OSDN Git Service

sched/fair: Make sure to update tg contrib for blocked load
[android-x86/kernel.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/bitops.h>
19 #include <linux/slab.h>
20 #include "slab.h"
21 #include <linux/proc_fs.h>
22 #include <linux/seq_file.h>
23 #include <linux/kasan.h>
24 #include <linux/cpu.h>
25 #include <linux/cpuset.h>
26 #include <linux/mempolicy.h>
27 #include <linux/ctype.h>
28 #include <linux/debugobjects.h>
29 #include <linux/kallsyms.h>
30 #include <linux/memory.h>
31 #include <linux/math64.h>
32 #include <linux/fault-inject.h>
33 #include <linux/stacktrace.h>
34 #include <linux/prefetch.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36 #include <linux/random.h>
37
38 #include <trace/events/kmem.h>
39
40 #include "internal.h"
41
42 /*
43  * Lock order:
44  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
45  *   2. node->list_lock
46  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
47  *
48  *   slab_mutex
49  *
50  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
51  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
52  *
53  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
54  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects:
55  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
56  *      B. page->inuse          -> Number of objects in use
57  *      C. page->objects        -> Number of objects in page
58  *      D. page->frozen         -> frozen state
59  *
60  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
61  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
62  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
63  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
64  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
65  *
66  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
67  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
68  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
69  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
70  *   modified without taking the list lock).
71  *
72  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
73  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
74  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
75  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
76  *   the list lock.
77  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
78  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
79  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
80  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
81  *
82  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
83  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
84  *
85  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
86  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
87  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
88  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
89  * cannot scan all objects.
90  *
91  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
92  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
93  * fast frees and allocs.
94  *
95  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
96  *
97  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
98  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
99  *                      such as satisfying allocations for a specific
100  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
101  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
102  *                      list operations. It is up to the processor holding
103  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
104  *                      when the slab is no longer needed.
105  *
106  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
107  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
108  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
109  *                      freelist that allows lockless access to
110  *                      free objects in addition to the regular freelist
111  *                      that requires the slab lock.
112  *
113  * PageError            Slab requires special handling due to debug
114  *                      options set. This moves slab handling out of
115  *                      the fast path and disables lockless freelists.
116  */
117
118 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
119 {
120 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
121         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
122 #else
123         return 0;
124 #endif
125 }
126
127 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
128 {
129         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE)
130                 p += s->red_left_pad;
131
132         return p;
133 }
134
135 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
136 {
137 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
138         return !kmem_cache_debug(s);
139 #else
140         return false;
141 #endif
142 }
143
144 /*
145  * Issues still to be resolved:
146  *
147  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
148  *
149  * - Variable sizing of the per node arrays
150  */
151
152 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
153 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
154
155 /* Enable to log cmpxchg failures */
156 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
157
158 /*
159  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
160  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
161  */
162 #define MIN_PARTIAL 5
163
164 /*
165  * Maximum number of desirable partial slabs.
166  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
167  * sort the partial list by the number of objects in use.
168  */
169 #define MAX_PARTIAL 10
170
171 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
172                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
173
174 /*
175  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
176  * issues when checking or reading debug information
177  */
178 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
179                                 SLAB_TRACE)
180
181
182 /*
183  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
184  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
185  * metadata.
186  */
187 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
188
189 #define OO_SHIFT        16
190 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
191 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
192
193 /* Internal SLUB flags */
194 /* Poison object */
195 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
196 /* Use cmpxchg_double */
197 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
198
199 /*
200  * Tracking user of a slab.
201  */
202 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
203 struct track {
204         unsigned long addr;     /* Called from address */
205 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
206         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
207 #endif
208         int cpu;                /* Was running on cpu */
209         int pid;                /* Pid context */
210         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
211 };
212
213 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
214
215 #ifdef CONFIG_SYSFS
216 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
217 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
218 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
219 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s);
220 #else
221 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
222 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
223                                                         { return 0; }
224 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
225 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
226 #endif
227
228 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
229 {
230 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
231         /*
232          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
233          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
234          */
235         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
236 #endif
237 }
238
239 /********************************************************************
240  *                      Core slab cache functions
241  *******************************************************************/
242
243 /*
244  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
245  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
246  * random number.
247  */
248 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
249                                  unsigned long ptr_addr)
250 {
251 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
252         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^ swab(ptr_addr));
253 #else
254         return ptr;
255 #endif
256 }
257
258 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
259 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
260                                          void *ptr_addr)
261 {
262         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
263                             (unsigned long)ptr_addr);
264 }
265
266 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
267 {
268         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
269 }
270
271 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
272 {
273         prefetch(object + s->offset);
274 }
275
276 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
277 {
278         unsigned long freepointer_addr;
279         void *p;
280
281         if (!debug_pagealloc_enabled())
282                 return get_freepointer(s, object);
283
284         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
285         probe_kernel_read(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
286         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
287 }
288
289 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
290 {
291         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
292
293 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
294         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
295 #endif
296
297         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
298 }
299
300 /* Loop over all objects in a slab */
301 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
302         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
303                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
304                 __p += (__s)->size)
305
306 #define for_each_object_idx(__p, __idx, __s, __addr, __objects) \
307         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr), __idx = 1; \
308                 __idx <= __objects; \
309                 __p += (__s)->size, __idx++)
310
311 /* Determine object index from a given position */
312 static inline unsigned int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
313 {
314         return (p - addr) / s->size;
315 }
316
317 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
318 {
319         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
320 }
321
322 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
323                 unsigned int size)
324 {
325         struct kmem_cache_order_objects x = {
326                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
327         };
328
329         return x;
330 }
331
332 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
333 {
334         return x.x >> OO_SHIFT;
335 }
336
337 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
338 {
339         return x.x & OO_MASK;
340 }
341
342 /*
343  * Per slab locking using the pagelock
344  */
345 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
346 {
347         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
348         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
349 }
350
351 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
352 {
353         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
354         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
355 }
356
357 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
358 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
359                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
360                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
361                 const char *n)
362 {
363         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
364 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
365     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
366         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
367                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
368                                    freelist_old, counters_old,
369                                    freelist_new, counters_new))
370                         return true;
371         } else
372 #endif
373         {
374                 slab_lock(page);
375                 if (page->freelist == freelist_old &&
376                                         page->counters == counters_old) {
377                         page->freelist = freelist_new;
378                         page->counters = counters_new;
379                         slab_unlock(page);
380                         return true;
381                 }
382                 slab_unlock(page);
383         }
384
385         cpu_relax();
386         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
387
388 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
389         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
390 #endif
391
392         return false;
393 }
394
395 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
396                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
397                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
398                 const char *n)
399 {
400 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
401     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
402         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
403                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
404                                    freelist_old, counters_old,
405                                    freelist_new, counters_new))
406                         return true;
407         } else
408 #endif
409         {
410                 unsigned long flags;
411
412                 local_irq_save(flags);
413                 slab_lock(page);
414                 if (page->freelist == freelist_old &&
415                                         page->counters == counters_old) {
416                         page->freelist = freelist_new;
417                         page->counters = counters_new;
418                         slab_unlock(page);
419                         local_irq_restore(flags);
420                         return true;
421                 }
422                 slab_unlock(page);
423                 local_irq_restore(flags);
424         }
425
426         cpu_relax();
427         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
428
429 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
430         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
431 #endif
432
433         return false;
434 }
435
436 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
437 /*
438  * Determine a map of object in use on a page.
439  *
440  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
441  * not vanish from under us.
442  */
443 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
444 {
445         void *p;
446         void *addr = page_address(page);
447
448         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
449                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
450 }
451
452 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
453 {
454         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
455                 return s->size - s->red_left_pad;
456
457         return s->size;
458 }
459
460 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
461 {
462         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
463                 p -= s->red_left_pad;
464
465         return p;
466 }
467
468 /*
469  * Debug settings:
470  */
471 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
472 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
473 #else
474 static slab_flags_t slub_debug;
475 #endif
476
477 static char *slub_debug_slabs;
478 static int disable_higher_order_debug;
479
480 /*
481  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
482  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
483  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
484  * to tell kasan that these accesses are OK.
485  */
486 static inline void metadata_access_enable(void)
487 {
488         kasan_disable_current();
489 }
490
491 static inline void metadata_access_disable(void)
492 {
493         kasan_enable_current();
494 }
495
496 /*
497  * Object debugging
498  */
499
500 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
501 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
502                                 struct page *page, void *object)
503 {
504         void *base;
505
506         if (!object)
507                 return 1;
508
509         base = page_address(page);
510         object = restore_red_left(s, object);
511         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
512                 (object - base) % s->size) {
513                 return 0;
514         }
515
516         return 1;
517 }
518
519 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
520                           unsigned int length)
521 {
522         metadata_access_enable();
523         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
524                         length, 1);
525         metadata_access_disable();
526 }
527
528 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
529         enum track_item alloc)
530 {
531         struct track *p;
532
533         if (s->offset)
534                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
535         else
536                 p = object + s->inuse;
537
538         return p + alloc;
539 }
540
541 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
542                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
543 {
544         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
545
546         if (addr) {
547 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
548                 struct stack_trace trace;
549                 int i;
550
551                 trace.nr_entries = 0;
552                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
553                 trace.entries = p->addrs;
554                 trace.skip = 3;
555                 metadata_access_enable();
556                 save_stack_trace(&trace);
557                 metadata_access_disable();
558
559                 /* See rant in lockdep.c */
560                 if (trace.nr_entries != 0 &&
561                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
562                         trace.nr_entries--;
563
564                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
565                         p->addrs[i] = 0;
566 #endif
567                 p->addr = addr;
568                 p->cpu = smp_processor_id();
569                 p->pid = current->pid;
570                 p->when = jiffies;
571         } else
572                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
573 }
574
575 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
576 {
577         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
578                 return;
579
580         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
581         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
582 }
583
584 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
585 {
586         if (!t->addr)
587                 return;
588
589         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
590                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
591 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
592         {
593                 int i;
594                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
595                         if (t->addrs[i])
596                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
597                         else
598                                 break;
599         }
600 #endif
601 }
602
603 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
604 {
605         unsigned long pr_time = jiffies;
606         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
607                 return;
608
609         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
610         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
611 }
612
613 static void print_page_info(struct page *page)
614 {
615         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
616                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
617
618 }
619
620 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
621 {
622         struct va_format vaf;
623         va_list args;
624
625         va_start(args, fmt);
626         vaf.fmt = fmt;
627         vaf.va = &args;
628         pr_err("=============================================================================\n");
629         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
630         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
631
632         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
633         va_end(args);
634 }
635
636 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
637 {
638         struct va_format vaf;
639         va_list args;
640
641         va_start(args, fmt);
642         vaf.fmt = fmt;
643         vaf.va = &args;
644         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
645         va_end(args);
646 }
647
648 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
649                                void **freelist, void *nextfree)
650 {
651         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
652             !check_valid_pointer(s, page, nextfree) && freelist) {
653                 object_err(s, page, *freelist, "Freechain corrupt");
654                 *freelist = NULL;
655                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
656                 return true;
657         }
658
659         return false;
660 }
661
662 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
663 {
664         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
665         u8 *addr = page_address(page);
666
667         print_tracking(s, p);
668
669         print_page_info(page);
670
671         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
672                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
673
674         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
675                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p - s->red_left_pad,
676                               s->red_left_pad);
677         else if (p > addr + 16)
678                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
679
680         print_section(KERN_ERR, "Object ", p,
681                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
682         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
683                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p + s->object_size,
684                         s->inuse - s->object_size);
685
686         if (s->offset)
687                 off = s->offset + sizeof(void *);
688         else
689                 off = s->inuse;
690
691         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
692                 off += 2 * sizeof(struct track);
693
694         off += kasan_metadata_size(s);
695
696         if (off != size_from_object(s))
697                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
698                 print_section(KERN_ERR, "Padding ", p + off,
699                               size_from_object(s) - off);
700
701         dump_stack();
702 }
703
704 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
705                         u8 *object, char *reason)
706 {
707         slab_bug(s, "%s", reason);
708         print_trailer(s, page, object);
709 }
710
711 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
712                         const char *fmt, ...)
713 {
714         va_list args;
715         char buf[100];
716
717         va_start(args, fmt);
718         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
719         va_end(args);
720         slab_bug(s, "%s", buf);
721         print_page_info(page);
722         dump_stack();
723 }
724
725 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
726 {
727         u8 *p = object;
728
729         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
730                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
731
732         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
733                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
734                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
735         }
736
737         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
738                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
739 }
740
741 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
742                                                 void *from, void *to)
743 {
744         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
745         memset(from, data, to - from);
746 }
747
748 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
749                         u8 *object, char *what,
750                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
751 {
752         u8 *fault;
753         u8 *end;
754
755         metadata_access_enable();
756         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
757         metadata_access_disable();
758         if (!fault)
759                 return 1;
760
761         end = start + bytes;
762         while (end > fault && end[-1] == value)
763                 end--;
764
765         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
766         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
767                                         fault, end - 1, fault[0], value);
768         print_trailer(s, page, object);
769
770         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
771         return 0;
772 }
773
774 /*
775  * Object layout:
776  *
777  * object address
778  *      Bytes of the object to be managed.
779  *      If the freepointer may overlay the object then the free
780  *      pointer is the first word of the object.
781  *
782  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
783  *      0xa5 (POISON_END)
784  *
785  * object + s->object_size
786  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
787  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
788  *      object_size == inuse.
789  *
790  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
791  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
792  *
793  * object + s->inuse
794  *      Meta data starts here.
795  *
796  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
797  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
798  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
799  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
800  *              before the word boundary.
801  *
802  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
803  *
804  * object + s->size
805  *      Nothing is used beyond s->size.
806  *
807  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
808  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
809  * may be used with merged slabcaches.
810  */
811
812 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
813 {
814         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
815
816         if (s->offset)
817                 /* Freepointer is placed after the object. */
818                 off += sizeof(void *);
819
820         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
821                 /* We also have user information there */
822                 off += 2 * sizeof(struct track);
823
824         off += kasan_metadata_size(s);
825
826         if (size_from_object(s) == off)
827                 return 1;
828
829         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
830                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
831 }
832
833 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
834 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
835 {
836         u8 *start;
837         u8 *fault;
838         u8 *end;
839         u8 *pad;
840         int length;
841         int remainder;
842
843         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
844                 return 1;
845
846         start = page_address(page);
847         length = PAGE_SIZE << compound_order(page);
848         end = start + length;
849         remainder = length % s->size;
850         if (!remainder)
851                 return 1;
852
853         pad = end - remainder;
854         metadata_access_enable();
855         fault = memchr_inv(pad, POISON_INUSE, remainder);
856         metadata_access_disable();
857         if (!fault)
858                 return 1;
859         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
860                 end--;
861
862         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
863         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
864
865         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
866         return 0;
867 }
868
869 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
870                                         void *object, u8 val)
871 {
872         u8 *p = object;
873         u8 *endobject = object + s->object_size;
874
875         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
876                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
877                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
878                         return 0;
879
880                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
881                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
882                         return 0;
883         } else {
884                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
885                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
886                                 endobject, POISON_INUSE,
887                                 s->inuse - s->object_size);
888                 }
889         }
890
891         if (s->flags & SLAB_POISON) {
892                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
893                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
894                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
895                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
896                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
897                         return 0;
898                 /*
899                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
900                  */
901                 check_pad_bytes(s, page, p);
902         }
903
904         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
905                 /*
906                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
907                  * freepointer while object is allocated.
908                  */
909                 return 1;
910
911         /* Check free pointer validity */
912         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
913                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
914                 /*
915                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
916                  * of the free objects in this slab. May cause
917                  * another error because the object count is now wrong.
918                  */
919                 set_freepointer(s, p, NULL);
920                 return 0;
921         }
922         return 1;
923 }
924
925 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
926 {
927         int maxobj;
928
929         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
930
931         if (!PageSlab(page)) {
932                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
933                 return 0;
934         }
935
936         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size);
937         if (page->objects > maxobj) {
938                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
939                         page->objects, maxobj);
940                 return 0;
941         }
942         if (page->inuse > page->objects) {
943                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
944                         page->inuse, page->objects);
945                 return 0;
946         }
947         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
948         slab_pad_check(s, page);
949         return 1;
950 }
951
952 /*
953  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
954  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
955  */
956 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
957 {
958         int nr = 0;
959         void *fp;
960         void *object = NULL;
961         int max_objects;
962
963         fp = page->freelist;
964         while (fp && nr <= page->objects) {
965                 if (fp == search)
966                         return 1;
967                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
968                         if (object) {
969                                 object_err(s, page, object,
970                                         "Freechain corrupt");
971                                 set_freepointer(s, object, NULL);
972                         } else {
973                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
974                                 page->freelist = NULL;
975                                 page->inuse = page->objects;
976                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
977                                 return 0;
978                         }
979                         break;
980                 }
981                 object = fp;
982                 fp = get_freepointer(s, object);
983                 nr++;
984         }
985
986         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size);
987         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
988                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
989
990         if (page->objects != max_objects) {
991                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
992                          page->objects, max_objects);
993                 page->objects = max_objects;
994                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
995         }
996         if (page->inuse != page->objects - nr) {
997                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
998                          page->inuse, page->objects - nr);
999                 page->inuse = page->objects - nr;
1000                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
1001         }
1002         return search == NULL;
1003 }
1004
1005 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1006                                                                 int alloc)
1007 {
1008         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1009                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1010                         s->name,
1011                         alloc ? "alloc" : "free",
1012                         object, page->inuse,
1013                         page->freelist);
1014
1015                 if (!alloc)
1016                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1017                                         s->object_size);
1018
1019                 dump_stack();
1020         }
1021 }
1022
1023 /*
1024  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1025  */
1026 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1027         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1028 {
1029         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1030                 return;
1031
1032         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1033         list_add(&page->lru, &n->full);
1034 }
1035
1036 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1037 {
1038         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1039                 return;
1040
1041         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1042         list_del(&page->lru);
1043 }
1044
1045 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1046 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1047 {
1048         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1049
1050         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1051 }
1052
1053 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1054 {
1055         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1056 }
1057
1058 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1059 {
1060         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1061
1062         /*
1063          * May be called early in order to allocate a slab for the
1064          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1065          * dilemma by deferring the increment of the count during
1066          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1067          */
1068         if (likely(n)) {
1069                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1070                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1071         }
1072 }
1073 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1074 {
1075         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1076
1077         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1078         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1079 }
1080
1081 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1082 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1083                                                                 void *object)
1084 {
1085         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1086                 return;
1087
1088         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1089         init_tracking(s, object);
1090 }
1091
1092 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1093                                         struct page *page,
1094                                         void *object, unsigned long addr)
1095 {
1096         if (!check_slab(s, page))
1097                 return 0;
1098
1099         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1100                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1101                 return 0;
1102         }
1103
1104         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1105                 return 0;
1106
1107         return 1;
1108 }
1109
1110 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1111                                         struct page *page,
1112                                         void *object, unsigned long addr)
1113 {
1114         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1115                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object, addr))
1116                         goto bad;
1117         }
1118
1119         /* Success perform special debug activities for allocs */
1120         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1121                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1122         trace(s, page, object, 1);
1123         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1124         return 1;
1125
1126 bad:
1127         if (PageSlab(page)) {
1128                 /*
1129                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1130                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1131                  * as used avoids touching the remaining objects.
1132                  */
1133                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1134                 page->inuse = page->objects;
1135                 page->freelist = NULL;
1136         }
1137         return 0;
1138 }
1139
1140 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1141                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1142 {
1143         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1144                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1145                 return 0;
1146         }
1147
1148         if (on_freelist(s, page, object)) {
1149                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1150                 return 0;
1151         }
1152
1153         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1154                 return 0;
1155
1156         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1157                 if (!PageSlab(page)) {
1158                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1159                                  object);
1160                 } else if (!page->slab_cache) {
1161                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1162                                object);
1163                         dump_stack();
1164                 } else
1165                         object_err(s, page, object,
1166                                         "page slab pointer corrupt.");
1167                 return 0;
1168         }
1169         return 1;
1170 }
1171
1172 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1173 static noinline int free_debug_processing(
1174         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1175         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1176         unsigned long addr)
1177 {
1178         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1179         void *object = head;
1180         int cnt = 0;
1181         unsigned long uninitialized_var(flags);
1182         int ret = 0;
1183
1184         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1185         slab_lock(page);
1186
1187         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1188                 if (!check_slab(s, page))
1189                         goto out;
1190         }
1191
1192 next_object:
1193         cnt++;
1194
1195         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1196                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1197                         goto out;
1198         }
1199
1200         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1201                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1202         trace(s, page, object, 0);
1203         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1204         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1205
1206         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1207         if (object != tail) {
1208                 object = get_freepointer(s, object);
1209                 goto next_object;
1210         }
1211         ret = 1;
1212
1213 out:
1214         if (cnt != bulk_cnt)
1215                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1216                          bulk_cnt, cnt);
1217
1218         slab_unlock(page);
1219         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1220         if (!ret)
1221                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1222         return ret;
1223 }
1224
1225 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1226 {
1227         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1228         if (*str++ != '=' || !*str)
1229                 /*
1230                  * No options specified. Switch on full debugging.
1231                  */
1232                 goto out;
1233
1234         if (*str == ',')
1235                 /*
1236                  * No options but restriction on slabs. This means full
1237                  * debugging for slabs matching a pattern.
1238                  */
1239                 goto check_slabs;
1240
1241         slub_debug = 0;
1242         if (*str == '-')
1243                 /*
1244                  * Switch off all debugging measures.
1245                  */
1246                 goto out;
1247
1248         /*
1249          * Determine which debug features should be switched on
1250          */
1251         for (; *str && *str != ','; str++) {
1252                 switch (tolower(*str)) {
1253                 case 'f':
1254                         slub_debug |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1255                         break;
1256                 case 'z':
1257                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1258                         break;
1259                 case 'p':
1260                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1261                         break;
1262                 case 'u':
1263                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1264                         break;
1265                 case 't':
1266                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1267                         break;
1268                 case 'a':
1269                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1270                         break;
1271                 case 'o':
1272                         /*
1273                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1274                          * order would increase as a result.
1275                          */
1276                         disable_higher_order_debug = 1;
1277                         break;
1278                 default:
1279                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1280                                *str);
1281                 }
1282         }
1283
1284 check_slabs:
1285         if (*str == ',')
1286                 slub_debug_slabs = str + 1;
1287 out:
1288         return 1;
1289 }
1290
1291 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1292
1293 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1294         slab_flags_t flags, const char *name,
1295         void (*ctor)(void *))
1296 {
1297         /*
1298          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1299          */
1300         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1301                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1302                 flags |= slub_debug;
1303
1304         return flags;
1305 }
1306 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1307 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1308                         struct page *page, void *object) {}
1309
1310 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1311         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1312
1313 static inline int free_debug_processing(
1314         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1315         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1316         unsigned long addr) { return 0; }
1317
1318 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1319                         { return 1; }
1320 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1321                         void *object, u8 val) { return 1; }
1322 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1323                                         struct page *page) {}
1324 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1325                                         struct page *page) {}
1326 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1327         slab_flags_t flags, const char *name,
1328         void (*ctor)(void *))
1329 {
1330         return flags;
1331 }
1332 #define slub_debug 0
1333
1334 #define disable_higher_order_debug 0
1335
1336 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1337                                                         { return 0; }
1338 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1339                                                         { return 0; }
1340 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1341                                                         int objects) {}
1342 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1343                                                         int objects) {}
1344
1345 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1346                                void **freelist, void *nextfree)
1347 {
1348         return false;
1349 }
1350 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1351
1352 /*
1353  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1354  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1355  */
1356 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1357 {
1358         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1359         kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1360 }
1361
1362 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1363 {
1364         kmemleak_free(x);
1365         kasan_kfree_large(x, _RET_IP_);
1366 }
1367
1368 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1369 {
1370         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1371
1372         /*
1373          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1374          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1375          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1376          */
1377 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1378         {
1379                 unsigned long flags;
1380
1381                 local_irq_save(flags);
1382                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1383                 local_irq_restore(flags);
1384         }
1385 #endif
1386         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1387                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1388
1389         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse */
1390         return kasan_slab_free(s, x, _RET_IP_);
1391 }
1392
1393 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1394                                            void **head, void **tail)
1395 {
1396 /*
1397  * Compiler cannot detect this function can be removed if slab_free_hook()
1398  * evaluates to nothing.  Thus, catch all relevant config debug options here.
1399  */
1400 #if defined(CONFIG_LOCKDEP)     ||              \
1401         defined(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK) ||       \
1402         defined(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_FREE) ||   \
1403         defined(CONFIG_KASAN)
1404
1405         void *object;
1406         void *next = *head;
1407         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1408
1409         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1410         *head = NULL;
1411         *tail = NULL;
1412
1413         do {
1414                 object = next;
1415                 next = get_freepointer(s, object);
1416                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1417                 if (!slab_free_hook(s, object)) {
1418                         /* Move object to the new freelist */
1419                         set_freepointer(s, object, *head);
1420                         *head = object;
1421                         if (!*tail)
1422                                 *tail = object;
1423                 }
1424         } while (object != old_tail);
1425
1426         if (*head == *tail)
1427                 *tail = NULL;
1428
1429         return *head != NULL;
1430 #else
1431         return true;
1432 #endif
1433 }
1434
1435 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1436                                 void *object)
1437 {
1438         setup_object_debug(s, page, object);
1439         kasan_init_slab_obj(s, object);
1440         if (unlikely(s->ctor)) {
1441                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1442                 s->ctor(object);
1443                 kasan_poison_object_data(s, object);
1444         }
1445 }
1446
1447 /*
1448  * Slab allocation and freeing
1449  */
1450 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1451                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1452 {
1453         struct page *page;
1454         unsigned int order = oo_order(oo);
1455
1456         if (node == NUMA_NO_NODE)
1457                 page = alloc_pages(flags, order);
1458         else
1459                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1460
1461         if (page && memcg_charge_slab(page, flags, order, s)) {
1462                 __free_pages(page, order);
1463                 page = NULL;
1464         }
1465
1466         return page;
1467 }
1468
1469 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1470 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1471 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1472 {
1473         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1474         int err;
1475
1476         /* Bailout if already initialised */
1477         if (s->random_seq)
1478                 return 0;
1479
1480         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1481         if (err) {
1482                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1483                         s->name);
1484                 return err;
1485         }
1486
1487         /* Transform to an offset on the set of pages */
1488         if (s->random_seq) {
1489                 unsigned int i;
1490
1491                 for (i = 0; i < count; i++)
1492                         s->random_seq[i] *= s->size;
1493         }
1494         return 0;
1495 }
1496
1497 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1498 static void __init init_freelist_randomization(void)
1499 {
1500         struct kmem_cache *s;
1501
1502         mutex_lock(&slab_mutex);
1503
1504         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1505                 init_cache_random_seq(s);
1506
1507         mutex_unlock(&slab_mutex);
1508 }
1509
1510 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1511 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1512                                 unsigned long *pos, void *start,
1513                                 unsigned long page_limit,
1514                                 unsigned long freelist_count)
1515 {
1516         unsigned int idx;
1517
1518         /*
1519          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1520          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1521          */
1522         do {
1523                 idx = s->random_seq[*pos];
1524                 *pos += 1;
1525                 if (*pos >= freelist_count)
1526                         *pos = 0;
1527         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1528
1529         return (char *)start + idx;
1530 }
1531
1532 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1533 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1534 {
1535         void *start;
1536         void *cur;
1537         void *next;
1538         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1539
1540         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1541                 return false;
1542
1543         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1544         pos = get_random_int() % freelist_count;
1545
1546         page_limit = page->objects * s->size;
1547         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1548
1549         /* First entry is used as the base of the freelist */
1550         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1551                                 freelist_count);
1552         page->freelist = cur;
1553
1554         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1555                 setup_object(s, page, cur);
1556                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1557                         freelist_count);
1558                 set_freepointer(s, cur, next);
1559                 cur = next;
1560         }
1561         setup_object(s, page, cur);
1562         set_freepointer(s, cur, NULL);
1563
1564         return true;
1565 }
1566 #else
1567 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1568 {
1569         return 0;
1570 }
1571 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1572 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1573 {
1574         return false;
1575 }
1576 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1577
1578 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1579 {
1580         struct page *page;
1581         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1582         gfp_t alloc_gfp;
1583         void *start, *p;
1584         int idx, order;
1585         bool shuffle;
1586
1587         flags &= gfp_allowed_mask;
1588
1589         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1590                 local_irq_enable();
1591
1592         flags |= s->allocflags;
1593
1594         /*
1595          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1596          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1597          */
1598         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1599         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1600                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1601
1602         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1603         if (unlikely(!page)) {
1604                 oo = s->min;
1605                 alloc_gfp = flags;
1606                 /*
1607                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1608                  * Try a lower order alloc if possible
1609                  */
1610                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1611                 if (unlikely(!page))
1612                         goto out;
1613                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1614         }
1615
1616         page->objects = oo_objects(oo);
1617
1618         order = compound_order(page);
1619         page->slab_cache = s;
1620         __SetPageSlab(page);
1621         if (page_is_pfmemalloc(page))
1622                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1623
1624         start = page_address(page);
1625
1626         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1627                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1628
1629         kasan_poison_slab(page);
1630
1631         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1632
1633         if (!shuffle) {
1634                 for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1635                         setup_object(s, page, p);
1636                         if (likely(idx < page->objects))
1637                                 set_freepointer(s, p, p + s->size);
1638                         else
1639                                 set_freepointer(s, p, NULL);
1640                 }
1641                 page->freelist = fixup_red_left(s, start);
1642         }
1643
1644         page->inuse = page->objects;
1645         page->frozen = 1;
1646
1647 out:
1648         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1649                 local_irq_disable();
1650         if (!page)
1651                 return NULL;
1652
1653         mod_lruvec_page_state(page,
1654                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1655                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1656                 1 << oo_order(oo));
1657
1658         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1659
1660         return page;
1661 }
1662
1663 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1664 {
1665         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1666                 gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
1667                 flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
1668                 pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
1669                                 invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
1670                 dump_stack();
1671         }
1672
1673         return allocate_slab(s,
1674                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1675 }
1676
1677 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1678 {
1679         int order = compound_order(page);
1680         int pages = 1 << order;
1681
1682         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1683                 void *p;
1684
1685                 slab_pad_check(s, page);
1686                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1687                                                 page->objects)
1688                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1689         }
1690
1691         mod_lruvec_page_state(page,
1692                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1693                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1694                 -pages);
1695
1696         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1697         __ClearPageSlab(page);
1698
1699         page->mapping = NULL;
1700         if (current->reclaim_state)
1701                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1702         memcg_uncharge_slab(page, order, s);
1703         __free_pages(page, order);
1704 }
1705
1706 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1707 {
1708         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1709
1710         __free_slab(page->slab_cache, page);
1711 }
1712
1713 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1714 {
1715         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1716                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1717         } else
1718                 __free_slab(s, page);
1719 }
1720
1721 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1722 {
1723         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1724         free_slab(s, page);
1725 }
1726
1727 /*
1728  * Management of partially allocated slabs.
1729  */
1730 static inline void
1731 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1732 {
1733         n->nr_partial++;
1734         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1735                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1736         else
1737                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1738 }
1739
1740 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1741                                 struct page *page, int tail)
1742 {
1743         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1744         __add_partial(n, page, tail);
1745 }
1746
1747 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1748                                         struct page *page)
1749 {
1750         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1751         list_del(&page->lru);
1752         n->nr_partial--;
1753 }
1754
1755 /*
1756  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1757  * return the pointer to the freelist.
1758  *
1759  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1760  */
1761 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1762                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1763                 int mode, int *objects)
1764 {
1765         void *freelist;
1766         unsigned long counters;
1767         struct page new;
1768
1769         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1770
1771         /*
1772          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1773          * The old freelist is the list of objects for the
1774          * per cpu allocation list.
1775          */
1776         freelist = page->freelist;
1777         counters = page->counters;
1778         new.counters = counters;
1779         *objects = new.objects - new.inuse;
1780         if (mode) {
1781                 new.inuse = page->objects;
1782                 new.freelist = NULL;
1783         } else {
1784                 new.freelist = freelist;
1785         }
1786
1787         VM_BUG_ON(new.frozen);
1788         new.frozen = 1;
1789
1790         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1791                         freelist, counters,
1792                         new.freelist, new.counters,
1793                         "acquire_slab"))
1794                 return NULL;
1795
1796         remove_partial(n, page);
1797         WARN_ON(!freelist);
1798         return freelist;
1799 }
1800
1801 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1802 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1803
1804 /*
1805  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1806  */
1807 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1808                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1809 {
1810         struct page *page, *page2;
1811         void *object = NULL;
1812         unsigned int available = 0;
1813         int objects;
1814
1815         /*
1816          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1817          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1818          * partial slab and there is none available then get_partials()
1819          * will return NULL.
1820          */
1821         if (!n || !n->nr_partial)
1822                 return NULL;
1823
1824         spin_lock(&n->list_lock);
1825         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1826                 void *t;
1827
1828                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1829                         continue;
1830
1831                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1832                 if (!t)
1833                         break;
1834
1835                 available += objects;
1836                 if (!object) {
1837                         c->page = page;
1838                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1839                         object = t;
1840                 } else {
1841                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1842                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1843                 }
1844                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1845                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
1846                         break;
1847
1848         }
1849         spin_unlock(&n->list_lock);
1850         return object;
1851 }
1852
1853 /*
1854  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1855  */
1856 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1857                 struct kmem_cache_cpu *c)
1858 {
1859 #ifdef CONFIG_NUMA
1860         struct zonelist *zonelist;
1861         struct zoneref *z;
1862         struct zone *zone;
1863         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1864         void *object;
1865         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1866
1867         /*
1868          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1869          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1870          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1871          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1872          *
1873          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1874          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1875          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1876          * from other nodes and filled up.
1877          *
1878          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
1879          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
1880          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
1881          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
1882          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1883          * with available objects.
1884          */
1885         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1886                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1887                 return NULL;
1888
1889         do {
1890                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1891                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1892                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1893                         struct kmem_cache_node *n;
1894
1895                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1896
1897                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1898                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1899                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1900                                 if (object) {
1901                                         /*
1902                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1903                                          * here - if mems_allowed was updated in
1904                                          * parallel, that was a harmless race
1905                                          * between allocation and the cpuset
1906                                          * update
1907                                          */
1908                                         return object;
1909                                 }
1910                         }
1911                 }
1912         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1913 #endif
1914         return NULL;
1915 }
1916
1917 /*
1918  * Get a partial page, lock it and return it.
1919  */
1920 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1921                 struct kmem_cache_cpu *c)
1922 {
1923         void *object;
1924         int searchnode = node;
1925
1926         if (node == NUMA_NO_NODE)
1927                 searchnode = numa_mem_id();
1928
1929         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1930         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1931                 return object;
1932
1933         return get_any_partial(s, flags, c);
1934 }
1935
1936 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1937 /*
1938  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1939  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1940  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1941  */
1942 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1943 #else
1944 /*
1945  * No preemption supported therefore also no need to check for
1946  * different cpus.
1947  */
1948 #define TID_STEP 1
1949 #endif
1950
1951 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1952 {
1953         return tid + TID_STEP;
1954 }
1955
1956 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1957 {
1958         return tid % TID_STEP;
1959 }
1960
1961 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1962 {
1963         return tid / TID_STEP;
1964 }
1965
1966 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1967 {
1968         return cpu;
1969 }
1970
1971 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1972                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1973 {
1974 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1975         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1976
1977         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1978
1979 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1980         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1981                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1982                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1983         else
1984 #endif
1985         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1986                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1987                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1988         else
1989                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1990                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1991 #endif
1992         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1993 }
1994
1995 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1996 {
1997         int cpu;
1998
1999         for_each_possible_cpu(cpu)
2000                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2001 }
2002
2003 /*
2004  * Remove the cpu slab
2005  */
2006 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2007                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2008 {
2009         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2010         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2011         int lock = 0;
2012         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2013         void *nextfree;
2014         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2015         struct page new;
2016         struct page old;
2017
2018         if (page->freelist) {
2019                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2020                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2021         }
2022
2023         /*
2024          * Stage one: Free all available per cpu objects back
2025          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
2026          * last one.
2027          *
2028          * There is no need to take the list->lock because the page
2029          * is still frozen.
2030          */
2031         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
2032                 void *prior;
2033                 unsigned long counters;
2034
2035                 /*
2036                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2037                  * 'freelist' is already corrupted.  So isolate all objects
2038                  * starting at 'freelist'.
2039                  */
2040                 if (freelist_corrupted(s, page, &freelist, nextfree))
2041                         break;
2042
2043                 do {
2044                         prior = page->freelist;
2045                         counters = page->counters;
2046                         set_freepointer(s, freelist, prior);
2047                         new.counters = counters;
2048                         new.inuse--;
2049                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
2050
2051                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2052                         prior, counters,
2053                         freelist, new.counters,
2054                         "drain percpu freelist"));
2055
2056                 freelist = nextfree;
2057         }
2058
2059         /*
2060          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
2061          * list presence reflects the actual number of objects
2062          * during unfreeze.
2063          *
2064          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2065          * with the count. If there is a mismatch then the page
2066          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2067          *
2068          * Then we restart the process which may have to remove
2069          * the page from the list that we just put it on again
2070          * because the number of objects in the slab may have
2071          * changed.
2072          */
2073 redo:
2074
2075         old.freelist = page->freelist;
2076         old.counters = page->counters;
2077         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2078
2079         /* Determine target state of the slab */
2080         new.counters = old.counters;
2081         if (freelist) {
2082                 new.inuse--;
2083                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
2084                 new.freelist = freelist;
2085         } else
2086                 new.freelist = old.freelist;
2087
2088         new.frozen = 0;
2089
2090         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2091                 m = M_FREE;
2092         else if (new.freelist) {
2093                 m = M_PARTIAL;
2094                 if (!lock) {
2095                         lock = 1;
2096                         /*
2097                          * Taking the spinlock removes the possiblity
2098                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2099                          * is frozen
2100                          */
2101                         spin_lock(&n->list_lock);
2102                 }
2103         } else {
2104                 m = M_FULL;
2105                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
2106                         lock = 1;
2107                         /*
2108                          * This also ensures that the scanning of full
2109                          * slabs from diagnostic functions will not see
2110                          * any frozen slabs.
2111                          */
2112                         spin_lock(&n->list_lock);
2113                 }
2114         }
2115
2116         if (l != m) {
2117
2118                 if (l == M_PARTIAL)
2119
2120                         remove_partial(n, page);
2121
2122                 else if (l == M_FULL)
2123
2124                         remove_full(s, n, page);
2125
2126                 if (m == M_PARTIAL) {
2127
2128                         add_partial(n, page, tail);
2129                         stat(s, tail);
2130
2131                 } else if (m == M_FULL) {
2132
2133                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2134                         add_full(s, n, page);
2135
2136                 }
2137         }
2138
2139         l = m;
2140         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2141                                 old.freelist, old.counters,
2142                                 new.freelist, new.counters,
2143                                 "unfreezing slab"))
2144                 goto redo;
2145
2146         if (lock)
2147                 spin_unlock(&n->list_lock);
2148
2149         if (m == M_FREE) {
2150                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2151                 discard_slab(s, page);
2152                 stat(s, FREE_SLAB);
2153         }
2154
2155         c->page = NULL;
2156         c->freelist = NULL;
2157 }
2158
2159 /*
2160  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2161  *
2162  * This function must be called with interrupts disabled
2163  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2164  * to guarantee no concurrent accesses).
2165  */
2166 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2167                 struct kmem_cache_cpu *c)
2168 {
2169 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2170         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2171         struct page *page, *discard_page = NULL;
2172
2173         while ((page = c->partial)) {
2174                 struct page new;
2175                 struct page old;
2176
2177                 c->partial = page->next;
2178
2179                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2180                 if (n != n2) {
2181                         if (n)
2182                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2183
2184                         n = n2;
2185                         spin_lock(&n->list_lock);
2186                 }
2187
2188                 do {
2189
2190                         old.freelist = page->freelist;
2191                         old.counters = page->counters;
2192                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2193
2194                         new.counters = old.counters;
2195                         new.freelist = old.freelist;
2196
2197                         new.frozen = 0;
2198
2199                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2200                                 old.freelist, old.counters,
2201                                 new.freelist, new.counters,
2202                                 "unfreezing slab"));
2203
2204                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2205                         page->next = discard_page;
2206                         discard_page = page;
2207                 } else {
2208                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2209                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2210                 }
2211         }
2212
2213         if (n)
2214                 spin_unlock(&n->list_lock);
2215
2216         while (discard_page) {
2217                 page = discard_page;
2218                 discard_page = discard_page->next;
2219
2220                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2221                 discard_slab(s, page);
2222                 stat(s, FREE_SLAB);
2223         }
2224 #endif
2225 }
2226
2227 /*
2228  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2229  * slot if available.
2230  *
2231  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2232  * per node partial list.
2233  */
2234 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2235 {
2236 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2237         struct page *oldpage;
2238         int pages;
2239         int pobjects;
2240
2241         preempt_disable();
2242         do {
2243                 pages = 0;
2244                 pobjects = 0;
2245                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2246
2247                 if (oldpage) {
2248                         pobjects = oldpage->pobjects;
2249                         pages = oldpage->pages;
2250                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2251                                 unsigned long flags;
2252                                 /*
2253                                  * partial array is full. Move the existing
2254                                  * set to the per node partial list.
2255                                  */
2256                                 local_irq_save(flags);
2257                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2258                                 local_irq_restore(flags);
2259                                 oldpage = NULL;
2260                                 pobjects = 0;
2261                                 pages = 0;
2262                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2263                         }
2264                 }
2265
2266                 pages++;
2267                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2268
2269                 page->pages = pages;
2270                 page->pobjects = pobjects;
2271                 page->next = oldpage;
2272
2273         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2274                                                                 != oldpage);
2275         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2276                 unsigned long flags;
2277
2278                 local_irq_save(flags);
2279                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2280                 local_irq_restore(flags);
2281         }
2282         preempt_enable();
2283 #endif
2284 }
2285
2286 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2287 {
2288         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2289         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2290
2291         c->tid = next_tid(c->tid);
2292 }
2293
2294 /*
2295  * Flush cpu slab.
2296  *
2297  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2298  */
2299 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2300 {
2301         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2302
2303         if (likely(c)) {
2304                 if (c->page)
2305                         flush_slab(s, c);
2306
2307                 unfreeze_partials(s, c);
2308         }
2309 }
2310
2311 static void flush_cpu_slab(void *d)
2312 {
2313         struct kmem_cache *s = d;
2314
2315         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2316 }
2317
2318 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2319 {
2320         struct kmem_cache *s = info;
2321         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2322
2323         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2324 }
2325
2326 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2327 {
2328         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2329 }
2330
2331 /*
2332  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2333  * necessary.
2334  */
2335 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2336 {
2337         struct kmem_cache *s;
2338         unsigned long flags;
2339
2340         mutex_lock(&slab_mutex);
2341         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2342                 local_irq_save(flags);
2343                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2344                 local_irq_restore(flags);
2345         }
2346         mutex_unlock(&slab_mutex);
2347         return 0;
2348 }
2349
2350 /*
2351  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2352  * locality expectations.
2353  */
2354 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2355 {
2356 #ifdef CONFIG_NUMA
2357         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2358                 return 0;
2359 #endif
2360         return 1;
2361 }
2362
2363 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2364 static int count_free(struct page *page)
2365 {
2366         return page->objects - page->inuse;
2367 }
2368
2369 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2370 {
2371         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2372 }
2373 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2374
2375 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2376 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2377                                         int (*get_count)(struct page *))
2378 {
2379         unsigned long flags;
2380         unsigned long x = 0;
2381         struct page *page;
2382
2383         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2384         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2385                 x += get_count(page);
2386         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2387         return x;
2388 }
2389 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2390
2391 static noinline void
2392 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2393 {
2394 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2395         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2396                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2397         int node;
2398         struct kmem_cache_node *n;
2399
2400         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2401                 return;
2402
2403         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2404                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2405         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2406                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2407                 oo_order(s->min));
2408
2409         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2410                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2411                         s->name);
2412
2413         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2414                 unsigned long nr_slabs;
2415                 unsigned long nr_objs;
2416                 unsigned long nr_free;
2417
2418                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2419                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2420                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2421
2422                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2423                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2424         }
2425 #endif
2426 }
2427
2428 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2429                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2430 {
2431         void *freelist;
2432         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2433         struct page *page;
2434
2435         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2436
2437         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2438
2439         if (freelist)
2440                 return freelist;
2441
2442         page = new_slab(s, flags, node);
2443         if (page) {
2444                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2445                 if (c->page)
2446                         flush_slab(s, c);
2447
2448                 /*
2449                  * No other reference to the page yet so we can
2450                  * muck around with it freely without cmpxchg
2451                  */
2452                 freelist = page->freelist;
2453                 page->freelist = NULL;
2454
2455                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2456                 c->page = page;
2457                 *pc = c;
2458         } else
2459                 freelist = NULL;
2460
2461         return freelist;
2462 }
2463
2464 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2465 {
2466         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2467                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2468
2469         return true;
2470 }
2471
2472 /*
2473  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2474  * per cpu freelist or deactivate the page.
2475  *
2476  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2477  *
2478  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2479  *
2480  * This function must be called with interrupt disabled.
2481  */
2482 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2483 {
2484         struct page new;
2485         unsigned long counters;
2486         void *freelist;
2487
2488         do {
2489                 freelist = page->freelist;
2490                 counters = page->counters;
2491
2492                 new.counters = counters;
2493                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2494
2495                 new.inuse = page->objects;
2496                 new.frozen = freelist != NULL;
2497
2498         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2499                 freelist, counters,
2500                 NULL, new.counters,
2501                 "get_freelist"));
2502
2503         return freelist;
2504 }
2505
2506 /*
2507  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2508  * debugging duties.
2509  *
2510  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2511  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2512  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2513  *
2514  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2515  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2516  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2517  *
2518  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2519  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2520  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2521  *
2522  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2523  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2524  */
2525 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2526                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2527 {
2528         void *freelist;
2529         struct page *page;
2530
2531         page = c->page;
2532         if (!page) {
2533                 /*
2534                  * if the node is not online or has no normal memory, just
2535                  * ignore the node constraint
2536                  */
2537                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
2538                              !node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)))
2539                         node = NUMA_NO_NODE;
2540                 goto new_slab;
2541         }
2542 redo:
2543
2544         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2545                 /*
2546                  * same as above but node_match() being false already
2547                  * implies node != NUMA_NO_NODE
2548                  */
2549                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)) {
2550                         node = NUMA_NO_NODE;
2551                         goto redo;
2552                 } else {
2553                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2554                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2555                         goto new_slab;
2556                 }
2557         }
2558
2559         /*
2560          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2561          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2562          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2563          */
2564         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2565                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2566                 goto new_slab;
2567         }
2568
2569         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2570         freelist = c->freelist;
2571         if (freelist)
2572                 goto load_freelist;
2573
2574         freelist = get_freelist(s, page);
2575
2576         if (!freelist) {
2577                 c->page = NULL;
2578                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2579                 goto new_slab;
2580         }
2581
2582         stat(s, ALLOC_REFILL);
2583
2584 load_freelist:
2585         /*
2586          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2587          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2588          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2589          */
2590         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2591         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2592         c->tid = next_tid(c->tid);
2593         return freelist;
2594
2595 new_slab:
2596
2597         if (slub_percpu_partial(c)) {
2598                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2599                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2600                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2601                 goto redo;
2602         }
2603
2604         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2605
2606         if (unlikely(!freelist)) {
2607                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2608                 return NULL;
2609         }
2610
2611         page = c->page;
2612         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2613                 goto load_freelist;
2614
2615         /* Only entered in the debug case */
2616         if (kmem_cache_debug(s) &&
2617                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2618                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2619
2620         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2621         return freelist;
2622 }
2623
2624 /*
2625  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2626  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2627  */
2628 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2629                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2630 {
2631         void *p;
2632         unsigned long flags;
2633
2634         local_irq_save(flags);
2635 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2636         /*
2637          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2638          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2639          * pointer.
2640          */
2641         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2642 #endif
2643
2644         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2645         local_irq_restore(flags);
2646         return p;
2647 }
2648
2649 /*
2650  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2651  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2652  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2653  *
2654  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2655  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2656  *
2657  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2658  */
2659 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2660                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2661 {
2662         void *object;
2663         struct kmem_cache_cpu *c;
2664         struct page *page;
2665         unsigned long tid;
2666
2667         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2668         if (!s)
2669                 return NULL;
2670 redo:
2671         /*
2672          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2673          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2674          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2675          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2676          *
2677          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2678          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2679          * to check if it is matched or not.
2680          */
2681         do {
2682                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2683                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2684         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2685                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2686
2687         /*
2688          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2689          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2690          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2691          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2692          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2693          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2694          */
2695         barrier();
2696
2697         /*
2698          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2699          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2700          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2701          * linked list in between.
2702          */
2703
2704         object = c->freelist;
2705         page = c->page;
2706         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2707                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2708                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2709         } else {
2710                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2711
2712                 /*
2713                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2714                  * operation and if we are on the right processor.
2715                  *
2716                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2717                  * semantics!)
2718                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2719                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2720                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2721                  *
2722                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2723                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2724                  * other cpus.
2725                  */
2726                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2727                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2728                                 object, tid,
2729                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2730
2731                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2732                         goto redo;
2733                 }
2734                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2735                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2736         }
2737
2738         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2739                 memset(object, 0, s->object_size);
2740
2741         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2742
2743         return object;
2744 }
2745
2746 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2747                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2748 {
2749         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2750 }
2751
2752 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2753 {
2754         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2755
2756         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2757                                 s->size, gfpflags);
2758
2759         return ret;
2760 }
2761 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2762
2763 #ifdef CONFIG_TRACING
2764 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2765 {
2766         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2767         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2768         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2769         return ret;
2770 }
2771 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2772 #endif
2773
2774 #ifdef CONFIG_NUMA
2775 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2776 {
2777         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2778
2779         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2780                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2781
2782         return ret;
2783 }
2784 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2785
2786 #ifdef CONFIG_TRACING
2787 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2788                                     gfp_t gfpflags,
2789                                     int node, size_t size)
2790 {
2791         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2792
2793         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2794                            size, s->size, gfpflags, node);
2795
2796         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2797         return ret;
2798 }
2799 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2800 #endif
2801 #endif
2802
2803 /*
2804  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2805  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2806  *
2807  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2808  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2809  * handling required then we can return immediately.
2810  */
2811 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2812                         void *head, void *tail, int cnt,
2813                         unsigned long addr)
2814
2815 {
2816         void *prior;
2817         int was_frozen;
2818         struct page new;
2819         unsigned long counters;
2820         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2821         unsigned long uninitialized_var(flags);
2822
2823         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2824
2825         if (kmem_cache_debug(s) &&
2826             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2827                 return;
2828
2829         do {
2830                 if (unlikely(n)) {
2831                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2832                         n = NULL;
2833                 }
2834                 prior = page->freelist;
2835                 counters = page->counters;
2836                 set_freepointer(s, tail, prior);
2837                 new.counters = counters;
2838                 was_frozen = new.frozen;
2839                 new.inuse -= cnt;
2840                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2841
2842                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2843
2844                                 /*
2845                                  * Slab was on no list before and will be
2846                                  * partially empty
2847                                  * We can defer the list move and instead
2848                                  * freeze it.
2849                                  */
2850                                 new.frozen = 1;
2851
2852                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2853
2854                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2855                                 /*
2856                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2857                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2858                                  * drop the list_lock without any processing.
2859                                  *
2860                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2861                                  * other processors updating the list of slabs.
2862                                  */
2863                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2864
2865                         }
2866                 }
2867
2868         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2869                 prior, counters,
2870                 head, new.counters,
2871                 "__slab_free"));
2872
2873         if (likely(!n)) {
2874
2875                 /*
2876                  * If we just froze the page then put it onto the
2877                  * per cpu partial list.
2878                  */
2879                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2880                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2881                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2882                 }
2883                 /*
2884                  * The list lock was not taken therefore no list
2885                  * activity can be necessary.
2886                  */
2887                 if (was_frozen)
2888                         stat(s, FREE_FROZEN);
2889                 return;
2890         }
2891
2892         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2893                 goto slab_empty;
2894
2895         /*
2896          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2897          * then add it.
2898          */
2899         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2900                 if (kmem_cache_debug(s))
2901                         remove_full(s, n, page);
2902                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2903                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2904         }
2905         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2906         return;
2907
2908 slab_empty:
2909         if (prior) {
2910                 /*
2911                  * Slab on the partial list.
2912                  */
2913                 remove_partial(n, page);
2914                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2915         } else {
2916                 /* Slab must be on the full list */
2917                 remove_full(s, n, page);
2918         }
2919
2920         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2921         stat(s, FREE_SLAB);
2922         discard_slab(s, page);
2923 }
2924
2925 /*
2926  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2927  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2928  *
2929  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2930  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2931  * the item before.
2932  *
2933  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2934  * with all sorts of special processing.
2935  *
2936  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2937  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2938  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2939  */
2940 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
2941                                 struct page *page, void *head, void *tail,
2942                                 int cnt, unsigned long addr)
2943 {
2944         void *tail_obj = tail ? : head;
2945         struct kmem_cache_cpu *c;
2946         unsigned long tid;
2947 redo:
2948         /*
2949          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2950          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2951          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2952          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2953          */
2954         do {
2955                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2956                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2957         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2958                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2959
2960         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2961         barrier();
2962
2963         if (likely(page == c->page)) {
2964                 void **freelist = READ_ONCE(c->freelist);
2965
2966                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
2967
2968                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2969                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2970                                 freelist, tid,
2971                                 head, next_tid(tid)))) {
2972
2973                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2974                         goto redo;
2975                 }
2976                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2977         } else
2978                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
2979
2980 }
2981
2982 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2983                                       void *head, void *tail, int cnt,
2984                                       unsigned long addr)
2985 {
2986         /*
2987          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
2988          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
2989          */
2990         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
2991                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
2992 }
2993
2994 #ifdef CONFIG_KASAN
2995 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
2996 {
2997         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
2998 }
2999 #endif
3000
3001 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3002 {
3003         s = cache_from_obj(s, x);
3004         if (!s)
3005                 return;
3006         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3007         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
3008 }
3009 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3010
3011 struct detached_freelist {
3012         struct page *page;
3013         void *tail;
3014         void *freelist;
3015         int cnt;
3016         struct kmem_cache *s;
3017 };
3018
3019 /*
3020  * This function progressively scans the array with free objects (with
3021  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3022  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3023  * page/objects.  This can happen without any need for
3024  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3025  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3026  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3027  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3028  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3029  * to performance reasons.
3030  */
3031 static inline
3032 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3033                             void **p, struct detached_freelist *df)
3034 {
3035         size_t first_skipped_index = 0;
3036         int lookahead = 3;
3037         void *object;
3038         struct page *page;
3039
3040         /* Always re-init detached_freelist */
3041         df->page = NULL;
3042
3043         do {
3044                 object = p[--size];
3045                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3046         } while (!object && size);
3047
3048         if (!object)
3049                 return 0;
3050
3051         page = virt_to_head_page(object);
3052         if (!s) {
3053                 /* Handle kalloc'ed objects */
3054                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3055                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3056                         kfree_hook(object);
3057                         __free_pages(page, compound_order(page));
3058                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3059                         return size;
3060                 }
3061                 /* Derive kmem_cache from object */
3062                 df->s = page->slab_cache;
3063         } else {
3064                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3065         }
3066
3067         /* Start new detached freelist */
3068         df->page = page;
3069         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3070         df->tail = object;
3071         df->freelist = object;
3072         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3073         df->cnt = 1;
3074
3075         while (size) {
3076                 object = p[--size];
3077                 if (!object)
3078                         continue; /* Skip processed objects */
3079
3080                 /* df->page is always set at this point */
3081                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3082                         /* Opportunity build freelist */
3083                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3084                         df->freelist = object;
3085                         df->cnt++;
3086                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3087
3088                         continue;
3089                 }
3090
3091                 /* Limit look ahead search */
3092                 if (!--lookahead)
3093                         break;
3094
3095                 if (!first_skipped_index)
3096                         first_skipped_index = size + 1;
3097         }
3098
3099         return first_skipped_index;
3100 }
3101
3102 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3103 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3104 {
3105         if (WARN_ON(!size))
3106                 return;
3107
3108         do {
3109                 struct detached_freelist df;
3110
3111                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3112                 if (!df.page)
3113                         continue;
3114
3115                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
3116         } while (likely(size));
3117 }
3118 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3119
3120 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3121 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3122                           void **p)
3123 {
3124         struct kmem_cache_cpu *c;
3125         int i;
3126
3127         /* memcg and kmem_cache debug support */
3128         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3129         if (unlikely(!s))
3130                 return false;
3131         /*
3132          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3133          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3134          * handlers invoking normal fastpath.
3135          */
3136         local_irq_disable();
3137         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3138
3139         for (i = 0; i < size; i++) {
3140                 void *object = c->freelist;
3141
3142                 if (unlikely(!object)) {
3143                         /*
3144                          * We may have removed an object from c->freelist using
3145                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
3146                          * c->tid has not been bumped yet.
3147                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
3148                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
3149                          */
3150                         c->tid = next_tid(c->tid);
3151
3152                         /*
3153                          * Invoking slow path likely have side-effect
3154                          * of re-populating per CPU c->freelist
3155                          */
3156                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3157                                             _RET_IP_, c);
3158                         if (unlikely(!p[i]))
3159                                 goto error;
3160
3161                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3162                         continue; /* goto for-loop */
3163                 }
3164                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3165                 p[i] = object;
3166         }
3167         c->tid = next_tid(c->tid);
3168         local_irq_enable();
3169
3170         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3171         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO)) {
3172                 int j;
3173
3174                 for (j = 0; j < i; j++)
3175                         memset(p[j], 0, s->object_size);
3176         }
3177
3178         /* memcg and kmem_cache debug support */
3179         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3180         return i;
3181 error:
3182         local_irq_enable();
3183         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3184         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3185         return 0;
3186 }
3187 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3188
3189
3190 /*
3191  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3192  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3193  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3194  * another.
3195  *
3196  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3197  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3198  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3199  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3200  * locking overhead.
3201  */
3202
3203 /*
3204  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3205  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3206  * and increases the number of allocations possible without having to
3207  * take the list_lock.
3208  */
3209 static unsigned int slub_min_order;
3210 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3211 static unsigned int slub_min_objects;
3212
3213 /*
3214  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3215  *
3216  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3217  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3218  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3219  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3220  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3221  * would be wasted.
3222  *
3223  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3224  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3225  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3226  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3227  *
3228  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3229  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3230  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3231  * of space in favor of a small page order.
3232  *
3233  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3234  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3235  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3236  * the smallest order which will fit the object.
3237  */
3238 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3239                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3240                 unsigned int fract_leftover)
3241 {
3242         unsigned int min_order = slub_min_order;
3243         unsigned int order;
3244
3245         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3246                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3247
3248         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3249                         order <= max_order; order++) {
3250
3251                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3252                 unsigned int rem;
3253
3254                 rem = slab_size % size;
3255
3256                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3257                         break;
3258         }
3259
3260         return order;
3261 }
3262
3263 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3264 {
3265         unsigned int order;
3266         unsigned int min_objects;
3267         unsigned int max_objects;
3268
3269         /*
3270          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3271          * works by first attempting to generate a layout with
3272          * the best configuration and backing off gradually.
3273          *
3274          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3275          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3276          */
3277         min_objects = slub_min_objects;
3278         if (!min_objects)
3279                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3280         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3281         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3282
3283         while (min_objects > 1) {
3284                 unsigned int fraction;
3285
3286                 fraction = 16;
3287                 while (fraction >= 4) {
3288                         order = slab_order(size, min_objects,
3289                                         slub_max_order, fraction);
3290                         if (order <= slub_max_order)
3291                                 return order;
3292                         fraction /= 2;
3293                 }
3294                 min_objects--;
3295         }
3296
3297         /*
3298          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3299          * lets see if we can place a single object there.
3300          */
3301         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3302         if (order <= slub_max_order)
3303                 return order;
3304
3305         /*
3306          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3307          */
3308         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3309         if (order < MAX_ORDER)
3310                 return order;
3311         return -ENOSYS;
3312 }
3313
3314 static void
3315 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3316 {
3317         n->nr_partial = 0;
3318         spin_lock_init(&n->list_lock);
3319         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3320 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3321         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3322         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3323         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3324 #endif
3325 }
3326
3327 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3328 {
3329         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3330                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3331
3332         /*
3333          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3334          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3335          */
3336         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3337                                      2 * sizeof(void *));
3338
3339         if (!s->cpu_slab)
3340                 return 0;
3341
3342         init_kmem_cache_cpus(s);
3343
3344         return 1;
3345 }
3346
3347 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3348
3349 /*
3350  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3351  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3352  * possible.
3353  *
3354  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3355  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3356  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3357  */
3358 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3359 {
3360         struct page *page;
3361         struct kmem_cache_node *n;
3362
3363         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3364
3365         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3366
3367         BUG_ON(!page);
3368         if (page_to_nid(page) != node) {
3369                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3370                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3371         }
3372
3373         n = page->freelist;
3374         BUG_ON(!n);
3375         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3376         page->inuse = 1;
3377         page->frozen = 0;
3378         kmem_cache_node->node[node] = n;
3379 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3380         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3381         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3382 #endif
3383         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node),
3384                       GFP_KERNEL);
3385         init_kmem_cache_node(n);
3386         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3387
3388         /*
3389          * No locks need to be taken here as it has just been
3390          * initialized and there is no concurrent access.
3391          */
3392         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3393 }
3394
3395 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3396 {
3397         int node;
3398         struct kmem_cache_node *n;
3399
3400         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3401                 s->node[node] = NULL;
3402                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3403         }
3404 }
3405
3406 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3407 {
3408         cache_random_seq_destroy(s);
3409         free_percpu(s->cpu_slab);
3410         free_kmem_cache_nodes(s);
3411 }
3412
3413 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3414 {
3415         int node;
3416
3417         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3418                 struct kmem_cache_node *n;
3419
3420                 if (slab_state == DOWN) {
3421                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3422                         continue;
3423                 }
3424                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3425                                                 GFP_KERNEL, node);
3426
3427                 if (!n) {
3428                         free_kmem_cache_nodes(s);
3429                         return 0;
3430                 }
3431
3432                 init_kmem_cache_node(n);
3433                 s->node[node] = n;
3434         }
3435         return 1;
3436 }
3437
3438 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3439 {
3440         if (min < MIN_PARTIAL)
3441                 min = MIN_PARTIAL;
3442         else if (min > MAX_PARTIAL)
3443                 min = MAX_PARTIAL;
3444         s->min_partial = min;
3445 }
3446
3447 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3448 {
3449 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3450         /*
3451          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3452          * per cpu partial lists of a processor.
3453          *
3454          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3455          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3456          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3457          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3458          *
3459          * This setting also determines
3460          *
3461          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3462          *    per node list when we reach the limit.
3463          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3464          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3465          *    50% to keep some capacity around for frees.
3466          */
3467         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3468                 s->cpu_partial = 0;
3469         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3470                 s->cpu_partial = 2;
3471         else if (s->size >= 1024)
3472                 s->cpu_partial = 6;
3473         else if (s->size >= 256)
3474                 s->cpu_partial = 13;
3475         else
3476                 s->cpu_partial = 30;
3477 #endif
3478 }
3479
3480 /*
3481  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3482  * a slab object.
3483  */
3484 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3485 {
3486         slab_flags_t flags = s->flags;
3487         unsigned int size = s->object_size;
3488         unsigned int order;
3489
3490         /*
3491          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3492          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3493          * the possible location of the free pointer.
3494          */
3495         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3496
3497 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3498         /*
3499          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3500          * the slab may touch the object after free or before allocation
3501          * then we should never poison the object itself.
3502          */
3503         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3504                         !s->ctor)
3505                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3506         else
3507                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3508
3509
3510         /*
3511          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3512          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3513          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3514          */
3515         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3516                 size += sizeof(void *);
3517 #endif
3518
3519         /*
3520          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3521          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3522          */
3523         s->inuse = size;
3524
3525         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3526                 s->ctor)) {
3527                 /*
3528                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3529                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3530                  * kmem_cache_free.
3531                  *
3532                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3533                  * destructor or are poisoning the objects.
3534                  */
3535                 s->offset = size;
3536                 size += sizeof(void *);
3537         }
3538
3539 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3540         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3541                 /*
3542                  * Need to store information about allocs and frees after
3543                  * the object.
3544                  */
3545                 size += 2 * sizeof(struct track);
3546 #endif
3547
3548         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3549 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3550         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3551                 /*
3552                  * Add some empty padding so that we can catch
3553                  * overwrites from earlier objects rather than let
3554                  * tracking information or the free pointer be
3555                  * corrupted if a user writes before the start
3556                  * of the object.
3557                  */
3558                 size += sizeof(void *);
3559
3560                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3561                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3562                 size += s->red_left_pad;
3563         }
3564 #endif
3565
3566         /*
3567          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3568          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3569          * each object to conform to the alignment.
3570          */
3571         size = ALIGN(size, s->align);
3572         s->size = size;
3573         if (forced_order >= 0)
3574                 order = forced_order;
3575         else
3576                 order = calculate_order(size);
3577
3578         if ((int)order < 0)
3579                 return 0;
3580
3581         s->allocflags = 0;
3582         if (order)
3583                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3584
3585         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3586                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3587
3588         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
3589                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
3590
3591         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3592                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3593
3594         /*
3595          * Determine the number of objects per slab
3596          */
3597         s->oo = oo_make(order, size);
3598         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3599         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3600                 s->max = s->oo;
3601
3602         return !!oo_objects(s->oo);
3603 }
3604
3605 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3606 {
3607         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3608 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3609         s->random = get_random_long();
3610 #endif
3611
3612         if (!calculate_sizes(s, -1))
3613                 goto error;
3614         if (disable_higher_order_debug) {
3615                 /*
3616                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3617                  * order increased.
3618                  */
3619                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3620                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3621                         s->offset = 0;
3622                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3623                                 goto error;
3624                 }
3625         }
3626
3627 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3628     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3629         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3630                 /* Enable fast mode */
3631                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3632 #endif
3633
3634         /*
3635          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3636          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3637          */
3638         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3639
3640         set_cpu_partial(s);
3641
3642 #ifdef CONFIG_NUMA
3643         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3644 #endif
3645
3646         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3647         if (slab_state >= UP) {
3648                 if (init_cache_random_seq(s))
3649                         goto error;
3650         }
3651
3652         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3653                 goto error;
3654
3655         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3656                 return 0;
3657
3658         free_kmem_cache_nodes(s);
3659 error:
3660         if (flags & SLAB_PANIC)
3661                 panic("Cannot create slab %s size=%u realsize=%u order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3662                       s->name, s->size, s->size,
3663                       oo_order(s->oo), s->offset, (unsigned long)flags);
3664         return -EINVAL;
3665 }
3666
3667 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3668                                                         const char *text)
3669 {
3670 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3671         void *addr = page_address(page);
3672         void *p;
3673         unsigned long *map = kcalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects),
3674                                      sizeof(long),
3675                                      GFP_ATOMIC);
3676         if (!map)
3677                 return;
3678         slab_err(s, page, text, s->name);
3679         slab_lock(page);
3680
3681         get_map(s, page, map);
3682         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3683
3684                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3685                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3686                         print_tracking(s, p);
3687                 }
3688         }
3689         slab_unlock(page);
3690         kfree(map);
3691 #endif
3692 }
3693
3694 /*
3695  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3696  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3697  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3698  */
3699 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3700 {
3701         LIST_HEAD(discard);
3702         struct page *page, *h;
3703
3704         BUG_ON(irqs_disabled());
3705         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3706         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3707                 if (!page->inuse) {
3708                         remove_partial(n, page);
3709                         list_add(&page->lru, &discard);
3710                 } else {
3711                         list_slab_objects(s, page,
3712                         "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3713                 }
3714         }
3715         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3716
3717         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, lru)
3718                 discard_slab(s, page);
3719 }
3720
3721 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
3722 {
3723         int node;
3724         struct kmem_cache_node *n;
3725
3726         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3727                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3728                         return false;
3729         return true;
3730 }
3731
3732 /*
3733  * Release all resources used by a slab cache.
3734  */
3735 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3736 {
3737         int node;
3738         struct kmem_cache_node *n;
3739
3740         flush_all(s);
3741         /* Attempt to free all objects */
3742         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3743                 free_partial(s, n);
3744                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3745                         return 1;
3746         }
3747         sysfs_slab_remove(s);
3748         return 0;
3749 }
3750
3751 /********************************************************************
3752  *              Kmalloc subsystem
3753  *******************************************************************/
3754
3755 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3756 {
3757         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
3758
3759         return 1;
3760 }
3761
3762 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3763
3764 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3765 {
3766         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
3767         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
3768
3769         return 1;
3770 }
3771
3772 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3773
3774 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3775 {
3776         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
3777
3778         return 1;
3779 }
3780
3781 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3782
3783 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3784 {
3785         struct kmem_cache *s;
3786         void *ret;
3787
3788         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3789                 return kmalloc_large(size, flags);
3790
3791         s = kmalloc_slab(size, flags);
3792
3793         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3794                 return s;
3795
3796         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3797
3798         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3799
3800         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3801
3802         return ret;
3803 }
3804 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3805
3806 #ifdef CONFIG_NUMA
3807 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3808 {
3809         struct page *page;
3810         void *ptr = NULL;
3811
3812         flags |= __GFP_COMP;
3813         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3814         if (page)
3815                 ptr = page_address(page);
3816
3817         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3818         return ptr;
3819 }
3820
3821 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3822 {
3823         struct kmem_cache *s;
3824         void *ret;
3825
3826         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3827                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3828
3829                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3830                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3831                                    flags, node);
3832
3833                 return ret;
3834         }
3835
3836         s = kmalloc_slab(size, flags);
3837
3838         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3839                 return s;
3840
3841         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3842
3843         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3844
3845         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3846
3847         return ret;
3848 }
3849 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3850 #endif
3851
3852 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
3853 /*
3854  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
3855  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
3856  * cache's usercopy region.
3857  *
3858  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
3859  * to indicate an error.
3860  */
3861 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
3862                          bool to_user)
3863 {
3864         struct kmem_cache *s;
3865         unsigned int offset;
3866         size_t object_size;
3867
3868         /* Find object and usable object size. */
3869         s = page->slab_cache;
3870
3871         /* Reject impossible pointers. */
3872         if (ptr < page_address(page))
3873                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
3874                                to_user, 0, n);
3875
3876         /* Find offset within object. */
3877         offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
3878
3879         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
3880         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3881                 if (offset < s->red_left_pad)
3882                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
3883                                        s->name, to_user, offset, n);
3884                 offset -= s->red_left_pad;
3885         }
3886
3887         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
3888         if (offset >= s->useroffset &&
3889             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
3890             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
3891                 return;
3892
3893         /*
3894          * If the copy is still within the allocated object, produce
3895          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
3896          * to be a temporary method to find any missing usercopy
3897          * whitelists.
3898          */
3899         object_size = slab_ksize(s);
3900         if (usercopy_fallback &&
3901             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
3902                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
3903                 return;
3904         }
3905
3906         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
3907 }
3908 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
3909
3910 static size_t __ksize(const void *object)
3911 {
3912         struct page *page;
3913
3914         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3915                 return 0;
3916
3917         page = virt_to_head_page(object);
3918
3919         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3920                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3921                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3922         }
3923
3924         return slab_ksize(page->slab_cache);
3925 }
3926
3927 size_t ksize(const void *object)
3928 {
3929         size_t size = __ksize(object);
3930         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3931          * so we need to unpoison this area.
3932          */
3933         kasan_unpoison_shadow(object, size);
3934         return size;
3935 }
3936 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3937
3938 void kfree(const void *x)
3939 {
3940         struct page *page;
3941         void *object = (void *)x;
3942
3943         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3944
3945         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3946                 return;
3947
3948         page = virt_to_head_page(x);
3949         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3950                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3951                 kfree_hook(object);
3952                 __free_pages(page, compound_order(page));
3953                 return;
3954         }
3955         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3956 }
3957 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3958
3959 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3960
3961 /*
3962  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3963  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3964  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3965  *
3966  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3967  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3968  * are freed in them.
3969  */
3970 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3971 {
3972         int node;
3973         int i;
3974         struct kmem_cache_node *n;
3975         struct page *page;
3976         struct page *t;
3977         struct list_head discard;
3978         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3979         unsigned long flags;
3980         int ret = 0;
3981
3982         flush_all(s);
3983         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3984                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3985                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3986                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3987
3988                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3989
3990                 /*
3991                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3992                  *
3993                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3994                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3995                  */
3996                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3997                         int free = page->objects - page->inuse;
3998
3999                         /* Do not reread page->inuse */
4000                         barrier();
4001
4002                         /* We do not keep full slabs on the list */
4003                         BUG_ON(free <= 0);
4004
4005                         if (free == page->objects) {
4006                                 list_move(&page->lru, &discard);
4007                                 n->nr_partial--;
4008                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4009                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
4010                 }
4011
4012                 /*
4013                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4014                  * partial list.
4015                  */
4016                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4017                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4018
4019                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4020
4021                 /* Release empty slabs */
4022                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
4023                         discard_slab(s, page);
4024
4025                 if (slabs_node(s, node))
4026                         ret = 1;
4027         }
4028
4029         return ret;
4030 }
4031
4032 #ifdef CONFIG_MEMCG
4033 static void kmemcg_cache_deact_after_rcu(struct kmem_cache *s)
4034 {
4035         /*
4036          * Called with all the locks held after a sched RCU grace period.
4037          * Even if @s becomes empty after shrinking, we can't know that @s
4038          * doesn't have allocations already in-flight and thus can't
4039          * destroy @s until the associated memcg is released.
4040          *
4041          * However, let's remove the sysfs files for empty caches here.
4042          * Each cache has a lot of interface files which aren't
4043          * particularly useful for empty draining caches; otherwise, we can
4044          * easily end up with millions of unnecessary sysfs files on
4045          * systems which have a lot of memory and transient cgroups.
4046          */
4047         if (!__kmem_cache_shrink(s))
4048                 sysfs_slab_remove(s);
4049 }
4050
4051 void __kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *s)
4052 {
4053         /*
4054          * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
4055          * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
4056          */
4057         slub_set_cpu_partial(s, 0);
4058         s->min_partial = 0;
4059
4060         /*
4061          * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial), so
4062          * we have to make sure the change is visible before shrinking.
4063          */
4064         slab_deactivate_memcg_cache_rcu_sched(s, kmemcg_cache_deact_after_rcu);
4065 }
4066 #endif
4067
4068 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4069 {
4070         struct kmem_cache *s;
4071
4072         mutex_lock(&slab_mutex);
4073         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4074                 __kmem_cache_shrink(s);
4075         mutex_unlock(&slab_mutex);
4076
4077         return 0;
4078 }
4079
4080 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4081 {
4082         struct kmem_cache_node *n;
4083         struct kmem_cache *s;
4084         struct memory_notify *marg = arg;
4085         int offline_node;
4086
4087         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4088
4089         /*
4090          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4091          * for it yet.
4092          */
4093         if (offline_node < 0)
4094                 return;
4095
4096         mutex_lock(&slab_mutex);
4097         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4098                 n = get_node(s, offline_node);
4099                 if (n) {
4100                         /*
4101                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
4102                          * that is going down. We were unable to free them,
4103                          * and offline_pages() function shouldn't call this
4104                          * callback. So, we must fail.
4105                          */
4106                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
4107
4108                         s->node[offline_node] = NULL;
4109                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4110                 }
4111         }
4112         mutex_unlock(&slab_mutex);
4113 }
4114
4115 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4116 {
4117         struct kmem_cache_node *n;
4118         struct kmem_cache *s;
4119         struct memory_notify *marg = arg;
4120         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4121         int ret = 0;
4122
4123         /*
4124          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4125          * already created. Nothing to do.
4126          */
4127         if (nid < 0)
4128                 return 0;
4129
4130         /*
4131          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4132          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4133          * online.
4134          */
4135         mutex_lock(&slab_mutex);
4136         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4137                 /*
4138                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4139                  *      since memory is not yet available from the node that
4140                  *      is brought up.
4141                  */
4142                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4143                 if (!n) {
4144                         ret = -ENOMEM;
4145                         goto out;
4146                 }
4147                 init_kmem_cache_node(n);
4148                 s->node[nid] = n;
4149         }
4150 out:
4151         mutex_unlock(&slab_mutex);
4152         return ret;
4153 }
4154
4155 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4156                                 unsigned long action, void *arg)
4157 {
4158         int ret = 0;
4159
4160         switch (action) {
4161         case MEM_GOING_ONLINE:
4162                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4163                 break;
4164         case MEM_GOING_OFFLINE:
4165                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4166                 break;
4167         case MEM_OFFLINE:
4168         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4169                 slab_mem_offline_callback(arg);
4170                 break;
4171         case MEM_ONLINE:
4172         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4173                 break;
4174         }
4175         if (ret)
4176                 ret = notifier_from_errno(ret);
4177         else
4178                 ret = NOTIFY_OK;
4179         return ret;
4180 }
4181
4182 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4183         .notifier_call = slab_memory_callback,
4184         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4185 };
4186
4187 /********************************************************************
4188  *                      Basic setup of slabs
4189  *******************************************************************/
4190
4191 /*
4192  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4193  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4194  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4195  */
4196
4197 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4198 {
4199         int node;
4200         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4201         struct kmem_cache_node *n;
4202
4203         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4204
4205         /*
4206          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4207          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4208          * IPIs around.
4209          */
4210         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4211         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4212                 struct page *p;
4213
4214                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
4215                         p->slab_cache = s;
4216
4217 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4218                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
4219                         p->slab_cache = s;
4220 #endif
4221         }
4222         slab_init_memcg_params(s);
4223         list_add(&s->list, &slab_caches);
4224         memcg_link_cache(s);
4225         return s;
4226 }
4227
4228 void __init kmem_cache_init(void)
4229 {
4230         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4231                 boot_kmem_cache_node;
4232
4233         if (debug_guardpage_minorder())
4234                 slub_max_order = 0;
4235
4236         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4237         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4238
4239         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4240                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4241
4242         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4243
4244         /* Able to allocate the per node structures */
4245         slab_state = PARTIAL;
4246
4247         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4248                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4249                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4250                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4251
4252         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4253         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4254
4255         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4256         setup_kmalloc_cache_index_table();
4257         create_kmalloc_caches(0);
4258
4259         /* Setup random freelists for each cache */
4260         init_freelist_randomization();
4261
4262         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4263                                   slub_cpu_dead);
4264
4265         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%d\n",
4266                 cache_line_size(),
4267                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4268                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4269 }
4270
4271 void __init kmem_cache_init_late(void)
4272 {
4273 }
4274
4275 struct kmem_cache *
4276 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4277                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4278 {
4279         struct kmem_cache *s, *c;
4280
4281         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4282         if (s) {
4283                 s->refcount++;
4284
4285                 /*
4286                  * Adjust the object sizes so that we clear
4287                  * the complete object on kzalloc.
4288                  */
4289                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4290                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4291
4292                 for_each_memcg_cache(c, s) {
4293                         c->object_size = s->object_size;
4294                         c->inuse = max(c->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4295                 }
4296
4297                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4298                         s->refcount--;
4299                         s = NULL;
4300                 }
4301         }
4302
4303         return s;
4304 }
4305
4306 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4307 {
4308         int err;
4309
4310         err = kmem_cache_open(s, flags);
4311         if (err)
4312                 return err;
4313
4314         /* Mutex is not taken during early boot */
4315         if (slab_state <= UP)
4316                 return 0;
4317
4318         memcg_propagate_slab_attrs(s);
4319         err = sysfs_slab_add(s);
4320         if (err)
4321                 __kmem_cache_release(s);
4322
4323         return err;
4324 }
4325
4326 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4327 {
4328         struct kmem_cache *s;
4329         void *ret;
4330
4331         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4332                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4333
4334         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4335
4336         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4337                 return s;
4338
4339         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4340
4341         /* Honor the call site pointer we received. */
4342         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4343
4344         return ret;
4345 }
4346
4347 #ifdef CONFIG_NUMA
4348 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4349                                         int node, unsigned long caller)
4350 {
4351         struct kmem_cache *s;
4352         void *ret;
4353
4354         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4355                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4356
4357                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4358                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4359                                    gfpflags, node);
4360
4361                 return ret;
4362         }
4363
4364         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4365
4366         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4367                 return s;
4368
4369         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4370
4371         /* Honor the call site pointer we received. */
4372         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4373
4374         return ret;
4375 }
4376 #endif
4377
4378 #ifdef CONFIG_SYSFS
4379 static int count_inuse(struct page *page)
4380 {
4381         return page->inuse;
4382 }
4383
4384 static int count_total(struct page *page)
4385 {
4386         return page->objects;
4387 }
4388 #endif
4389
4390 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4391 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4392                                                 unsigned long *map)
4393 {
4394         void *p;
4395         void *addr = page_address(page);
4396
4397         if (!check_slab(s, page) ||
4398                         !on_freelist(s, page, NULL))
4399                 return 0;
4400
4401         /* Now we know that a valid freelist exists */
4402         bitmap_zero(map, page->objects);
4403
4404         get_map(s, page, map);
4405         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4406                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4407                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4408                                 return 0;
4409         }
4410
4411         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4412                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4413                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4414                                 return 0;
4415         return 1;
4416 }
4417
4418 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4419                                                 unsigned long *map)
4420 {
4421         slab_lock(page);
4422         validate_slab(s, page, map);
4423         slab_unlock(page);
4424 }
4425
4426 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4427                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4428 {
4429         unsigned long count = 0;
4430         struct page *page;
4431         unsigned long flags;
4432
4433         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4434
4435         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4436                 validate_slab_slab(s, page, map);
4437                 count++;
4438         }
4439         if (count != n->nr_partial)
4440                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4441                        s->name, count, n->nr_partial);
4442
4443         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4444                 goto out;
4445
4446         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4447                 validate_slab_slab(s, page, map);
4448                 count++;
4449         }
4450         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4451                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4452                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4453
4454 out:
4455         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4456         return count;
4457 }
4458
4459 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4460 {
4461         int node;
4462         unsigned long count = 0;
4463         unsigned long *map = kmalloc_array(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)),
4464                                            sizeof(unsigned long),
4465                                            GFP_KERNEL);
4466         struct kmem_cache_node *n;
4467
4468         if (!map)
4469                 return -ENOMEM;
4470
4471         flush_all(s);
4472         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4473                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4474         kfree(map);
4475         return count;
4476 }
4477 /*
4478  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4479  * and freed.
4480  */
4481
4482 struct location {
4483         unsigned long count;
4484         unsigned long addr;
4485         long long sum_time;
4486         long min_time;
4487         long max_time;
4488         long min_pid;
4489         long max_pid;
4490         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4491         nodemask_t nodes;
4492 };
4493
4494 struct loc_track {
4495         unsigned long max;
4496         unsigned long count;
4497         struct location *loc;
4498 };
4499
4500 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4501 {
4502         if (t->max)
4503                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4504                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4505 }
4506
4507 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4508 {
4509         struct location *l;
4510         int order;
4511
4512         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4513
4514         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4515         if (!l)
4516                 return 0;
4517
4518         if (t->count) {
4519                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4520                 free_loc_track(t);
4521         }
4522         t->max = max;
4523         t->loc = l;
4524         return 1;
4525 }
4526
4527 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4528                                 const struct track *track)
4529 {
4530         long start, end, pos;
4531         struct location *l;
4532         unsigned long caddr;
4533         unsigned long age = jiffies - track->when;
4534
4535         start = -1;
4536         end = t->count;
4537
4538         for ( ; ; ) {
4539                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4540
4541                 /*
4542                  * There is nothing at "end". If we end up there
4543                  * we need to add something to before end.
4544                  */
4545                 if (pos == end)
4546                         break;
4547
4548                 caddr = t->loc[pos].addr;
4549                 if (track->addr == caddr) {
4550
4551                         l = &t->loc[pos];
4552                         l->count++;
4553                         if (track->when) {
4554                                 l->sum_time += age;
4555                                 if (age < l->min_time)
4556                                         l->min_time = age;
4557                                 if (age > l->max_time)
4558                                         l->max_time = age;
4559
4560                                 if (track->pid < l->min_pid)
4561                                         l->min_pid = track->pid;
4562                                 if (track->pid > l->max_pid)
4563                                         l->max_pid = track->pid;
4564
4565                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4566                                                 to_cpumask(l->cpus));
4567                         }
4568                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4569                         return 1;
4570                 }
4571
4572                 if (track->addr < caddr)
4573                         end = pos;
4574                 else
4575                         start = pos;
4576         }
4577
4578         /*
4579          * Not found. Insert new tracking element.
4580          */
4581         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4582                 return 0;
4583
4584         l = t->loc + pos;
4585         if (pos < t->count)
4586                 memmove(l + 1, l,
4587                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4588         t->count++;
4589         l->count = 1;
4590         l->addr = track->addr;
4591         l->sum_time = age;
4592         l->min_time = age;
4593         l->max_time = age;
4594         l->min_pid = track->pid;
4595         l->max_pid = track->pid;
4596         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4597         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4598         nodes_clear(l->nodes);
4599         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4600         return 1;
4601 }
4602
4603 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4604                 struct page *page, enum track_item alloc,
4605                 unsigned long *map)
4606 {
4607         void *addr = page_address(page);
4608         void *p;
4609
4610         bitmap_zero(map, page->objects);
4611         get_map(s, page, map);
4612
4613         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4614                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4615                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4616 }
4617
4618 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4619                                         enum track_item alloc)
4620 {
4621         int len = 0;
4622         unsigned long i;
4623         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4624         int node;
4625         unsigned long *map = kmalloc_array(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)),
4626                                            sizeof(unsigned long),
4627                                            GFP_KERNEL);
4628         struct kmem_cache_node *n;
4629
4630         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4631                                      GFP_KERNEL)) {
4632                 kfree(map);
4633                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4634         }
4635         /* Push back cpu slabs */
4636         flush_all(s);
4637
4638         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4639                 unsigned long flags;
4640                 struct page *page;
4641
4642                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4643                         continue;
4644
4645                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4646                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4647                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4648                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4649                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4650                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4651         }
4652
4653         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4654                 struct location *l = &t.loc[i];
4655
4656                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4657                         break;
4658                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4659
4660                 if (l->addr)
4661                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4662                 else
4663                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4664
4665                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4666                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4667                                 l->min_time,
4668                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4669                                 l->max_time);
4670                 } else
4671                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4672                                 l->min_time);
4673
4674                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4675                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4676                                 l->min_pid, l->max_pid);
4677                 else
4678                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4679                                 l->min_pid);
4680
4681                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4682                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4683                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4684                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4685                                          " cpus=%*pbl",
4686                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4687
4688                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4689                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4690                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4691                                          " nodes=%*pbl",
4692                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4693
4694                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4695         }
4696
4697         free_loc_track(&t);
4698         kfree(map);
4699         if (!t.count)
4700                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4701         return len;
4702 }
4703 #endif
4704
4705 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4706 static void __init resiliency_test(void)
4707 {
4708         u8 *p;
4709
4710         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4711
4712         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4713         pr_err("-----------------------\n");
4714         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4715
4716         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4717         p[16] = 0x12;
4718         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4719                p + 16);
4720
4721         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4722
4723         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4724         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4725         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4726         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4727                p);
4728         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4729
4730         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4731         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4732         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4733         *p = 0x56;
4734         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4735                p);
4736         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4737         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4738
4739         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4740         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4741         kfree(p);
4742         *p = 0x78;
4743         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4744         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4745
4746         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4747         kfree(p);
4748         p[50] = 0x9a;
4749         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4750         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4751
4752         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4753         kfree(p);
4754         p[512] = 0xab;
4755         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4756         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4757 }
4758 #else
4759 #ifdef CONFIG_SYSFS
4760 static void resiliency_test(void) {};
4761 #endif
4762 #endif
4763
4764 #ifdef CONFIG_SYSFS
4765 enum slab_stat_type {
4766         SL_ALL,                 /* All slabs */
4767         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4768         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4769         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4770         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4771 };
4772
4773 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4774 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4775 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4776 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4777 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4778
4779 #ifdef CONFIG_MEMCG
4780 static bool memcg_sysfs_enabled = IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_MEMCG_SYSFS_ON);
4781
4782 static int __init setup_slub_memcg_sysfs(char *str)
4783 {
4784         int v;
4785
4786         if (get_option(&str, &v) > 0)
4787                 memcg_sysfs_enabled = v;
4788
4789         return 1;
4790 }
4791
4792 __setup("slub_memcg_sysfs=", setup_slub_memcg_sysfs);
4793 #endif
4794
4795 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4796                             char *buf, unsigned long flags)
4797 {
4798         unsigned long total = 0;
4799         int node;
4800         int x;
4801         unsigned long *nodes;
4802
4803         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4804         if (!nodes)
4805                 return -ENOMEM;
4806
4807         if (flags & SO_CPU) {
4808                 int cpu;
4809
4810                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4811                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4812                                                                cpu);
4813                         int node;
4814                         struct page *page;
4815
4816                         page = READ_ONCE(c->page);
4817                         if (!page)
4818                                 continue;
4819
4820                         node = page_to_nid(page);
4821                         if (flags & SO_TOTAL)
4822                                 x = page->objects;
4823                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4824                                 x = page->inuse;
4825                         else
4826                                 x = 1;
4827
4828                         total += x;
4829                         nodes[node] += x;
4830
4831                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4832                         if (page) {
4833                                 node = page_to_nid(page);
4834                                 if (flags & SO_TOTAL)
4835                                         WARN_ON_ONCE(1);
4836                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4837                                         WARN_ON_ONCE(1);
4838                                 else
4839                                         x = page->pages;
4840                                 total += x;
4841                                 nodes[node] += x;
4842                         }
4843                 }
4844         }
4845
4846         /*
4847          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
4848          * already held which will conflict with an existing lock order:
4849          *
4850          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
4851          *
4852          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
4853          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
4854          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
4855          */
4856
4857 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4858         if (flags & SO_ALL) {
4859                 struct kmem_cache_node *n;
4860
4861                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4862
4863                         if (flags & SO_TOTAL)
4864                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4865                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4866                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4867                                         count_partial(n, count_free);
4868                         else
4869                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4870                         total += x;
4871                         nodes[node] += x;
4872                 }
4873
4874         } else
4875 #endif
4876         if (flags & SO_PARTIAL) {
4877                 struct kmem_cache_node *n;
4878
4879                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4880                         if (flags & SO_TOTAL)
4881                                 x = count_partial(n, count_total);
4882                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4883                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4884                         else
4885                                 x = n->nr_partial;
4886                         total += x;
4887                         nodes[node] += x;
4888                 }
4889         }
4890         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4891 #ifdef CONFIG_NUMA
4892         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4893                 if (nodes[node])
4894                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4895                                         node, nodes[node]);
4896 #endif
4897         kfree(nodes);
4898         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4899 }
4900
4901 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4902 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4903 {
4904         int node;
4905         struct kmem_cache_node *n;
4906
4907         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4908                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4909                         return 1;
4910
4911         return 0;
4912 }
4913 #endif
4914
4915 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4916 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4917
4918 struct slab_attribute {
4919         struct attribute attr;
4920         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4921         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4922 };
4923
4924 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4925         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4926         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4927
4928 #define SLAB_ATTR(_name) \
4929         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4930         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4931
4932 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4933 {
4934         return sprintf(buf, "%u\n", s->size);
4935 }
4936 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4937
4938 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4939 {
4940         return sprintf(buf, "%u\n", s->align);
4941 }
4942 SLAB_ATTR_RO(align);
4943
4944 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4945 {
4946         return sprintf(buf, "%u\n", s->object_size);
4947 }
4948 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4949
4950 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4951 {
4952         return sprintf(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
4953 }
4954 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4955
4956 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4957                                 const char *buf, size_t length)
4958 {
4959         unsigned int order;
4960         int err;
4961
4962         err = kstrtouint(buf, 10, &order);
4963         if (err)
4964                 return err;
4965
4966         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4967                 return -EINVAL;
4968
4969         calculate_sizes(s, order);
4970         return length;
4971 }
4972
4973 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4974 {
4975         return sprintf(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
4976 }
4977 SLAB_ATTR(order);
4978
4979 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4980 {
4981         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4982 }
4983
4984 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4985                                  size_t length)
4986 {
4987         unsigned long min;
4988         int err;
4989
4990         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4991         if (err)
4992                 return err;
4993
4994         set_min_partial(s, min);
4995         return length;
4996 }
4997 SLAB_ATTR(min_partial);
4998
4999 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5000 {
5001         return sprintf(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
5002 }
5003
5004 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5005                                  size_t length)
5006 {
5007         unsigned int objects;
5008         int err;
5009
5010         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5011         if (err)
5012                 return err;
5013         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5014                 return -EINVAL;
5015
5016         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5017         flush_all(s);
5018         return length;
5019 }
5020 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5021
5022 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5023 {
5024         if (!s->ctor)
5025                 return 0;
5026         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
5027 }
5028 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5029
5030 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5031 {
5032         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5033 }
5034 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5035
5036 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5037 {
5038         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5039 }
5040 SLAB_ATTR_RO(partial);
5041
5042 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5043 {
5044         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5045 }
5046 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5047
5048 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5049 {
5050         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5051 }
5052 SLAB_ATTR_RO(objects);
5053
5054 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5055 {
5056         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5057 }
5058 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5059
5060 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5061 {
5062         int objects = 0;
5063         int pages = 0;
5064         int cpu;
5065         int len;
5066
5067         for_each_online_cpu(cpu) {
5068                 struct page *page;
5069
5070                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5071
5072                 if (page) {
5073                         pages += page->pages;
5074                         objects += page->pobjects;
5075                 }
5076         }
5077
5078         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
5079
5080 #ifdef CONFIG_SMP
5081         for_each_online_cpu(cpu) {
5082                 struct page *page;
5083
5084                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5085
5086                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
5087                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
5088                                 page->pobjects, page->pages);
5089         }
5090 #endif
5091         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5092 }
5093 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5094
5095 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5096 {
5097         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5098 }
5099
5100 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
5101                                 const char *buf, size_t length)
5102 {
5103         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5104         if (buf[0] == '1')
5105                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5106         return length;
5107 }
5108 SLAB_ATTR(reclaim_account);
5109
5110 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5111 {
5112         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5113 }
5114 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5115
5116 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5117 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5118 {
5119         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5120 }
5121 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5122 #endif
5123
5124 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5125 {
5126         return sprintf(buf, "%u\n", s->usersize);
5127 }
5128 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5129
5130 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5131 {
5132         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5133 }
5134 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5135
5136 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5137 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5138 {
5139         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5140 }
5141 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5142
5143 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5144 {
5145         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5146 }
5147 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5148
5149 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5150 {
5151         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5152 }
5153
5154 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
5155                                 const char *buf, size_t length)
5156 {
5157         s->flags &= ~SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5158         if (buf[0] == '1') {
5159                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5160                 s->flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5161         }
5162         return length;
5163 }
5164 SLAB_ATTR(sanity_checks);
5165
5166 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5167 {
5168         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5169 }
5170
5171 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5172                                                         size_t length)
5173 {
5174         /*
5175          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
5176          * as well as cause other issues like converting a mergeable
5177          * cache into an umergeable one.
5178          */
5179         if (s->refcount > 1)
5180                 return -EINVAL;
5181
5182         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
5183         if (buf[0] == '1') {
5184                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5185                 s->flags |= SLAB_TRACE;
5186         }
5187         return length;
5188 }
5189 SLAB_ATTR(trace);
5190
5191 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5192 {
5193         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5194 }
5195
5196 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
5197                                 const char *buf, size_t length)
5198 {
5199         if (any_slab_objects(s))
5200                 return -EBUSY;
5201
5202         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
5203         if (buf[0] == '1') {
5204                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
5205         }
5206         calculate_sizes(s, -1);
5207         return length;
5208 }
5209 SLAB_ATTR(red_zone);
5210
5211 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5212 {
5213         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5214 }
5215
5216 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
5217                                 const char *buf, size_t length)
5218 {
5219         if (any_slab_objects(s))
5220                 return -EBUSY;
5221
5222         s->flags &= ~SLAB_POISON;
5223         if (buf[0] == '1') {
5224                 s->flags |= SLAB_POISON;
5225         }
5226         calculate_sizes(s, -1);
5227         return length;
5228 }
5229 SLAB_ATTR(poison);
5230
5231 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5232 {
5233         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5234 }
5235
5236 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
5237                                 const char *buf, size_t length)
5238 {
5239         if (any_slab_objects(s))
5240                 return -EBUSY;
5241
5242         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
5243         if (buf[0] == '1') {
5244                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5245                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
5246         }
5247         calculate_sizes(s, -1);
5248         return length;
5249 }
5250 SLAB_ATTR(store_user);
5251
5252 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5253 {
5254         return 0;
5255 }
5256
5257 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5258                         const char *buf, size_t length)
5259 {
5260         int ret = -EINVAL;
5261
5262         if (buf[0] == '1') {
5263                 ret = validate_slab_cache(s);
5264                 if (ret >= 0)
5265                         ret = length;
5266         }
5267         return ret;
5268 }
5269 SLAB_ATTR(validate);
5270
5271 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5272 {
5273         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5274                 return -ENOSYS;
5275         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5276 }
5277 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5278
5279 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5280 {
5281         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5282                 return -ENOSYS;
5283         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5284 }
5285 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5286 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5287
5288 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5289 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5290 {
5291         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5292 }
5293
5294 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5295                                                         size_t length)
5296 {
5297         if (s->refcount > 1)
5298                 return -EINVAL;
5299
5300         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
5301         if (buf[0] == '1')
5302                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
5303         return length;
5304 }
5305 SLAB_ATTR(failslab);
5306 #endif
5307
5308 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5309 {
5310         return 0;
5311 }
5312
5313 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5314                         const char *buf, size_t length)
5315 {
5316         if (buf[0] == '1')
5317                 kmem_cache_shrink(s);
5318         else
5319                 return -EINVAL;
5320         return length;
5321 }
5322 SLAB_ATTR(shrink);
5323
5324 #ifdef CONFIG_NUMA
5325 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5326 {
5327         return sprintf(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5328 }
5329
5330 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5331                                 const char *buf, size_t length)
5332 {
5333         unsigned int ratio;
5334         int err;
5335
5336         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5337         if (err)
5338                 return err;
5339         if (ratio > 100)
5340                 return -ERANGE;
5341
5342         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5343
5344         return length;
5345 }
5346 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5347 #endif
5348
5349 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5350 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5351 {
5352         unsigned long sum  = 0;
5353         int cpu;
5354         int len;
5355         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5356
5357         if (!data)
5358                 return -ENOMEM;
5359
5360         for_each_online_cpu(cpu) {
5361                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5362
5363                 data[cpu] = x;
5364                 sum += x;
5365         }
5366
5367         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5368
5369 #ifdef CONFIG_SMP
5370         for_each_online_cpu(cpu) {
5371                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5372                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5373         }
5374 #endif
5375         kfree(data);
5376         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5377 }
5378
5379 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5380 {
5381         int cpu;
5382
5383         for_each_online_cpu(cpu)
5384                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5385 }
5386
5387 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5388 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5389 {                                                               \
5390         return show_stat(s, buf, si);                           \
5391 }                                                               \
5392 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5393                                 const char *buf, size_t length) \
5394 {                                                               \
5395         if (buf[0] != '0')                                      \
5396                 return -EINVAL;                                 \
5397         clear_stat(s, si);                                      \
5398         return length;                                          \
5399 }                                                               \
5400 SLAB_ATTR(text);                                                \
5401
5402 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5403 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5404 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5405 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5406 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5407 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5408 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5409 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5410 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5411 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5412 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5413 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5414 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5415 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5416 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5417 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5418 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5419 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5420 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5421 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5422 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5423 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5424 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5425 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5426 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5427 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5428 #endif
5429
5430 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5431         &slab_size_attr.attr,
5432         &object_size_attr.attr,
5433         &objs_per_slab_attr.attr,
5434         &order_attr.attr,
5435         &min_partial_attr.attr,
5436         &cpu_partial_attr.attr,
5437         &objects_attr.attr,
5438         &objects_partial_attr.attr,
5439         &partial_attr.attr,
5440         &cpu_slabs_attr.attr,
5441         &ctor_attr.attr,
5442         &aliases_attr.attr,
5443         &align_attr.attr,
5444         &hwcache_align_attr.attr,
5445         &reclaim_account_attr.attr,
5446         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5447         &shrink_attr.attr,
5448         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5449 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5450         &total_objects_attr.attr,
5451         &slabs_attr.attr,
5452         &sanity_checks_attr.attr,
5453         &trace_attr.attr,
5454         &red_zone_attr.attr,
5455         &poison_attr.attr,
5456         &store_user_attr.attr,
5457         &validate_attr.attr,
5458         &alloc_calls_attr.attr,
5459         &free_calls_attr.attr,
5460 #endif
5461 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5462         &cache_dma_attr.attr,
5463 #endif
5464 #ifdef CONFIG_NUMA
5465         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5466 #endif
5467 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5468         &alloc_fastpath_attr.attr,
5469         &alloc_slowpath_attr.attr,
5470         &free_fastpath_attr.attr,
5471         &free_slowpath_attr.attr,
5472         &free_frozen_attr.attr,
5473         &free_add_partial_attr.attr,
5474         &free_remove_partial_attr.attr,
5475         &alloc_from_partial_attr.attr,
5476         &alloc_slab_attr.attr,
5477         &alloc_refill_attr.attr,
5478         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5479         &free_slab_attr.attr,
5480         &cpuslab_flush_attr.attr,
5481         &deactivate_full_attr.attr,
5482         &deactivate_empty_attr.attr,
5483         &deactivate_to_head_attr.attr,
5484         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5485         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5486         &deactivate_bypass_attr.attr,
5487         &order_fallback_attr.attr,
5488         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5489         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5490         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5491         &cpu_partial_free_attr.attr,
5492         &cpu_partial_node_attr.attr,
5493         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5494 #endif
5495 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5496         &failslab_attr.attr,
5497 #endif
5498         &usersize_attr.attr,
5499
5500         NULL
5501 };
5502
5503 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5504         .attrs = slab_attrs,
5505 };
5506
5507 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5508                                 struct attribute *attr,
5509                                 char *buf)
5510 {
5511         struct slab_attribute *attribute;
5512         struct kmem_cache *s;
5513         int err;
5514
5515         attribute = to_slab_attr(attr);
5516         s = to_slab(kobj);
5517
5518         if (!attribute->show)
5519                 return -EIO;
5520
5521         err = attribute->show(s, buf);
5522
5523         return err;
5524 }
5525
5526 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5527                                 struct attribute *attr,
5528                                 const char *buf, size_t len)
5529 {
5530         struct slab_attribute *attribute;
5531         struct kmem_cache *s;
5532         int err;
5533
5534         attribute = to_slab_attr(attr);
5535         s = to_slab(kobj);
5536
5537         if (!attribute->store)
5538                 return -EIO;
5539
5540         err = attribute->store(s, buf, len);
5541 #ifdef CONFIG_MEMCG
5542         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5543                 struct kmem_cache *c;
5544
5545                 mutex_lock(&slab_mutex);
5546                 if (s->max_attr_size < len)
5547                         s->max_attr_size = len;
5548
5549                 /*
5550                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5551                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5552                  * basically because not all attributes will have a well
5553                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5554                  * have permanent effects.
5555                  *
5556                  * Returning the error value of any of the children that fail
5557                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5558                  * error code won't be able to know anything about the state of
5559                  * the cache.
5560                  *
5561                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5562                  * has well defined semantics. The cache being written to
5563                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5564                  * through the descendants with best-effort propagation.
5565                  */
5566                 for_each_memcg_cache(c, s)
5567                         attribute->store(c, buf, len);
5568                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5569         }
5570 #endif
5571         return err;
5572 }
5573
5574 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5575 {
5576 #ifdef CONFIG_MEMCG
5577         int i;
5578         char *buffer = NULL;
5579         struct kmem_cache *root_cache;
5580
5581         if (is_root_cache(s))
5582                 return;
5583
5584         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5585
5586         /*
5587          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5588          * in copying default values around
5589          */
5590         if (!root_cache->max_attr_size)
5591                 return;
5592
5593         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5594                 char mbuf[64];
5595                 char *buf;
5596                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5597                 ssize_t len;
5598
5599                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5600                         continue;
5601
5602                 /*
5603                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5604                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5605                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5606                  *
5607                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5608                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5609                  * theoretically happen.
5610                  */
5611                 if (buffer)
5612                         buf = buffer;
5613                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf) &&
5614                          !IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_STATS))
5615                         buf = mbuf;
5616                 else {
5617                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5618                         if (WARN_ON(!buffer))
5619                                 continue;
5620                         buf = buffer;
5621                 }
5622
5623                 len = attr->show(root_cache, buf);
5624                 if (len > 0)
5625                         attr->store(s, buf, len);
5626         }
5627
5628         if (buffer)
5629                 free_page((unsigned long)buffer);
5630 #endif
5631 }
5632
5633 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5634 {
5635         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5636 }
5637
5638 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5639         .show = slab_attr_show,
5640         .store = slab_attr_store,
5641 };
5642
5643 static struct kobj_type slab_ktype = {
5644         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5645         .release = kmem_cache_release,
5646 };
5647
5648 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5649 {
5650         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5651
5652         if (ktype == &slab_ktype)
5653                 return 1;
5654         return 0;
5655 }
5656
5657 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5658         .filter = uevent_filter,
5659 };
5660
5661 static struct kset *slab_kset;
5662
5663 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5664 {
5665 #ifdef CONFIG_MEMCG
5666         if (!is_root_cache(s))
5667                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5668 #endif
5669         return slab_kset;
5670 }
5671
5672 #define ID_STR_LENGTH 64
5673
5674 /* Create a unique string id for a slab cache:
5675  *
5676  * Format       :[flags-]size
5677  */
5678 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5679 {
5680         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5681         char *p = name;
5682
5683         BUG_ON(!name);
5684
5685         *p++ = ':';
5686         /*
5687          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5688          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5689          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5690          * are matched during merging to guarantee that the id is
5691          * unique.
5692          */
5693         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5694                 *p++ = 'd';
5695         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5696                 *p++ = 'D';
5697         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5698                 *p++ = 'a';
5699         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5700                 *p++ = 'F';
5701         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5702                 *p++ = 'A';
5703         if (p != name + 1)
5704                 *p++ = '-';
5705         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5706
5707         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5708         return name;
5709 }
5710
5711 static void sysfs_slab_remove_workfn(struct work_struct *work)
5712 {
5713         struct kmem_cache *s =
5714                 container_of(work, struct kmem_cache, kobj_remove_work);
5715
5716         if (!s->kobj.state_in_sysfs)
5717                 /*
5718                  * For a memcg cache, this may be called during
5719                  * deactivation and again on shutdown.  Remove only once.
5720                  * A cache is never shut down before deactivation is
5721                  * complete, so no need to worry about synchronization.
5722                  */
5723                 goto out;
5724
5725 #ifdef CONFIG_MEMCG
5726         kset_unregister(s->memcg_kset);
5727 #endif
5728         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5729 out:
5730         kobject_put(&s->kobj);
5731 }
5732
5733 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5734 {
5735         int err;
5736         const char *name;
5737         struct kset *kset = cache_kset(s);
5738         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5739
5740         INIT_WORK(&s->kobj_remove_work, sysfs_slab_remove_workfn);
5741
5742         if (!kset) {
5743                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5744                 return 0;
5745         }
5746
5747         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5748                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5749                 unmergeable = 1;
5750
5751         if (unmergeable) {
5752                 /*
5753                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5754                  * This is typically the case for debug situations. In that
5755                  * case we can catch duplicate names easily.
5756                  */
5757                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5758                 name = s->name;
5759         } else {
5760                 /*
5761                  * Create a unique name for the slab as a target
5762                  * for the symlinks.
5763                  */
5764                 name = create_unique_id(s);
5765         }
5766
5767         s->kobj.kset = kset;
5768         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5769         if (err)
5770                 goto out;
5771
5772         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5773         if (err)
5774                 goto out_del_kobj;
5775
5776 #ifdef CONFIG_MEMCG
5777         if (is_root_cache(s) && memcg_sysfs_enabled) {
5778                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5779                 if (!s->memcg_kset) {
5780                         err = -ENOMEM;
5781                         goto out_del_kobj;
5782                 }
5783         }
5784 #endif
5785
5786         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5787         if (!unmergeable) {
5788                 /* Setup first alias */
5789                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5790         }
5791 out:
5792         if (!unmergeable)
5793                 kfree(name);
5794         return err;
5795 out_del_kobj:
5796         kobject_del(&s->kobj);
5797         goto out;
5798 }
5799
5800 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5801 {
5802         if (slab_state < FULL)
5803                 /*
5804                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5805                  * cache from sysfs.
5806                  */
5807                 return;
5808
5809         kobject_get(&s->kobj);
5810         schedule_work(&s->kobj_remove_work);
5811 }
5812
5813 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5814 {
5815         if (slab_state >= FULL)
5816                 kobject_del(&s->kobj);
5817 }
5818
5819 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5820 {
5821         if (slab_state >= FULL)
5822                 kobject_put(&s->kobj);
5823 }
5824
5825 /*
5826  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5827  * available lest we lose that information.
5828  */
5829 struct saved_alias {
5830         struct kmem_cache *s;
5831         const char *name;
5832         struct saved_alias *next;
5833 };
5834
5835 static struct saved_alias *alias_list;
5836
5837 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5838 {
5839         struct saved_alias *al;
5840
5841         if (slab_state == FULL) {
5842                 /*
5843                  * If we have a leftover link then remove it.
5844                  */
5845                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5846                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5847         }
5848
5849         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5850         if (!al)
5851                 return -ENOMEM;
5852
5853         al->s = s;
5854         al->name = name;
5855         al->next = alias_list;
5856         alias_list = al;
5857         return 0;
5858 }
5859
5860 static int __init slab_sysfs_init(void)
5861 {
5862         struct kmem_cache *s;
5863         int err;
5864
5865         mutex_lock(&slab_mutex);
5866
5867         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5868         if (!slab_kset) {
5869                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5870                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5871                 return -ENOSYS;
5872         }
5873
5874         slab_state = FULL;
5875
5876         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5877                 err = sysfs_slab_add(s);
5878                 if (err)
5879                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5880                                s->name);
5881         }
5882
5883         while (alias_list) {
5884                 struct saved_alias *al = alias_list;
5885
5886                 alias_list = alias_list->next;
5887                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5888                 if (err)
5889                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5890                                al->name);
5891                 kfree(al);
5892         }
5893
5894         mutex_unlock(&slab_mutex);
5895         resiliency_test();
5896         return 0;
5897 }
5898
5899 __initcall(slab_sysfs_init);
5900 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5901
5902 /*
5903  * The /proc/slabinfo ABI
5904  */
5905 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5906 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5907 {
5908         unsigned long nr_slabs = 0;
5909         unsigned long nr_objs = 0;
5910         unsigned long nr_free = 0;
5911         int node;
5912         struct kmem_cache_node *n;
5913
5914         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5915                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5916                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5917                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5918         }
5919
5920         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5921         sinfo->num_objs = nr_objs;
5922         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5923         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5924         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5925         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5926 }
5927
5928 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5929 {
5930 }
5931
5932 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5933                        size_t count, loff_t *ppos)
5934 {
5935         return -EIO;
5936 }
5937 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */