
4657         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
4658 }
4659 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4660
4661 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4662 {
4663         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4664 }
4665 SLAB_ATTR_RO(partial);
4666
4667 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4668 {
4669         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4670 }
4671 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4672
4673 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4674 {
4675         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4676 }
4677 SLAB_ATTR_RO(objects);
4678
4679 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4680 {
4681         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4682 }
4683 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4684
4685 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4686 {
4687         int objects = 0;
4688         int pages = 0;
4689         int cpu;
4690         int len;
4691
4692         for_each_online_cpu(cpu) {
4693                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4694
4695                 if (page) {
4696                         pages += page->pages;
4697                         objects += page->pobjects;
4698                 }
4699         }
4700
4701         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4702
4703 #ifdef CONFIG_SMP
4704         for_each_online_cpu(cpu) {
4705                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4706
4707                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4708                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4709                                 page->pobjects, page->pages);
4710         }
4711 #endif
4712         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4713 }
4714 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4715
4716 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4717 {
4718         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4719 }
4720
4721 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4722                                 const char *buf, size_t length)
4723 {
4724         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4725         if (buf[0] == '1')
4726                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4727         return length;
4728 }
4729 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4730
4731 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4732 {
4733         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4734 }
4735 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4736
4737 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4738 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4739 {
4740         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4741 }
4742 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4743 #endif
4744
4745 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4746 {
4747         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4748 }
4749 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4750
4751 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4752 {
4753         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4754 }
4755 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4756
4757 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4758 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4759 {
4760         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4761 }
4762 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4763
4764 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4765 {
4766         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4767 }
4768 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4769
4770 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4771 {
4772         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4773 }
4774
4775 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4776                                 const char *buf, size_t length)
4777 {
4778         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4779         if (buf[0] == '1') {
4780                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4781                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4782         }
4783         return length;
4784 }
4785 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4786
4787 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4788 {
4789         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4790 }
4791
4792 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4793                                                         size_t length)
4794 {
4795         /*
4796          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
4797          * as well as cause other issues like converting a mergeable
4798          * cache into an umergeable one.
4799          */
4800         if (s->refcount > 1)
4801                 return -EINVAL;
4802
4803         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4804         if (buf[0] == '1') {
4805                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4806                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4807         }
4808         return length;
4809 }
4810 SLAB_ATTR(trace);
4811
4812 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4813 {
4814         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4815 }
4816
4817 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4818                                 const char *buf, size_t length)
4819 {
4820         if (any_slab_objects(s))
4821                 return -EBUSY;
4822
4823         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4824         if (buf[0] == '1') {
4825                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4826                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4827         }
4828         calculate_sizes(s, -1);
4829         return length;
4830 }
4831 SLAB_ATTR(red_zone);
4832
4833 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4834 {
4835         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4836 }
4837
4838 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4839                                 const char *buf, size_t length)
4840 {
4841         if (any_slab_objects(s))
4842                 return -EBUSY;
4843
4844         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4845         if (buf[0] == '1') {
4846                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4847                 s->flags |= SLAB_POISON;
4848         }
4849         calculate_sizes(s, -1);
4850         return length;
4851 }
4852 SLAB_ATTR(poison);
4853
4854 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4855 {
4856         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4857 }
4858
4859 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4860                                 const char *buf, size_t length)
4861 {
4862         if (any_slab_objects(s))
4863                 return -EBUSY;
4864
4865         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4866         if (buf[0] == '1') {
4867                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4868                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4869         }
4870         calculate_sizes(s, -1);
4871         return length;
4872 }
4873 SLAB_ATTR(store_user);
4874
4875 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4876 {
4877         return 0;
4878 }
4879
4880 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4881                         const char *buf, size_t length)
4882 {
4883         int ret = -EINVAL;
4884
4885         if (buf[0] == '1') {
4886                 ret = validate_slab_cache(s);
4887                 if (ret >= 0)
4888                         ret = length;
4889         }
4890         return ret;
4891 }
4892 SLAB_ATTR(validate);
4893
4894 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4895 {
4896         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4897                 return -ENOSYS;
4898         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4899 }
4900 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4901
4902 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4903 {
4904         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4905                 return -ENOSYS;
4906         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4907 }
4908 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4909 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4910
4911 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4912 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4913 {
4914         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4915 }
4916
4917 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4918                                                         size_t length)
4919 {
4920         if (s->refcount > 1)
4921                 return -EINVAL;
4922
4923         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4924         if (buf[0] == '1')
4925                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4926         return length;
4927 }
4928 SLAB_ATTR(failslab);
4929 #endif
4930
4931 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4932 {
4933         return 0;
4934 }
4935
4936 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4937                         const char *buf, size_t length)
4938 {
4939         if (buf[0] == '1')
4940                 kmem_cache_shrink(s);
4941         else
4942                 return -EINVAL;
4943         return length;
4944 }
4945 SLAB_ATTR(shrink);
4946
4947 #ifdef CONFIG_NUMA
4948 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4949 {
4950         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4951 }
4952
4953 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4954                                 const char *buf, size_t length)
4955 {
4956         unsigned long ratio;
4957         int err;
4958
4959         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
4960         if (err)
4961                 return err;
4962
4963         if (ratio <= 100)
4964                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4965
4966         return length;
4967 }
4968 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4969 #endif
4970
4971 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4972 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4973 {
4974         unsigned long sum  = 0;
4975         int cpu;
4976         int len;
4977         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4978
4979         if (!data)
4980                 return -ENOMEM;
4981
4982         for_each_online_cpu(cpu) {
4983                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4984
4985                 data[cpu] = x;
4986                 sum += x;
4987         }
4988
4989         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4990
4991 #ifdef CONFIG_SMP
4992         for_each_online_cpu(cpu) {
4993                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4994                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4995         }
4996 #endif
4997         kfree(data);
4998         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4999 }
5000
5001 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5002 {
5003         int cpu;
5004
5005         for_each_online_cpu(cpu)
5006                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5007 }
5008
5009 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5010 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5011 {                                                               \
5012         return show_stat(s, buf, si);                           \
5013 }                                                               \
5014 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5015                                 const char *buf, size_t length) \
5016 {                                                               \
5017         if (buf[0] != '0')                                      \
5018                 return -EINVAL;                                 \
5019         clear_stat(s, si);                                      \
5020         return length;                                          \
5021 }                                                               \
5022 SLAB_ATTR(text);                                                \
5023
5024 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5025 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5026 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5027 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5028 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5029 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5030 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5031 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5032 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5033 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5034 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5035 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5036 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5037 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5038 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5039 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5040 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5041 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5042 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5043 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5044 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5045 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5046 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5047 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5048 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5049 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5050 #endif
5051
5052 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5053         &slab_size_attr.attr,
5054         &object_size_attr.attr,
5055         &objs_per_slab_attr.attr,
5056         &order_attr.attr,
5057         &min_partial_attr.attr,
5058         &cpu_partial_attr.attr,
5059         &objects_attr.attr,
5060         &objects_partial_attr.attr,
5061         &partial_attr.attr,
5062         &cpu_slabs_attr.attr,
5063         &ctor_attr.attr,
5064         &aliases_attr.attr,
5065         &align_attr.attr,
5066         &hwcache_align_attr.attr,
5067         &reclaim_account_attr.attr,
5068         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5069         &shrink_attr.attr,
5070         &reserved_attr.attr,
5071         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5072 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5073         &total_objects_attr.attr,
5074         &slabs_attr.attr,
5075         &sanity_checks_attr.attr,
5076         &trace_attr.attr,
5077         &red_zone_attr.attr,
5078         &poison_attr.attr,
5079         &store_user_attr.attr,
5080         &validate_attr.attr,
5081         &alloc_calls_attr.attr,
5082         &free_calls_attr.attr,
5083 #endif
5084 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5085         &cache_dma_attr.attr,
5086 #endif
5087 #ifdef CONFIG_NUMA
5088         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5089 #endif
5090 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5091         &alloc_fastpath_attr.attr,
5092         &alloc_slowpath_attr.attr,
5093         &free_fastpath_attr.attr,
5094         &free_slowpath_attr.attr,
5095         &free_frozen_attr.attr,
5096         &free_add_partial_attr.attr,
5097         &free_remove_partial_attr.attr,
5098         &alloc_from_partial_attr.attr,
5099         &alloc_slab_attr.attr,
5100         &alloc_refill_attr.attr,
5101         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5102         &free_slab_attr.attr,
5103         &cpuslab_flush_attr.attr,
5104         &deactivate_full_attr.attr,
5105         &deactivate_empty_attr.attr,
5106         &deactivate_to_head_attr.attr,
5107         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5108         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5109         &deactivate_bypass_attr.attr,
5110         &order_fallback_attr.attr,
5111         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5112         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5113         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5114         &cpu_partial_free_attr.attr,
5115         &cpu_partial_node_attr.attr,
5116         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5117 #endif
5118 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5119         &failslab_attr.attr,
5120 #endif
5121
5122         NULL
5123 };
5124
5125 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5126         .attrs = slab_attrs,
5127 };
5128
5129 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5130                                 struct attribute *attr,
5131                                 char *buf)
5132 {
5133         struct slab_attribute *attribute;
5134         struct kmem_cache *s;
5135         int err;
5136
5137         attribute = to_slab_attr(attr);
5138         s = to_slab(kobj);
5139
5140         if (!attribute->show)
5141                 return -EIO;
5142
5143         err = attribute->show(s, buf);
5144
5145         return err;
5146 }
5147
5148 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5149                                 struct attribute *attr,
5150                                 const char *buf, size_t len)
5151 {
5152         struct slab_attribute *attribute;
5153         struct kmem_cache *s;
5154         int err;
5155
5156         attribute = to_slab_attr(attr);
5157         s = to_slab(kobj);
5158
5159         if (!attribute->store)
5160                 return -EIO;
5161
5162         err = attribute->store(s, buf, len);
5163 #ifdef CONFIG_MEMCG
5164         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5165                 struct kmem_cache *c;
5166
5167                 mutex_lock(&slab_mutex);
5168                 if (s->max_attr_size < len)
5169                         s->max_attr_size = len;
5170
5171                 /*
5172                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5173                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5174                  * basically because not all attributes will have a well
5175                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5176                  * have permanent effects.
5177                  *
5178                  * Returning the error value of any of the children that fail
5179                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5180                  * error code won't be able to know anything about the state of
5181                  * the cache.
5182                  *
5183                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5184                  * has well defined semantics. The cache being written to
5185                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5186                  * through the descendants with best-effort propagation.
5187                  */
5188                 for_each_memcg_cache(c, s)
5189                         attribute->store(c, buf, len);
5190                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5191         }
5192 #endif
5193         return err;
5194 }
5195
5196 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5197 {
5198 #ifdef CONFIG_MEMCG
5199         int i;
5200         char *buffer = NULL;
5201         struct kmem_cache *root_cache;
5202
5203         if (is_root_cache(s))
5204                 return;
5205
5206         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5207
5208         /*
5209          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5210          * in copying default values around
5211          */
5212         if (!root_cache->max_attr_size)
5213                 return;
5214
5215         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5216                 char mbuf[64];
5217                 char *buf;
5218                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5219
5220                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5221                         continue;
5222
5223                 /*
5224                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5225                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5226                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5227                  *
5228                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5229                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5230                  * theoretically happen.
5231                  */
5232                 if (buffer)
5233                         buf = buffer;
5234                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5235                         buf = mbuf;
5236                 else {
5237                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5238                         if (WARN_ON(!buffer))
5239                                 continue;
5240                         buf = buffer;
5241                 }
5242
5243                 attr->show(root_cache, buf);
5244                 attr->store(s, buf, strlen(buf));
5245         }
5246
5247         if (buffer)
5248                 free_page((unsigned long)buffer);
5249 #endif
5250 }
5251
5252 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5253 {
5254         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5255 }
5256
5257 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5258         .show = slab_attr_show,
5259         .store = slab_attr_store,
5260 };
5261
5262 static struct kobj_type slab_ktype = {
5263         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5264         .release = kmem_cache_release,
5265 };
5266
5267 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5268 {
5269         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5270
5271         if (ktype == &slab_ktype)
5272                 return 1;
5273         return 0;
5274 }
5275
5276 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5277         .filter = uevent_filter,
5278 };
5279
5280 static struct kset *slab_kset;
5281
5282 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5283 {
5284 #ifdef CONFIG_MEMCG
5285         if (!is_root_cache(s))
5286                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5287 #endif
5288         return slab_kset;
5289 }
5290
5291 #define ID_STR_LENGTH 64
5292
5293 /* Create a unique string id for a slab cache:
5294  *
5295  * Format       :[flags-]size
5296  */
5297 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5298 {
5299         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5300         char *p = name;
5301
5302         BUG_ON(!name);
5303
5304         *p++ = ':';
5305         /*
5306          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5307          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5308          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5309          * are matched during merging to guarantee that the id is
5310          * unique.
5311          */
5312         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5313                 *p++ = 'd';
5314         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5315                 *p++ = 'a';
5316         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5317                 *p++ = 'F';
5318         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5319                 *p++ = 't';
5320         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5321                 *p++ = 'A';
5322         if (p != name + 1)
5323                 *p++ = '-';
5324         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5325
5326         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5327         return name;
5328 }
5329
5330 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5331 {
5332         int err;
5333         const char *name;
5334         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5335
5336         if (unmergeable) {
5337                 /*
5338                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5339                  * This is typically the case for debug situations. In that
5340                  * case we can catch duplicate names easily.
5341                  */
5342                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5343                 name = s->name;
5344         } else {
5345                 /*
5346                  * Create a unique name for the slab as a target
5347                  * for the symlinks.
5348                  */
5349                 name = create_unique_id(s);
5350         }
5351
5352         s->kobj.kset = cache_kset(s);
5353         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5354         if (err)
5355                 goto out;
5356
5357         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5358         if (err)
5359                 goto out_del_kobj;
5360
5361 #ifdef CONFIG_MEMCG
5362         if (is_root_cache(s)) {
5363                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5364                 if (!s->memcg_kset) {
5365                         err = -ENOMEM;
5366                         goto out_del_kobj;
5367                 }
5368         }
5369 #endif
5370
5371         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5372         if (!unmergeable) {
5373                 /* Setup first alias */
5374                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5375         }
5376 out:
5377         if (!unmergeable)
5378                 kfree(name);
5379         return err;
5380 out_del_kobj:
5381         kobject_del(&s->kobj);
5382         goto out;
5383 }
5384
5385 void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5386 {
5387         if (slab_state < FULL)
5388                 /*
5389                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5390                  * cache from sysfs.
5391                  */
5392                 return;
5393
5394 #ifdef CONFIG_MEMCG
5395         kset_unregister(s->memcg_kset);
5396 #endif
5397         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5398         kobject_del(&s->kobj);
5399         kobject_put(&s->kobj);
5400 }
5401
5402 /*
5403  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5404  * available lest we lose that information.
5405  */
5406 struct saved_alias {
5407         struct kmem_cache *s;
5408         const char *name;
5409         struct saved_alias *next;
5410 };
5411
5412 static struct saved_alias *alias_list;
5413
5414 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5415 {
5416         struct saved_alias *al;
5417
5418         if (slab_state == FULL) {
5419                 /*
5420                  * If we have a leftover link then remove it.
5421                  */
5422                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5423                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5424         }
5425
5426         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5427         if (!al)
5428                 return -ENOMEM;
5429
5430         al->s = s;
5431         al->name = name;
5432         al->next = alias_list;
5433         alias_list = al;
5434         return 0;
5435 }
5436
5437 static int __init slab_sysfs_init(void)
5438 {
5439         struct kmem_cache *s;
5440         int err;
5441
5442         mutex_lock(&slab_mutex);
5443
5444         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5445         if (!slab_kset) {
5446                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5447                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5448                 return -ENOSYS;
5449         }
5450
5451         slab_state = FULL;
5452
5453         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5454                 err = sysfs_slab_add(s);
5455                 if (err)
5456                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5457                                s->name);
5458         }
5459
5460         while (alias_list) {
5461                 struct saved_alias *al = alias_list;
5462
5463                 alias_list = alias_list->next;
5464                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5465                 if (err)
5466                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5467                                al->name);
5468                 kfree(al);
5469         }
5470
5471         mutex_unlock(&slab_mutex);
5472         resiliency_test();
5473         return 0;
5474 }
5475
5476 __initcall(slab_sysfs_init);
5477 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5478
5479 /*
5480  * The /proc/slabinfo ABI
5481  */
5482 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5483 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5484 {
5485         unsigned long nr_slabs = 0;
5486         unsigned long nr_objs = 0;
5487         unsigned long nr_free = 0;
5488         int node;
5489         struct kmem_cache_node *n;
5490
5491         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5492                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5493                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5494                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5495         }
5496
5497         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5498         sinfo->num_objs = nr_objs;
5499         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5500         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5501         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5502         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5503 }
5504
5505 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5506 {
5507 }
5508
5509 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5510                        size_t count, loff_t *ppos)
5511 {
5512         return -EIO;
5513 }
5514 #endif /* CONFIG_SLABINFO */