GNU Linux-libre 4.4.284-gnu1
[releases.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
6  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
10  */
11
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/bit_spinlock.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/bitops.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include "slab.h"
20 #include <linux/proc_fs.h>
21 #include <linux/notifier.h>
22 #include <linux/seq_file.h>
23 #include <linux/kasan.h>
24 #include <linux/kmemcheck.h>
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/cpuset.h>
27 #include <linux/mempolicy.h>
28 #include <linux/ctype.h>
29 #include <linux/debugobjects.h>
30 #include <linux/kallsyms.h>
31 #include <linux/memory.h>
32 #include <linux/math64.h>
33 #include <linux/fault-inject.h>
34 #include <linux/stacktrace.h>
35 #include <linux/prefetch.h>
36 #include <linux/memcontrol.h>
37
38 #include <trace/events/kmem.h>
39
40 #include "internal.h"
41
42 /*
43  * Lock order:
44  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
45  *   2. node->list_lock
46  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
47  *
48  *   slab_mutex
49  *
50  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
51  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
52  *
53  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
54  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
55  *   double word in the page struct. Meaning
56  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
57  *      B. page->counters       -> Counters of objects
58  *      C. page->frozen         -> frozen state
59  *
60  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
61  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
62  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
63  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
64  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
65  *
66  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
67  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
68  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
69  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
70  *   modified without taking the list lock).
71  *
72  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
73  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
74  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
75  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
76  *   the list lock.
77  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
78  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
79  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
80  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
81  *
82  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
83  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
84  *
85  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
86  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
87  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
88  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
89  * cannot scan all objects.
90  *
91  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
92  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
93  * fast frees and allocs.
94  *
95  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
96  *
97  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
98  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
99  *                      such as satisfying allocations for a specific
100  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
101  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
102  *                      list operations. It is up to the processor holding
103  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
104  *                      when the slab is no longer needed.
105  *
106  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
107  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
108  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
109  *                      freelist that allows lockless access to
110  *                      free objects in addition to the regular freelist
111  *                      that requires the slab lock.
112  *
113  * PageError            Slab requires special handling due to debug
114  *                      options set. This moves slab handling out of
115  *                      the fast path and disables lockless freelists.
116  */
117
118 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
119 {
120 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
121         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
122 #else
123         return 0;
124 #endif
125 }
126
127 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
128 {
129 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
130         return !kmem_cache_debug(s);
131 #else
132         return false;
133 #endif
134 }
135
136 /*
137  * Issues still to be resolved:
138  *
139  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
140  *
141  * - Variable sizing of the per node arrays
142  */
143
144 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
145 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
146
147 /* Enable to log cmpxchg failures */
148 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
149
150 /*
151  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
152  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
153  */
154 #define MIN_PARTIAL 5
155
156 /*
157  * Maximum number of desirable partial slabs.
158  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
159  * sort the partial list by the number of objects in use.
160  */
161 #define MAX_PARTIAL 10
162
163 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
164                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
165
166 /*
167  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
168  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
169  * metadata.
170  */
171 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
172
173 #define OO_SHIFT        16
174 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
175 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
176
177 /* Internal SLUB flags */
178 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
179 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
180
181 #ifdef CONFIG_SMP
182 static struct notifier_block slab_notifier;
183 #endif
184
185 /*
186  * Tracking user of a slab.
187  */
188 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
189 struct track {
190         unsigned long addr;     /* Called from address */
191 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
192         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
193 #endif
194         int cpu;                /* Was running on cpu */
195         int pid;                /* Pid context */
196         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
197 };
198
199 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
200
201 #ifdef CONFIG_SYSFS
202 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
203 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
204 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
205 #else
206 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
207 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
208                                                         { return 0; }
209 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
210 #endif
211
212 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
213 {
214 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
215         /*
216          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
217          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
218          */
219         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
220 #endif
221 }
222
223 /********************************************************************
224  *                      Core slab cache functions
225  *******************************************************************/
226
227 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
228 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
229                                 struct page *page, const void *object)
230 {
231         void *base;
232
233         if (!object)
234                 return 1;
235
236         base = page_address(page);
237         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
238                 (object - base) % s->size) {
239                 return 0;
240         }
241
242         return 1;
243 }
244
245 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
246 {
247         return *(void **)(object + s->offset);
248 }
249
250 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
251 {
252         prefetch(object + s->offset);
253 }
254
255 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
256 {
257         void *p;
258
259 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
260         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
261 #else
262         p = get_freepointer(s, object);
263 #endif
264         return p;
265 }
266
267 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
268 {
269         *(void **)(object + s->offset) = fp;
270 }
271
272 /* Loop over all objects in a slab */
273 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
274         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
275                         __p += (__s)->size)
276
277 #define for_each_object_idx(__p, __idx, __s, __addr, __objects) \
278         for (__p = (__addr), __idx = 1; __idx <= __objects;\
279                         __p += (__s)->size, __idx++)
280
281 /* Determine object index from a given position */
282 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
283 {
284         return (p - addr) / s->size;
285 }
286
287 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
288 {
289 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
290         /*
291          * Debugging requires use of the padding between object
292          * and whatever may come after it.
293          */
294         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
295                 return s->object_size;
296
297 #endif
298         /*
299          * If we have the need to store the freelist pointer
300          * back there or track user information then we can
301          * only use the space before that information.
302          */
303         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
304                 return s->inuse;
305         /*
306          * Else we can use all the padding etc for the allocation
307          */
308         return s->size;
309 }
310
311 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
312 {
313         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
314 }
315
316 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
317                 unsigned long size, int reserved)
318 {
319         struct kmem_cache_order_objects x = {
320                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
321         };
322
323         return x;
324 }
325
326 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
327 {
328         return x.x >> OO_SHIFT;
329 }
330
331 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
332 {
333         return x.x & OO_MASK;
334 }
335
336 /*
337  * Per slab locking using the pagelock
338  */
339 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
340 {
341         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
342 }
343
344 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
345 {
346         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
347 }
348
349 static inline void set_page_slub_counters(struct page *page, unsigned long counters_new)
350 {
351         struct page tmp;
352         tmp.counters = counters_new;
353         /*
354          * page->counters can cover frozen/inuse/objects as well
355          * as page->_count.  If we assign to ->counters directly
356          * we run the risk of losing updates to page->_count, so
357          * be careful and only assign to the fields we need.
358          */
359         page->frozen  = tmp.frozen;
360         page->inuse   = tmp.inuse;
361         page->objects = tmp.objects;
362 }
363
364 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
365 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
366                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
367                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
368                 const char *n)
369 {
370         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
371 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
372     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
373         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
374                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
375                                    freelist_old, counters_old,
376                                    freelist_new, counters_new))
377                         return true;
378         } else
379 #endif
380         {
381                 slab_lock(page);
382                 if (page->freelist == freelist_old &&
383                                         page->counters == counters_old) {
384                         page->freelist = freelist_new;
385                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
386                         slab_unlock(page);
387                         return true;
388                 }
389                 slab_unlock(page);
390         }
391
392         cpu_relax();
393         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
394
395 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
396         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
397 #endif
398
399         return false;
400 }
401
402 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
403                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
404                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
405                 const char *n)
406 {
407 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
408     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
409         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
410                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
411                                    freelist_old, counters_old,
412                                    freelist_new, counters_new))
413                         return true;
414         } else
415 #endif
416         {
417                 unsigned long flags;
418
419                 local_irq_save(flags);
420                 slab_lock(page);
421                 if (page->freelist == freelist_old &&
422                                         page->counters == counters_old) {
423                         page->freelist = freelist_new;
424                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
425                         slab_unlock(page);
426                         local_irq_restore(flags);
427                         return true;
428                 }
429                 slab_unlock(page);
430                 local_irq_restore(flags);
431         }
432
433         cpu_relax();
434         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
435
436 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
437         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
438 #endif
439
440         return false;
441 }
442
443 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
444 /*
445  * Determine a map of object in use on a page.
446  *
447  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
448  * not vanish from under us.
449  */
450 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
451 {
452         void *p;
453         void *addr = page_address(page);
454
455         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
456                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
457 }
458
459 /*
460  * Debug settings:
461  */
462 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
463 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
464 #elif defined(CONFIG_KASAN)
465 static int slub_debug = SLAB_STORE_USER;
466 #else
467 static int slub_debug;
468 #endif
469
470 static char *slub_debug_slabs;
471 static int disable_higher_order_debug;
472
473 /*
474  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
475  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
476  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
477  * to tell kasan that these accesses are OK.
478  */
479 static inline void metadata_access_enable(void)
480 {
481         kasan_disable_current();
482 }
483
484 static inline void metadata_access_disable(void)
485 {
486         kasan_enable_current();
487 }
488
489 /*
490  * Object debugging
491  */
492 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
493 {
494         metadata_access_enable();
495         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
496                         length, 1);
497         metadata_access_disable();
498 }
499
500 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
501         enum track_item alloc)
502 {
503         struct track *p;
504
505         if (s->offset)
506                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
507         else
508                 p = object + s->inuse;
509
510         return p + alloc;
511 }
512
513 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
514                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
515 {
516         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
517
518         if (addr) {
519 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
520                 struct stack_trace trace;
521                 int i;
522
523                 trace.nr_entries = 0;
524                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
525                 trace.entries = p->addrs;
526                 trace.skip = 3;
527                 metadata_access_enable();
528                 save_stack_trace(&trace);
529                 metadata_access_disable();
530
531                 /* See rant in lockdep.c */
532                 if (trace.nr_entries != 0 &&
533                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
534                         trace.nr_entries--;
535
536                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
537                         p->addrs[i] = 0;
538 #endif
539                 p->addr = addr;
540                 p->cpu = smp_processor_id();
541                 p->pid = current->pid;
542                 p->when = jiffies;
543         } else
544                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
545 }
546
547 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
548 {
549         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
550                 return;
551
552         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
553         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
554 }
555
556 static void print_track(const char *s, struct track *t)
557 {
558         if (!t->addr)
559                 return;
560
561         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
562                s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
563 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
564         {
565                 int i;
566                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
567                         if (t->addrs[i])
568                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
569                         else
570                                 break;
571         }
572 #endif
573 }
574
575 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
576 {
577         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
578                 return;
579
580         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
581         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
582 }
583
584 static void print_page_info(struct page *page)
585 {
586         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
587                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
588
589 }
590
591 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
592 {
593         struct va_format vaf;
594         va_list args;
595
596         va_start(args, fmt);
597         vaf.fmt = fmt;
598         vaf.va = &args;
599         pr_err("=============================================================================\n");
600         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
601         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
602
603         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
604         va_end(args);
605 }
606
607 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
608 {
609         struct va_format vaf;
610         va_list args;
611
612         va_start(args, fmt);
613         vaf.fmt = fmt;
614         vaf.va = &args;
615         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
616         va_end(args);
617 }
618
619 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
620 {
621         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
622         u8 *addr = page_address(page);
623
624         print_tracking(s, p);
625
626         print_page_info(page);
627
628         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
629                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
630
631         if (p > addr + 16)
632                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
633
634         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
635                                 PAGE_SIZE));
636         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
637                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
638                         s->inuse - s->object_size);
639
640         if (s->offset)
641                 off = s->offset + sizeof(void *);
642         else
643                 off = s->inuse;
644
645         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
646                 off += 2 * sizeof(struct track);
647
648         if (off != s->size)
649                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
650                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
651
652         dump_stack();
653 }
654
655 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
656                         u8 *object, char *reason)
657 {
658         slab_bug(s, "%s", reason);
659         print_trailer(s, page, object);
660 }
661
662 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
663                         const char *fmt, ...)
664 {
665         va_list args;
666         char buf[100];
667
668         va_start(args, fmt);
669         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
670         va_end(args);
671         slab_bug(s, "%s", buf);
672         print_page_info(page);
673         dump_stack();
674 }
675
676 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
677 {
678         u8 *p = object;
679
680         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
681                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
682                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
683         }
684
685         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
686                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
687 }
688
689 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
690                                                 void *from, void *to)
691 {
692         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
693         memset(from, data, to - from);
694 }
695
696 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
697                         u8 *object, char *what,
698                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
699 {
700         u8 *fault;
701         u8 *end;
702
703         metadata_access_enable();
704         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
705         metadata_access_disable();
706         if (!fault)
707                 return 1;
708
709         end = start + bytes;
710         while (end > fault && end[-1] == value)
711                 end--;
712
713         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
714         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
715                                         fault, end - 1, fault[0], value);
716         print_trailer(s, page, object);
717
718         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
719         return 0;
720 }
721
722 /*
723  * Object layout:
724  *
725  * object address
726  *      Bytes of the object to be managed.
727  *      If the freepointer may overlay the object then the free
728  *      pointer is the first word of the object.
729  *
730  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
731  *      0xa5 (POISON_END)
732  *
733  * object + s->object_size
734  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
735  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
736  *      object_size == inuse.
737  *
738  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
739  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
740  *
741  * object + s->inuse
742  *      Meta data starts here.
743  *
744  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
745  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
746  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
747  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
748  *              before the word boundary.
749  *
750  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
751  *
752  * object + s->size
753  *      Nothing is used beyond s->size.
754  *
755  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
756  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
757  * may be used with merged slabcaches.
758  */
759
760 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
761 {
762         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
763
764         if (s->offset)
765                 /* Freepointer is placed after the object. */
766                 off += sizeof(void *);
767
768         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
769                 /* We also have user information there */
770                 off += 2 * sizeof(struct track);
771
772         if (s->size == off)
773                 return 1;
774
775         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
776                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
777 }
778
779 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
780 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
781 {
782         u8 *start;
783         u8 *fault;
784         u8 *end;
785         int length;
786         int remainder;
787
788         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
789                 return 1;
790
791         start = page_address(page);
792         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
793         end = start + length;
794         remainder = length % s->size;
795         if (!remainder)
796                 return 1;
797
798         metadata_access_enable();
799         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
800         metadata_access_disable();
801         if (!fault)
802                 return 1;
803         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
804                 end--;
805
806         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
807         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
808
809         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
810         return 0;
811 }
812
813 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
814                                         void *object, u8 val)
815 {
816         u8 *p = object;
817         u8 *endobject = object + s->object_size;
818
819         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
820                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
821                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
822                         return 0;
823         } else {
824                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
825                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
826                                 endobject, POISON_INUSE,
827                                 s->inuse - s->object_size);
828                 }
829         }
830
831         if (s->flags & SLAB_POISON) {
832                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
833                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
834                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
835                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
836                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
837                         return 0;
838                 /*
839                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
840                  */
841                 check_pad_bytes(s, page, p);
842         }
843
844         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
845                 /*
846                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
847                  * freepointer while object is allocated.
848                  */
849                 return 1;
850
851         /* Check free pointer validity */
852         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
853                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
854                 /*
855                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
856                  * of the free objects in this slab. May cause
857                  * another error because the object count is now wrong.
858                  */
859                 set_freepointer(s, p, NULL);
860                 return 0;
861         }
862         return 1;
863 }
864
865 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
866 {
867         int maxobj;
868
869         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
870
871         if (!PageSlab(page)) {
872                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
873                 return 0;
874         }
875
876         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
877         if (page->objects > maxobj) {
878                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
879                         page->objects, maxobj);
880                 return 0;
881         }
882         if (page->inuse > page->objects) {
883                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
884                         page->inuse, page->objects);
885                 return 0;
886         }
887         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
888         slab_pad_check(s, page);
889         return 1;
890 }
891
892 /*
893  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
894  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
895  */
896 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
897 {
898         int nr = 0;
899         void *fp;
900         void *object = NULL;
901         int max_objects;
902
903         fp = page->freelist;
904         while (fp && nr <= page->objects) {
905                 if (fp == search)
906                         return 1;
907                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
908                         if (object) {
909                                 object_err(s, page, object,
910                                         "Freechain corrupt");
911                                 set_freepointer(s, object, NULL);
912                         } else {
913                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
914                                 page->freelist = NULL;
915                                 page->inuse = page->objects;
916                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
917                                 return 0;
918                         }
919                         break;
920                 }
921                 object = fp;
922                 fp = get_freepointer(s, object);
923                 nr++;
924         }
925
926         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
927         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
928                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
929
930         if (page->objects != max_objects) {
931                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
932                         "should be %d", page->objects, max_objects);
933                 page->objects = max_objects;
934                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
935         }
936         if (page->inuse != page->objects - nr) {
937                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
938                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
939                 page->inuse = page->objects - nr;
940                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
941         }
942         return search == NULL;
943 }
944
945 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
946                                                                 int alloc)
947 {
948         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
949                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
950                         s->name,
951                         alloc ? "alloc" : "free",
952                         object, page->inuse,
953                         page->freelist);
954
955                 if (!alloc)
956                         print_section("Object ", (void *)object,
957                                         s->object_size);
958
959                 dump_stack();
960         }
961 }
962
963 /*
964  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
965  */
966 static void add_full(struct kmem_cache *s,
967         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
968 {
969         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
970                 return;
971
972         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
973         list_add(&page->lru, &n->full);
974 }
975
976 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
977 {
978         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
979                 return;
980
981         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
982         list_del(&page->lru);
983 }
984
985 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
986 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
987 {
988         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
989
990         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
991 }
992
993 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
994 {
995         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
996 }
997
998 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
999 {
1000         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1001
1002         /*
1003          * May be called early in order to allocate a slab for the
1004          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1005          * dilemma by deferring the increment of the count during
1006          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1007          */
1008         if (likely(n)) {
1009                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1010                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1011         }
1012 }
1013 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1014 {
1015         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1016
1017         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1018         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1019 }
1020
1021 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1022 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1023                                                                 void *object)
1024 {
1025         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1026                 return;
1027
1028         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1029         init_tracking(s, object);
1030 }
1031
1032 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1033                                         struct page *page,
1034                                         void *object, unsigned long addr)
1035 {
1036         if (!check_slab(s, page))
1037                 goto bad;
1038
1039         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1040                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1041                 goto bad;
1042         }
1043
1044         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1045                 goto bad;
1046
1047         /* Success perform special debug activities for allocs */
1048         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1049                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1050         trace(s, page, object, 1);
1051         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1052         return 1;
1053
1054 bad:
1055         if (PageSlab(page)) {
1056                 /*
1057                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1058                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1059                  * as used avoids touching the remaining objects.
1060                  */
1061                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1062                 page->inuse = page->objects;
1063                 page->freelist = NULL;
1064         }
1065         return 0;
1066 }
1067
1068 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1069 static noinline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1070         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1071         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1072         unsigned long addr, unsigned long *flags)
1073 {
1074         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1075         void *object = head;
1076         int cnt = 0;
1077
1078         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, *flags);
1079         slab_lock(page);
1080
1081         if (!check_slab(s, page))
1082                 goto fail;
1083
1084 next_object:
1085         cnt++;
1086
1087         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1088                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1089                 goto fail;
1090         }
1091
1092         if (on_freelist(s, page, object)) {
1093                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1094                 goto fail;
1095         }
1096
1097         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1098                 goto out;
1099
1100         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1101                 if (!PageSlab(page)) {
1102                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1103                                 "outside of slab", object);
1104                 } else if (!page->slab_cache) {
1105                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1106                                object);
1107                         dump_stack();
1108                 } else
1109                         object_err(s, page, object,
1110                                         "page slab pointer corrupt.");
1111                 goto fail;
1112         }
1113
1114         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1115                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1116         trace(s, page, object, 0);
1117         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1118         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1119
1120         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1121         if (object != tail) {
1122                 object = get_freepointer(s, object);
1123                 goto next_object;
1124         }
1125 out:
1126         if (cnt != bulk_cnt)
1127                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1128                          bulk_cnt, cnt);
1129
1130         slab_unlock(page);
1131         /*
1132          * Keep node_lock to preserve integrity
1133          * until the object is actually freed
1134          */
1135         return n;
1136
1137 fail:
1138         slab_unlock(page);
1139         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, *flags);
1140         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1141         return NULL;
1142 }
1143
1144 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1145 {
1146         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1147         if (*str++ != '=' || !*str)
1148                 /*
1149                  * No options specified. Switch on full debugging.
1150                  */
1151                 goto out;
1152
1153         if (*str == ',')
1154                 /*
1155                  * No options but restriction on slabs. This means full
1156                  * debugging for slabs matching a pattern.
1157                  */
1158                 goto check_slabs;
1159
1160         slub_debug = 0;
1161         if (*str == '-')
1162                 /*
1163                  * Switch off all debugging measures.
1164                  */
1165                 goto out;
1166
1167         /*
1168          * Determine which debug features should be switched on
1169          */
1170         for (; *str && *str != ','; str++) {
1171                 switch (tolower(*str)) {
1172                 case 'f':
1173                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1174                         break;
1175                 case 'z':
1176                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1177                         break;
1178                 case 'p':
1179                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1180                         break;
1181                 case 'u':
1182                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1183                         break;
1184                 case 't':
1185                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1186                         break;
1187                 case 'a':
1188                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1189                         break;
1190                 case 'o':
1191                         /*
1192                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1193                          * order would increase as a result.
1194                          */
1195                         disable_higher_order_debug = 1;
1196                         break;
1197                 default:
1198                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1199                                *str);
1200                 }
1201         }
1202
1203 check_slabs:
1204         if (*str == ',')
1205                 slub_debug_slabs = str + 1;
1206 out:
1207         return 1;
1208 }
1209
1210 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1211
1212 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1213         unsigned long flags, const char *name,
1214         void (*ctor)(void *))
1215 {
1216         /*
1217          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1218          */
1219         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1220                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1221                 flags |= slub_debug;
1222
1223         return flags;
1224 }
1225 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1226 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1227                         struct page *page, void *object) {}
1228
1229 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1230         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1231
1232 static inline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1233         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1234         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1235         unsigned long addr, unsigned long *flags) { return NULL; }
1236
1237 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1238                         { return 1; }
1239 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1240                         void *object, u8 val) { return 1; }
1241 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1242                                         struct page *page) {}
1243 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1244                                         struct page *page) {}
1245 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1246         unsigned long flags, const char *name,
1247         void (*ctor)(void *))
1248 {
1249         return flags;
1250 }
1251 #define slub_debug 0
1252
1253 #define disable_higher_order_debug 0
1254
1255 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1256                                                         { return 0; }
1257 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1258                                                         { return 0; }
1259 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1260                                                         int objects) {}
1261 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1262                                                         int objects) {}
1263
1264 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1265
1266 /*
1267  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1268  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1269  */
1270 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1271 {
1272         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1273         kasan_kmalloc_large(ptr, size);
1274 }
1275
1276 static inline void kfree_hook(const void *x)
1277 {
1278         kmemleak_free(x);
1279         kasan_kfree_large(x);
1280 }
1281
1282 static inline struct kmem_cache *slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
1283                                                      gfp_t flags)
1284 {
1285         flags &= gfp_allowed_mask;
1286         lockdep_trace_alloc(flags);
1287         might_sleep_if(gfpflags_allow_blocking(flags));
1288
1289         if (should_failslab(s->object_size, flags, s->flags))
1290                 return NULL;
1291
1292         return memcg_kmem_get_cache(s, flags);
1293 }
1294
1295 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1296                                         size_t size, void **p)
1297 {
1298         size_t i;
1299
1300         flags &= gfp_allowed_mask;
1301         for (i = 0; i < size; i++) {
1302                 void *object = p[i];
1303
1304                 kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
1305                 kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1,
1306                                          s->flags, flags);
1307                 kasan_slab_alloc(s, object);
1308         }
1309         memcg_kmem_put_cache(s);
1310 }
1311
1312 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1313 {
1314         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1315
1316         /*
1317          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1318          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1319          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1320          */
1321 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
1322         {
1323                 unsigned long flags;
1324
1325                 local_irq_save(flags);
1326                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
1327                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1328                 local_irq_restore(flags);
1329         }
1330 #endif
1331         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1332                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1333
1334         kasan_slab_free(s, x);
1335 }
1336
1337 static inline void slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1338                                            void *head, void *tail)
1339 {
1340 /*
1341  * Compiler cannot detect this function can be removed if slab_free_hook()
1342  * evaluates to nothing.  Thus, catch all relevant config debug options here.
1343  */
1344 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) ||                \
1345         defined(CONFIG_LOCKDEP) ||              \
1346         defined(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK) ||       \
1347         defined(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_FREE) ||   \
1348         defined(CONFIG_KASAN)
1349
1350         void *object = head;
1351         void *tail_obj = tail ? : head;
1352
1353         do {
1354                 slab_free_hook(s, object);
1355         } while ((object != tail_obj) &&
1356                  (object = get_freepointer(s, object)));
1357 #endif
1358 }
1359
1360 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1361                                 void *object)
1362 {
1363         setup_object_debug(s, page, object);
1364         if (unlikely(s->ctor)) {
1365                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1366                 s->ctor(object);
1367                 kasan_poison_object_data(s, object);
1368         }
1369 }
1370
1371 /*
1372  * Slab allocation and freeing
1373  */
1374 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1375                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1376 {
1377         struct page *page;
1378         int order = oo_order(oo);
1379
1380         flags |= __GFP_NOTRACK;
1381
1382         if (node == NUMA_NO_NODE)
1383                 page = alloc_pages(flags, order);
1384         else
1385                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1386
1387         if (page && memcg_charge_slab(page, flags, order, s)) {
1388                 __free_pages(page, order);
1389                 page = NULL;
1390         }
1391
1392         return page;
1393 }
1394
1395 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1396 {
1397         struct page *page;
1398         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1399         gfp_t alloc_gfp;
1400         void *start, *p;
1401         int idx, order;
1402
1403         flags &= gfp_allowed_mask;
1404
1405         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1406                 local_irq_enable();
1407
1408         flags |= s->allocflags;
1409
1410         /*
1411          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1412          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1413          */
1414         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1415         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1416                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM;
1417
1418         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1419         if (unlikely(!page)) {
1420                 oo = s->min;
1421                 alloc_gfp = flags;
1422                 /*
1423                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1424                  * Try a lower order alloc if possible
1425                  */
1426                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1427                 if (unlikely(!page))
1428                         goto out;
1429                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1430         }
1431
1432         if (kmemcheck_enabled &&
1433             !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1434                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1435
1436                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), alloc_gfp, node);
1437
1438                 /*
1439                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1440                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1441                  */
1442                 if (s->ctor)
1443                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1444                 else
1445                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1446         }
1447
1448         page->objects = oo_objects(oo);
1449
1450         order = compound_order(page);
1451         page->slab_cache = s;
1452         __SetPageSlab(page);
1453         if (page_is_pfmemalloc(page))
1454                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1455
1456         start = page_address(page);
1457
1458         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1459                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1460
1461         kasan_poison_slab(page);
1462
1463         for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1464                 setup_object(s, page, p);
1465                 if (likely(idx < page->objects))
1466                         set_freepointer(s, p, p + s->size);
1467                 else
1468                         set_freepointer(s, p, NULL);
1469         }
1470
1471         page->freelist = start;
1472         page->inuse = page->objects;
1473         page->frozen = 1;
1474
1475 out:
1476         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1477                 local_irq_disable();
1478         if (!page)
1479                 return NULL;
1480
1481         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1482                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1483                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1484                 1 << oo_order(oo));
1485
1486         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1487
1488         return page;
1489 }
1490
1491 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1492 {
1493         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1494                 pr_emerg("gfp: %u\n", flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1495                 BUG();
1496         }
1497
1498         return allocate_slab(s,
1499                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1500 }
1501
1502 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1503 {
1504         int order = compound_order(page);
1505         int pages = 1 << order;
1506
1507         if (kmem_cache_debug(s)) {
1508                 void *p;
1509
1510                 slab_pad_check(s, page);
1511                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1512                                                 page->objects)
1513                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1514         }
1515
1516         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1517
1518         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1519                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1520                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1521                 -pages);
1522
1523         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1524         __ClearPageSlab(page);
1525
1526         page_mapcount_reset(page);
1527         if (current->reclaim_state)
1528                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1529         __free_kmem_pages(page, order);
1530 }
1531
1532 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1533         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1534
1535 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1536 {
1537         struct page *page;
1538
1539         if (need_reserve_slab_rcu)
1540                 page = virt_to_head_page(h);
1541         else
1542                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1543
1544         __free_slab(page->slab_cache, page);
1545 }
1546
1547 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1548 {
1549         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1550                 struct rcu_head *head;
1551
1552                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1553                         int order = compound_order(page);
1554                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1555
1556                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1557                         head = page_address(page) + offset;
1558                 } else {
1559                         head = &page->rcu_head;
1560                 }
1561
1562                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1563         } else
1564                 __free_slab(s, page);
1565 }
1566
1567 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1568 {
1569         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1570         free_slab(s, page);
1571 }
1572
1573 /*
1574  * Management of partially allocated slabs.
1575  */
1576 static inline void
1577 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1578 {
1579         n->nr_partial++;
1580         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1581                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1582         else
1583                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1584 }
1585
1586 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1587                                 struct page *page, int tail)
1588 {
1589         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1590         __add_partial(n, page, tail);
1591 }
1592
1593 static inline void
1594 __remove_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1595 {
1596         list_del(&page->lru);
1597         n->nr_partial--;
1598 }
1599
1600 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1601                                         struct page *page)
1602 {
1603         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1604         __remove_partial(n, page);
1605 }
1606
1607 /*
1608  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1609  * return the pointer to the freelist.
1610  *
1611  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1612  */
1613 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1614                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1615                 int mode, int *objects)
1616 {
1617         void *freelist;
1618         unsigned long counters;
1619         struct page new;
1620
1621         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1622
1623         /*
1624          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1625          * The old freelist is the list of objects for the
1626          * per cpu allocation list.
1627          */
1628         freelist = page->freelist;
1629         counters = page->counters;
1630         new.counters = counters;
1631         *objects = new.objects - new.inuse;
1632         if (mode) {
1633                 new.inuse = page->objects;
1634                 new.freelist = NULL;
1635         } else {
1636                 new.freelist = freelist;
1637         }
1638
1639         VM_BUG_ON(new.frozen);
1640         new.frozen = 1;
1641
1642         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1643                         freelist, counters,
1644                         new.freelist, new.counters,
1645                         "acquire_slab"))
1646                 return NULL;
1647
1648         remove_partial(n, page);
1649         WARN_ON(!freelist);
1650         return freelist;
1651 }
1652
1653 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1654 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1655
1656 /*
1657  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1658  */
1659 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1660                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1661 {
1662         struct page *page, *page2;
1663         void *object = NULL;
1664         unsigned int available = 0;
1665         int objects;
1666
1667         /*
1668          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1669          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1670          * partial slab and there is none available then get_partials()
1671          * will return NULL.
1672          */
1673         if (!n || !n->nr_partial)
1674                 return NULL;
1675
1676         spin_lock(&n->list_lock);
1677         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1678                 void *t;
1679
1680                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1681                         continue;
1682
1683                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1684                 if (!t)
1685                         break;
1686
1687                 available += objects;
1688                 if (!object) {
1689                         c->page = page;
1690                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1691                         object = t;
1692                 } else {
1693                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1694                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1695                 }
1696                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1697                         || available > s->cpu_partial / 2)
1698                         break;
1699
1700         }
1701         spin_unlock(&n->list_lock);
1702         return object;
1703 }
1704
1705 /*
1706  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1707  */
1708 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1709                 struct kmem_cache_cpu *c)
1710 {
1711 #ifdef CONFIG_NUMA
1712         struct zonelist *zonelist;
1713         struct zoneref *z;
1714         struct zone *zone;
1715         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1716         void *object;
1717         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1718
1719         /*
1720          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1721          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1722          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1723          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1724          *
1725          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1726          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1727          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1728          * from other nodes and filled up.
1729          *
1730          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1731          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1732          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1733          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1734          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1735          * with available objects.
1736          */
1737         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1738                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1739                 return NULL;
1740
1741         do {
1742                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1743                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1744                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1745                         struct kmem_cache_node *n;
1746
1747                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1748
1749                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1750                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1751                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1752                                 if (object) {
1753                                         /*
1754                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1755                                          * here - if mems_allowed was updated in
1756                                          * parallel, that was a harmless race
1757                                          * between allocation and the cpuset
1758                                          * update
1759                                          */
1760                                         return object;
1761                                 }
1762                         }
1763                 }
1764         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1765 #endif
1766         return NULL;
1767 }
1768
1769 /*
1770  * Get a partial page, lock it and return it.
1771  */
1772 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1773                 struct kmem_cache_cpu *c)
1774 {
1775         void *object;
1776         int searchnode = node;
1777
1778         if (node == NUMA_NO_NODE)
1779                 searchnode = numa_mem_id();
1780
1781         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1782         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1783                 return object;
1784
1785         return get_any_partial(s, flags, c);
1786 }
1787
1788 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1789 /*
1790  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1791  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1792  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1793  */
1794 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1795 #else
1796 /*
1797  * No preemption supported therefore also no need to check for
1798  * different cpus.
1799  */
1800 #define TID_STEP 1
1801 #endif
1802
1803 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1804 {
1805         return tid + TID_STEP;
1806 }
1807
1808 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1809 {
1810         return tid % TID_STEP;
1811 }
1812
1813 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1814 {
1815         return tid / TID_STEP;
1816 }
1817
1818 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1819 {
1820         return cpu;
1821 }
1822
1823 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1824                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1825 {
1826 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1827         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1828
1829         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1830
1831 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1832         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1833                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1834                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1835         else
1836 #endif
1837         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1838                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1839                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1840         else
1841                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1842                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1843 #endif
1844         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1845 }
1846
1847 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1848 {
1849         int cpu;
1850
1851         for_each_possible_cpu(cpu)
1852                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1853 }
1854
1855 /*
1856  * Remove the cpu slab
1857  */
1858 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1859                                 void *freelist)
1860 {
1861         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1862         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1863         int lock = 0;
1864         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1865         void *nextfree;
1866         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1867         struct page new;
1868         struct page old;
1869
1870         if (page->freelist) {
1871                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1872                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1873         }
1874
1875         /*
1876          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1877          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1878          * last one.
1879          *
1880          * There is no need to take the list->lock because the page
1881          * is still frozen.
1882          */
1883         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1884                 void *prior;
1885                 unsigned long counters;
1886
1887                 do {
1888                         prior = page->freelist;
1889                         counters = page->counters;
1890                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1891                         new.counters = counters;
1892                         new.inuse--;
1893                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1894
1895                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1896                         prior, counters,
1897                         freelist, new.counters,
1898                         "drain percpu freelist"));
1899
1900                 freelist = nextfree;
1901         }
1902
1903         /*
1904          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1905          * list presence reflects the actual number of objects
1906          * during unfreeze.
1907          *
1908          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1909          * with the count. If there is a mismatch then the page
1910          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1911          *
1912          * Then we restart the process which may have to remove
1913          * the page from the list that we just put it on again
1914          * because the number of objects in the slab may have
1915          * changed.
1916          */
1917 redo:
1918
1919         old.freelist = page->freelist;
1920         old.counters = page->counters;
1921         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1922
1923         /* Determine target state of the slab */
1924         new.counters = old.counters;
1925         if (freelist) {
1926                 new.inuse--;
1927                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1928                 new.freelist = freelist;
1929         } else
1930                 new.freelist = old.freelist;
1931
1932         new.frozen = 0;
1933
1934         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
1935                 m = M_FREE;
1936         else if (new.freelist) {
1937                 m = M_PARTIAL;
1938                 if (!lock) {
1939                         lock = 1;
1940                         /*
1941                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1942                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1943                          * is frozen
1944                          */
1945                         spin_lock(&n->list_lock);
1946                 }
1947         } else {
1948                 m = M_FULL;
1949                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1950                         lock = 1;
1951                         /*
1952                          * This also ensures that the scanning of full
1953                          * slabs from diagnostic functions will not see
1954                          * any frozen slabs.
1955                          */
1956                         spin_lock(&n->list_lock);
1957                 }
1958         }
1959
1960         if (l != m) {
1961
1962                 if (l == M_PARTIAL)
1963
1964                         remove_partial(n, page);
1965
1966                 else if (l == M_FULL)
1967
1968                         remove_full(s, n, page);
1969
1970                 if (m == M_PARTIAL) {
1971
1972                         add_partial(n, page, tail);
1973                         stat(s, tail);
1974
1975                 } else if (m == M_FULL) {
1976
1977                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1978                         add_full(s, n, page);
1979
1980                 }
1981         }
1982
1983         l = m;
1984         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1985                                 old.freelist, old.counters,
1986                                 new.freelist, new.counters,
1987                                 "unfreezing slab"))
1988                 goto redo;
1989
1990         if (lock)
1991                 spin_unlock(&n->list_lock);
1992
1993         if (m == M_FREE) {
1994                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1995                 discard_slab(s, page);
1996                 stat(s, FREE_SLAB);
1997         }
1998 }
1999
2000 /*
2001  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2002  *
2003  * This function must be called with interrupts disabled
2004  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2005  * to guarantee no concurrent accesses).
2006  */
2007 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2008                 struct kmem_cache_cpu *c)
2009 {
2010 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2011         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2012         struct page *page, *discard_page = NULL;
2013
2014         while ((page = c->partial)) {
2015                 struct page new;
2016                 struct page old;
2017
2018                 c->partial = page->next;
2019
2020                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2021                 if (n != n2) {
2022                         if (n)
2023                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2024
2025                         n = n2;
2026                         spin_lock(&n->list_lock);
2027                 }
2028
2029                 do {
2030
2031                         old.freelist = page->freelist;
2032                         old.counters = page->counters;
2033                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2034
2035                         new.counters = old.counters;
2036                         new.freelist = old.freelist;
2037
2038                         new.frozen = 0;
2039
2040                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2041                                 old.freelist, old.counters,
2042                                 new.freelist, new.counters,
2043                                 "unfreezing slab"));
2044
2045                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2046                         page->next = discard_page;
2047                         discard_page = page;
2048                 } else {
2049                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2050                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2051                 }
2052         }
2053
2054         if (n)
2055                 spin_unlock(&n->list_lock);
2056
2057         while (discard_page) {
2058                 page = discard_page;
2059                 discard_page = discard_page->next;
2060
2061                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2062                 discard_slab(s, page);
2063                 stat(s, FREE_SLAB);
2064         }
2065 #endif
2066 }
2067
2068 /*
2069  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2070  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2071  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2072  * onto a random cpus partial slot.
2073  *
2074  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2075  * per node partial list.
2076  */
2077 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2078 {
2079 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2080         struct page *oldpage;
2081         int pages;
2082         int pobjects;
2083
2084         preempt_disable();
2085         do {
2086                 pages = 0;
2087                 pobjects = 0;
2088                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2089
2090                 if (oldpage) {
2091                         pobjects = oldpage->pobjects;
2092                         pages = oldpage->pages;
2093                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2094                                 unsigned long flags;
2095                                 /*
2096                                  * partial array is full. Move the existing
2097                                  * set to the per node partial list.
2098                                  */
2099                                 local_irq_save(flags);
2100                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2101                                 local_irq_restore(flags);
2102                                 oldpage = NULL;
2103                                 pobjects = 0;
2104                                 pages = 0;
2105                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2106                         }
2107                 }
2108
2109                 pages++;
2110                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2111
2112                 page->pages = pages;
2113                 page->pobjects = pobjects;
2114                 page->next = oldpage;
2115
2116         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2117                                                                 != oldpage);
2118         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2119                 unsigned long flags;
2120
2121                 local_irq_save(flags);
2122                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2123                 local_irq_restore(flags);
2124         }
2125         preempt_enable();
2126 #endif
2127 }
2128
2129 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2130 {
2131         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2132         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2133
2134         c->tid = next_tid(c->tid);
2135         c->page = NULL;
2136         c->freelist = NULL;
2137 }
2138
2139 /*
2140  * Flush cpu slab.
2141  *
2142  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2143  */
2144 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2145 {
2146         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2147
2148         if (likely(c)) {
2149                 if (c->page)
2150                         flush_slab(s, c);
2151
2152                 unfreeze_partials(s, c);
2153         }
2154 }
2155
2156 static void flush_cpu_slab(void *d)
2157 {
2158         struct kmem_cache *s = d;
2159
2160         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2161 }
2162
2163 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2164 {
2165         struct kmem_cache *s = info;
2166         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2167
2168         return c->page || c->partial;
2169 }
2170
2171 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2172 {
2173         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2174 }
2175
2176 /*
2177  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2178  * locality expectations.
2179  */
2180 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2181 {
2182 #ifdef CONFIG_NUMA
2183         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2184                 return 0;
2185 #endif
2186         return 1;
2187 }
2188
2189 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2190 static int count_free(struct page *page)
2191 {
2192         return page->objects - page->inuse;
2193 }
2194
2195 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2196 {
2197         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2198 }
2199 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2200
2201 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2202 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2203                                         int (*get_count)(struct page *))
2204 {
2205         unsigned long flags;
2206         unsigned long x = 0;
2207         struct page *page;
2208
2209         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2210         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2211                 x += get_count(page);
2212         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2213         return x;
2214 }
2215 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2216
2217 static noinline void
2218 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2219 {
2220 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2221         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2222                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2223         int node;
2224         struct kmem_cache_node *n;
2225
2226         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2227                 return;
2228
2229         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2230                 nid, gfpflags);
2231         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, default order: %d, min order: %d\n",
2232                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2233                 oo_order(s->min));
2234
2235         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2236                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2237                         s->name);
2238
2239         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2240                 unsigned long nr_slabs;
2241                 unsigned long nr_objs;
2242                 unsigned long nr_free;
2243
2244                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2245                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2246                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2247
2248                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2249                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2250         }
2251 #endif
2252 }
2253
2254 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2255                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2256 {
2257         void *freelist;
2258         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2259         struct page *page;
2260
2261         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2262
2263         if (freelist)
2264                 return freelist;
2265
2266         page = new_slab(s, flags, node);
2267         if (page) {
2268                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2269                 if (c->page)
2270                         flush_slab(s, c);
2271
2272                 /*
2273                  * No other reference to the page yet so we can
2274                  * muck around with it freely without cmpxchg
2275                  */
2276                 freelist = page->freelist;
2277                 page->freelist = NULL;
2278
2279                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2280                 c->page = page;
2281                 *pc = c;
2282         } else
2283                 freelist = NULL;
2284
2285         return freelist;
2286 }
2287
2288 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2289 {
2290         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2291                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2292
2293         return true;
2294 }
2295
2296 /*
2297  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2298  * per cpu freelist or deactivate the page.
2299  *
2300  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2301  *
2302  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2303  *
2304  * This function must be called with interrupt disabled.
2305  */
2306 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2307 {
2308         struct page new;
2309         unsigned long counters;
2310         void *freelist;
2311
2312         do {
2313                 freelist = page->freelist;
2314                 counters = page->counters;
2315
2316                 new.counters = counters;
2317                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2318
2319                 new.inuse = page->objects;
2320                 new.frozen = freelist != NULL;
2321
2322         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2323                 freelist, counters,
2324                 NULL, new.counters,
2325                 "get_freelist"));
2326
2327         return freelist;
2328 }
2329
2330 /*
2331  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2332  * debugging duties.
2333  *
2334  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2335  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2336  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2337  *
2338  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2339  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2340  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2341  *
2342  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2343  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2344  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2345  *
2346  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2347  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2348  */
2349 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2350                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2351 {
2352         void *freelist;
2353         struct page *page;
2354
2355         page = c->page;
2356         if (!page) {
2357                 /*
2358                  * if the node is not online or has no normal memory, just
2359                  * ignore the node constraint
2360                  */
2361                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
2362                              !node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)))
2363                         node = NUMA_NO_NODE;
2364                 goto new_slab;
2365         }
2366 redo:
2367
2368         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2369                 /*
2370                  * same as above but node_match() being false already
2371                  * implies node != NUMA_NO_NODE
2372                  */
2373                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)) {
2374                         node = NUMA_NO_NODE;
2375                         goto redo;
2376                 } else {
2377                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2378                         deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2379                         c->page = NULL;
2380                         c->freelist = NULL;
2381                         goto new_slab;
2382                 }
2383         }
2384
2385         /*
2386          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2387          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2388          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2389          */
2390         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2391                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2392                 c->page = NULL;
2393                 c->freelist = NULL;
2394                 goto new_slab;
2395         }
2396
2397         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2398         freelist = c->freelist;
2399         if (freelist)
2400                 goto load_freelist;
2401
2402         freelist = get_freelist(s, page);
2403
2404         if (!freelist) {
2405                 c->page = NULL;
2406                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2407                 goto new_slab;
2408         }
2409
2410         stat(s, ALLOC_REFILL);
2411
2412 load_freelist:
2413         /*
2414          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2415          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2416          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2417          */
2418         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2419         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2420         c->tid = next_tid(c->tid);
2421         return freelist;
2422
2423 new_slab:
2424
2425         if (c->partial) {
2426                 page = c->page = c->partial;
2427                 c->partial = page->next;
2428                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2429                 c->freelist = NULL;
2430                 goto redo;
2431         }
2432
2433         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2434
2435         if (unlikely(!freelist)) {
2436                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2437                 return NULL;
2438         }
2439
2440         page = c->page;
2441         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2442                 goto load_freelist;
2443
2444         /* Only entered in the debug case */
2445         if (kmem_cache_debug(s) &&
2446                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2447                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2448
2449         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2450         c->page = NULL;
2451         c->freelist = NULL;
2452         return freelist;
2453 }
2454
2455 /*
2456  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2457  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2458  */
2459 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2460                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2461 {
2462         void *p;
2463         unsigned long flags;
2464
2465         local_irq_save(flags);
2466 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2467         /*
2468          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2469          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2470          * pointer.
2471          */
2472         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2473 #endif
2474
2475         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2476         local_irq_restore(flags);
2477         return p;
2478 }
2479
2480 /*
2481  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2482  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2483  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2484  *
2485  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2486  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2487  *
2488  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2489  */
2490 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2491                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2492 {
2493         void *object;
2494         struct kmem_cache_cpu *c;
2495         struct page *page;
2496         unsigned long tid;
2497
2498         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2499         if (!s)
2500                 return NULL;
2501 redo:
2502         /*
2503          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2504          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2505          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2506          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2507          *
2508          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2509          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2510          * to check if it is matched or not.
2511          */
2512         do {
2513                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2514                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2515         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2516                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2517
2518         /*
2519          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2520          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2521          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2522          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2523          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2524          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2525          */
2526         barrier();
2527
2528         /*
2529          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2530          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2531          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2532          * linked list in between.
2533          */
2534
2535         object = c->freelist;
2536         page = c->page;
2537         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2538                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2539                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2540         } else {
2541                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2542
2543                 /*
2544                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2545                  * operation and if we are on the right processor.
2546                  *
2547                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2548                  * semantics!)
2549                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2550                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2551                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2552                  *
2553                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2554                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2555                  * other cpus.
2556                  */
2557                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2558                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2559                                 object, tid,
2560                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2561
2562                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2563                         goto redo;
2564                 }
2565                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2566                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2567         }
2568
2569         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2570                 memset(object, 0, s->object_size);
2571
2572         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2573
2574         return object;
2575 }
2576
2577 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2578                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2579 {
2580         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2581 }
2582
2583 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2584 {
2585         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2586
2587         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2588                                 s->size, gfpflags);
2589
2590         return ret;
2591 }
2592 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2593
2594 #ifdef CONFIG_TRACING
2595 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2596 {
2597         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2598         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2599         kasan_kmalloc(s, ret, size);
2600         return ret;
2601 }
2602 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2603 #endif
2604
2605 #ifdef CONFIG_NUMA
2606 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2607 {
2608         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2609
2610         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2611                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2612
2613         return ret;
2614 }
2615 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2616
2617 #ifdef CONFIG_TRACING
2618 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2619                                     gfp_t gfpflags,
2620                                     int node, size_t size)
2621 {
2622         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2623
2624         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2625                            size, s->size, gfpflags, node);
2626
2627         kasan_kmalloc(s, ret, size);
2628         return ret;
2629 }
2630 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2631 #endif
2632 #endif
2633
2634 /*
2635  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2636  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2637  *
2638  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2639  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2640  * handling required then we can return immediately.
2641  */
2642 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2643                         void *head, void *tail, int cnt,
2644                         unsigned long addr)
2645
2646 {
2647         void *prior;
2648         int was_frozen;
2649         struct page new;
2650         unsigned long counters;
2651         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2652         unsigned long uninitialized_var(flags);
2653
2654         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2655
2656         if (kmem_cache_debug(s) &&
2657             !(n = free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt,
2658                                         addr, &flags)))
2659                 return;
2660
2661         do {
2662                 if (unlikely(n)) {
2663                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2664                         n = NULL;
2665                 }
2666                 prior = page->freelist;
2667                 counters = page->counters;
2668                 set_freepointer(s, tail, prior);
2669                 new.counters = counters;
2670                 was_frozen = new.frozen;
2671                 new.inuse -= cnt;
2672                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2673
2674                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2675
2676                                 /*
2677                                  * Slab was on no list before and will be
2678                                  * partially empty
2679                                  * We can defer the list move and instead
2680                                  * freeze it.
2681                                  */
2682                                 new.frozen = 1;
2683
2684                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2685
2686                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2687                                 /*
2688                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2689                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2690                                  * drop the list_lock without any processing.
2691                                  *
2692                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2693                                  * other processors updating the list of slabs.
2694                                  */
2695                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2696
2697                         }
2698                 }
2699
2700         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2701                 prior, counters,
2702                 head, new.counters,
2703                 "__slab_free"));
2704
2705         if (likely(!n)) {
2706
2707                 /*
2708                  * If we just froze the page then put it onto the
2709                  * per cpu partial list.
2710                  */
2711                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2712                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2713                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2714                 }
2715                 /*
2716                  * The list lock was not taken therefore no list
2717                  * activity can be necessary.
2718                  */
2719                 if (was_frozen)
2720                         stat(s, FREE_FROZEN);
2721                 return;
2722         }
2723
2724         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2725                 goto slab_empty;
2726
2727         /*
2728          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2729          * then add it.
2730          */
2731         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2732                 if (kmem_cache_debug(s))
2733                         remove_full(s, n, page);
2734                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2735                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2736         }
2737         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2738         return;
2739
2740 slab_empty:
2741         if (prior) {
2742                 /*
2743                  * Slab on the partial list.
2744                  */
2745                 remove_partial(n, page);
2746                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2747         } else {
2748                 /* Slab must be on the full list */
2749                 remove_full(s, n, page);
2750         }
2751
2752         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2753         stat(s, FREE_SLAB);
2754         discard_slab(s, page);
2755 }
2756
2757 /*
2758  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2759  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2760  *
2761  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2762  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2763  * the item before.
2764  *
2765  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2766  * with all sorts of special processing.
2767  *
2768  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2769  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2770  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2771  */
2772 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2773                                       void *head, void *tail, int cnt,
2774                                       unsigned long addr)
2775 {
2776         void *tail_obj = tail ? : head;
2777         struct kmem_cache_cpu *c;
2778         unsigned long tid;
2779
2780         slab_free_freelist_hook(s, head, tail);
2781
2782 redo:
2783         /*
2784          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2785          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2786          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2787          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2788          */
2789         do {
2790                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2791                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2792         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2793                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2794
2795         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2796         barrier();
2797
2798         if (likely(page == c->page)) {
2799                 void **freelist = READ_ONCE(c->freelist);
2800
2801                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
2802
2803                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2804                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2805                                 freelist, tid,
2806                                 head, next_tid(tid)))) {
2807
2808                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2809                         goto redo;
2810                 }
2811                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2812         } else
2813                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
2814
2815 }
2816
2817 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2818 {
2819         s = cache_from_obj(s, x);
2820         if (!s)
2821                 return;
2822         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
2823         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2824 }
2825 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2826
2827 struct detached_freelist {
2828         struct page *page;
2829         void *tail;
2830         void *freelist;
2831         int cnt;
2832         struct kmem_cache *s;
2833 };
2834
2835 /*
2836  * This function progressively scans the array with free objects (with
2837  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
2838  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
2839  * page/objects.  This can happen without any need for
2840  * synchronization, because the objects are owned by running process.
2841  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
2842  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
2843  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
2844  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
2845  * to performance reasons.
2846  */
2847 static inline
2848 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
2849                             void **p, struct detached_freelist *df)
2850 {
2851         size_t first_skipped_index = 0;
2852         int lookahead = 3;
2853         void *object;
2854
2855         /* Always re-init detached_freelist */
2856         df->page = NULL;
2857
2858         do {
2859                 object = p[--size];
2860         } while (!object && size);
2861
2862         if (!object)
2863                 return 0;
2864
2865         /* Support for memcg, compiler can optimize this out */
2866         df->s = cache_from_obj(s, object);
2867
2868         /* Start new detached freelist */
2869         set_freepointer(df->s, object, NULL);
2870         df->page = virt_to_head_page(object);
2871         df->tail = object;
2872         df->freelist = object;
2873         p[size] = NULL; /* mark object processed */
2874         df->cnt = 1;
2875
2876         while (size) {
2877                 object = p[--size];
2878                 if (!object)
2879                         continue; /* Skip processed objects */
2880
2881                 /* df->page is always set at this point */
2882                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
2883                         /* Opportunity build freelist */
2884                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
2885                         df->freelist = object;
2886                         df->cnt++;
2887                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
2888
2889                         continue;
2890                 }
2891
2892                 /* Limit look ahead search */
2893                 if (!--lookahead)
2894                         break;
2895
2896                 if (!first_skipped_index)
2897                         first_skipped_index = size + 1;
2898         }
2899
2900         return first_skipped_index;
2901 }
2902
2903 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
2904 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
2905 {
2906         if (WARN_ON(!size))
2907                 return;
2908
2909         do {
2910                 struct detached_freelist df;
2911
2912                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
2913                 if (unlikely(!df.page))
2914                         continue;
2915
2916                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
2917         } while (likely(size));
2918 }
2919 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
2920
2921 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
2922 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
2923                           void **p)
2924 {
2925         struct kmem_cache_cpu *c;
2926         int i;
2927
2928         /* memcg and kmem_cache debug support */
2929         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
2930         if (unlikely(!s))
2931                 return false;
2932         /*
2933          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
2934          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
2935          * handlers invoking normal fastpath.
2936          */
2937         local_irq_disable();
2938         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2939
2940         for (i = 0; i < size; i++) {
2941                 void *object = c->freelist;
2942
2943                 if (unlikely(!object)) {
2944                         /*
2945                          * We may have removed an object from c->freelist using
2946                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
2947                          * c->tid has not been bumped yet.
2948                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
2949                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
2950                          */
2951                         c->tid = next_tid(c->tid);
2952
2953                         /*
2954                          * Invoking slow path likely have side-effect
2955                          * of re-populating per CPU c->freelist
2956                          */
2957                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
2958                                             _RET_IP_, c);
2959                         if (unlikely(!p[i]))
2960                                 goto error;
2961
2962                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2963                         continue; /* goto for-loop */
2964                 }
2965                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
2966                 p[i] = object;
2967         }
2968         c->tid = next_tid(c->tid);
2969         local_irq_enable();
2970
2971         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
2972         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO)) {
2973                 int j;
2974
2975                 for (j = 0; j < i; j++)
2976                         memset(p[j], 0, s->object_size);
2977         }
2978
2979         /* memcg and kmem_cache debug support */
2980         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
2981         return i;
2982 error:
2983         local_irq_enable();
2984         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
2985         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
2986         return 0;
2987 }
2988 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
2989
2990
2991 /*
2992  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2993  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2994  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2995  * another.
2996  *
2997  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2998  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2999  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3000  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3001  * locking overhead.
3002  */
3003
3004 /*
3005  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3006  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3007  * and increases the number of allocations possible without having to
3008  * take the list_lock.
3009  */
3010 static int slub_min_order;
3011 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3012 static int slub_min_objects;
3013
3014 /*
3015  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3016  *
3017  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3018  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3019  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3020  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3021  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3022  * would be wasted.
3023  *
3024  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3025  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3026  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3027  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3028  *
3029  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3030  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3031  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3032  * of space in favor of a small page order.
3033  *
3034  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3035  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3036  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3037  * the smallest order which will fit the object.
3038  */
3039 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
3040                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
3041 {
3042         int order;
3043         int rem;
3044         int min_order = slub_min_order;
3045
3046         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3047                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3048
3049         for (order = max(min_order, get_order(min_objects * size + reserved));
3050                         order <= max_order; order++) {
3051
3052                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
3053
3054                 rem = (slab_size - reserved) % size;
3055
3056                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3057                         break;
3058         }
3059
3060         return order;
3061 }
3062
3063 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
3064 {
3065         int order;
3066         int min_objects;
3067         int fraction;
3068         int max_objects;
3069
3070         /*
3071          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3072          * works by first attempting to generate a layout with
3073          * the best configuration and backing off gradually.
3074          *
3075          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3076          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3077          */
3078         min_objects = slub_min_objects;
3079         if (!min_objects)
3080                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3081         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
3082         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3083
3084         while (min_objects > 1) {
3085                 fraction = 16;
3086                 while (fraction >= 4) {
3087                         order = slab_order(size, min_objects,
3088                                         slub_max_order, fraction, reserved);
3089                         if (order <= slub_max_order)
3090                                 return order;
3091                         fraction /= 2;
3092                 }
3093                 min_objects--;
3094         }
3095
3096         /*
3097          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3098          * lets see if we can place a single object there.
3099          */
3100         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
3101         if (order <= slub_max_order)
3102                 return order;
3103
3104         /*
3105          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3106          */
3107         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
3108         if (order < MAX_ORDER)
3109                 return order;
3110         return -ENOSYS;
3111 }
3112
3113 static void
3114 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3115 {
3116         n->nr_partial = 0;
3117         spin_lock_init(&n->list_lock);
3118         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3119 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3120         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3121         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3122         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3123 #endif
3124 }
3125
3126 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3127 {
3128         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3129                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3130
3131         /*
3132          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3133          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3134          */
3135         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3136                                      2 * sizeof(void *));
3137
3138         if (!s->cpu_slab)
3139                 return 0;
3140
3141         init_kmem_cache_cpus(s);
3142
3143         return 1;
3144 }
3145
3146 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3147
3148 /*
3149  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3150  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3151  * possible.
3152  *
3153  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3154  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3155  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3156  */
3157 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3158 {
3159         struct page *page;
3160         struct kmem_cache_node *n;
3161
3162         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3163
3164         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3165
3166         BUG_ON(!page);
3167         if (page_to_nid(page) != node) {
3168                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3169                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3170         }
3171
3172         n = page->freelist;
3173         BUG_ON(!n);
3174         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3175         page->inuse = 1;
3176         page->frozen = 0;
3177         kmem_cache_node->node[node] = n;
3178 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3179         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3180         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3181 #endif
3182         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node));
3183         init_kmem_cache_node(n);
3184         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3185
3186         /*
3187          * No locks need to be taken here as it has just been
3188          * initialized and there is no concurrent access.
3189          */
3190         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3191 }
3192
3193 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3194 {
3195         int node;
3196         struct kmem_cache_node *n;
3197
3198         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3199                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3200                 s->node[node] = NULL;
3201         }
3202 }
3203
3204 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3205 {
3206         int node;
3207
3208         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3209                 struct kmem_cache_node *n;
3210
3211                 if (slab_state == DOWN) {
3212                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3213                         continue;
3214                 }
3215                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3216                                                 GFP_KERNEL, node);
3217
3218                 if (!n) {
3219                         free_kmem_cache_nodes(s);
3220                         return 0;
3221                 }
3222
3223                 s->node[node] = n;
3224                 init_kmem_cache_node(n);
3225         }
3226         return 1;
3227 }
3228
3229 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3230 {
3231         if (min < MIN_PARTIAL)
3232                 min = MIN_PARTIAL;
3233         else if (min > MAX_PARTIAL)
3234                 min = MAX_PARTIAL;
3235         s->min_partial = min;
3236 }
3237
3238 /*
3239  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3240  * a slab object.
3241  */
3242 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3243 {
3244         unsigned long flags = s->flags;
3245         unsigned long size = s->object_size;
3246         int order;
3247
3248         /*
3249          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3250          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3251          * the possible location of the free pointer.
3252          */
3253         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3254
3255 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3256         /*
3257          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3258          * the slab may touch the object after free or before allocation
3259          * then we should never poison the object itself.
3260          */
3261         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
3262                         !s->ctor)
3263                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3264         else
3265                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3266
3267
3268         /*
3269          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3270          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3271          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3272          */
3273         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3274                 size += sizeof(void *);
3275 #endif
3276
3277         /*
3278          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3279          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3280          */
3281         s->inuse = size;
3282
3283         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3284                 s->ctor)) {
3285                 /*
3286                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3287                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3288                  * kmem_cache_free.
3289                  *
3290                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3291                  * destructor or are poisoning the objects.
3292                  */
3293                 s->offset = size;
3294                 size += sizeof(void *);
3295         }
3296
3297 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3298         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3299                 /*
3300                  * Need to store information about allocs and frees after
3301                  * the object.
3302                  */
3303                 size += 2 * sizeof(struct track);
3304
3305         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
3306                 /*
3307                  * Add some empty padding so that we can catch
3308                  * overwrites from earlier objects rather than let
3309                  * tracking information or the free pointer be
3310                  * corrupted if a user writes before the start
3311                  * of the object.
3312                  */
3313                 size += sizeof(void *);
3314 #endif
3315
3316         /*
3317          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3318          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3319          * each object to conform to the alignment.
3320          */
3321         size = ALIGN(size, s->align);
3322         s->size = size;
3323         if (forced_order >= 0)
3324                 order = forced_order;
3325         else
3326                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3327
3328         if (order < 0)
3329                 return 0;
3330
3331         s->allocflags = 0;
3332         if (order)
3333                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3334
3335         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3336                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3337
3338         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3339                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3340
3341         /*
3342          * Determine the number of objects per slab
3343          */
3344         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3345         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3346         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3347                 s->max = s->oo;
3348
3349         return !!oo_objects(s->oo);
3350 }
3351
3352 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3353 {
3354         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3355         s->reserved = 0;
3356
3357         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3358                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3359
3360         if (!calculate_sizes(s, -1))
3361                 goto error;
3362         if (disable_higher_order_debug) {
3363                 /*
3364                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3365                  * order increased.
3366                  */
3367                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3368                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3369                         s->offset = 0;
3370                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3371                                 goto error;
3372                 }
3373         }
3374
3375 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3376     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3377         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3378                 /* Enable fast mode */
3379                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3380 #endif
3381
3382         /*
3383          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3384          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3385          */
3386         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3387
3388         /*
3389          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3390          * per cpu partial lists of a processor.
3391          *
3392          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3393          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3394          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3395          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3396          *
3397          * This setting also determines
3398          *
3399          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3400          *    per node list when we reach the limit.
3401          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3402          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3403          *    50% to keep some capacity around for frees.
3404          */
3405         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3406                 s->cpu_partial = 0;
3407         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3408                 s->cpu_partial = 2;
3409         else if (s->size >= 1024)
3410                 s->cpu_partial = 6;
3411         else if (s->size >= 256)
3412                 s->cpu_partial = 13;
3413         else
3414                 s->cpu_partial = 30;
3415
3416 #ifdef CONFIG_NUMA
3417         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3418 #endif
3419         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3420                 goto error;
3421
3422         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3423                 return 0;
3424
3425         free_kmem_cache_nodes(s);
3426 error:
3427         if (flags & SLAB_PANIC)
3428                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3429                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3430                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3431                         oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3432         return -EINVAL;
3433 }
3434
3435 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3436                                                         const char *text)
3437 {
3438 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3439         void *addr = page_address(page);
3440         void *p;
3441         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3442                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3443         if (!map)
3444                 return;
3445         slab_err(s, page, text, s->name);
3446         slab_lock(page);
3447
3448         get_map(s, page, map);
3449         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3450
3451                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3452                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3453                         print_tracking(s, p);
3454                 }
3455         }
3456         slab_unlock(page);
3457         kfree(map);
3458 #endif
3459 }
3460
3461 /*
3462  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3463  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3464  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3465  */
3466 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3467 {
3468         struct page *page, *h;
3469
3470         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3471                 if (!page->inuse) {
3472                         __remove_partial(n, page);
3473                         discard_slab(s, page);
3474                 } else {
3475                         list_slab_objects(s, page,
3476                         "Objects remaining in %s on kmem_cache_close()");
3477                 }
3478         }
3479 }
3480
3481 /*
3482  * Release all resources used by a slab cache.
3483  */
3484 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3485 {
3486         int node;
3487         struct kmem_cache_node *n;
3488
3489         flush_all(s);
3490         /* Attempt to free all objects */
3491         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3492                 free_partial(s, n);
3493                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3494                         return 1;
3495         }
3496         free_percpu(s->cpu_slab);
3497         free_kmem_cache_nodes(s);
3498         return 0;
3499 }
3500
3501 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3502 {
3503         return kmem_cache_close(s);
3504 }
3505
3506 /********************************************************************
3507  *              Kmalloc subsystem
3508  *******************************************************************/
3509
3510 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3511 {
3512         get_option(&str, &slub_min_order);
3513
3514         return 1;
3515 }
3516
3517 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3518
3519 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3520 {
3521         get_option(&str, &slub_max_order);
3522         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3523
3524         return 1;
3525 }
3526
3527 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3528
3529 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3530 {
3531         get_option(&str, &slub_min_objects);
3532
3533         return 1;
3534 }
3535
3536 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3537
3538 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3539 {
3540         struct kmem_cache *s;
3541         void *ret;
3542
3543         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3544                 return kmalloc_large(size, flags);
3545
3546         s = kmalloc_slab(size, flags);
3547
3548         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3549                 return s;
3550
3551         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3552
3553         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3554
3555         kasan_kmalloc(s, ret, size);
3556
3557         return ret;
3558 }
3559 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3560
3561 #ifdef CONFIG_NUMA
3562 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3563 {
3564         struct page *page;
3565         void *ptr = NULL;
3566
3567         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3568         page = alloc_kmem_pages_node(node, flags, get_order(size));
3569         if (page)
3570                 ptr = page_address(page);
3571
3572         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3573         return ptr;
3574 }
3575
3576 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3577 {
3578         struct kmem_cache *s;
3579         void *ret;
3580
3581         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3582                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3583
3584                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3585                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3586                                    flags, node);
3587
3588                 return ret;
3589         }
3590
3591         s = kmalloc_slab(size, flags);
3592
3593         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3594                 return s;
3595
3596         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3597
3598         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3599
3600         kasan_kmalloc(s, ret, size);
3601
3602         return ret;
3603 }
3604 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3605 #endif
3606
3607 static size_t __ksize(const void *object)
3608 {
3609         struct page *page;
3610
3611         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3612                 return 0;
3613
3614         page = virt_to_head_page(object);
3615
3616         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3617                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3618                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3619         }
3620
3621         return slab_ksize(page->slab_cache);
3622 }
3623
3624 size_t ksize(const void *object)
3625 {
3626         size_t size = __ksize(object);
3627         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3628            so we need unpoison this area. */
3629         kasan_krealloc(object, size);
3630         return size;
3631 }
3632 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3633
3634 void kfree(const void *x)
3635 {
3636         struct page *page;
3637         void *object = (void *)x;
3638
3639         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3640
3641         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3642                 return;
3643
3644         page = virt_to_head_page(x);
3645         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3646                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3647                 kfree_hook(x);
3648                 __free_kmem_pages(page, compound_order(page));
3649                 return;
3650         }
3651         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3652 }
3653 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3654
3655 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3656
3657 /*
3658  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3659  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3660  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3661  *
3662  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3663  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3664  * are freed in them.
3665  */
3666 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s, bool deactivate)
3667 {
3668         int node;
3669         int i;
3670         struct kmem_cache_node *n;
3671         struct page *page;
3672         struct page *t;
3673         struct list_head discard;
3674         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3675         unsigned long flags;
3676         int ret = 0;
3677
3678         if (deactivate) {
3679                 /*
3680                  * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
3681                  * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
3682                  */
3683                 s->cpu_partial = 0;
3684                 s->min_partial = 0;
3685
3686                 /*
3687                  * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial),
3688                  * so we have to make sure the change is visible.
3689                  */
3690                 kick_all_cpus_sync();
3691         }
3692
3693         flush_all(s);
3694         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3695                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3696                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3697                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3698
3699                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3700
3701                 /*
3702                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3703                  *
3704                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3705                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3706                  */
3707                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3708                         int free = page->objects - page->inuse;
3709
3710                         /* Do not reread page->inuse */
3711                         barrier();
3712
3713                         /* We do not keep full slabs on the list */
3714                         BUG_ON(free <= 0);
3715
3716                         if (free == page->objects) {
3717                                 list_move(&page->lru, &discard);
3718                                 n->nr_partial--;
3719                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
3720                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
3721                 }
3722
3723                 /*
3724                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
3725                  * partial list.
3726                  */
3727                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
3728                         list_splice(promote + i, &n->partial);
3729
3730                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3731
3732                 /* Release empty slabs */
3733                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
3734                         discard_slab(s, page);
3735
3736                 if (slabs_node(s, node))
3737                         ret = 1;
3738         }
3739
3740         return ret;
3741 }
3742
3743 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3744 {
3745         struct kmem_cache *s;
3746
3747         mutex_lock(&slab_mutex);
3748         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3749                 __kmem_cache_shrink(s, false);
3750         mutex_unlock(&slab_mutex);
3751
3752         return 0;
3753 }
3754
3755 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3756 {
3757         struct kmem_cache_node *n;
3758         struct kmem_cache *s;
3759         struct memory_notify *marg = arg;
3760         int offline_node;
3761
3762         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3763
3764         /*
3765          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3766          * for it yet.
3767          */
3768         if (offline_node < 0)
3769                 return;
3770
3771         mutex_lock(&slab_mutex);
3772         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3773                 n = get_node(s, offline_node);
3774                 if (n) {
3775                         /*
3776                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3777                          * that is going down. We were unable to free them,
3778                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3779                          * callback. So, we must fail.
3780                          */
3781                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3782
3783                         s->node[offline_node] = NULL;
3784                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3785                 }
3786         }
3787         mutex_unlock(&slab_mutex);
3788 }
3789
3790 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3791 {
3792         struct kmem_cache_node *n;
3793         struct kmem_cache *s;
3794         struct memory_notify *marg = arg;
3795         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3796         int ret = 0;
3797
3798         /*
3799          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3800          * already created. Nothing to do.
3801          */
3802         if (nid < 0)
3803                 return 0;
3804
3805         /*
3806          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3807          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3808          * online.
3809          */
3810         mutex_lock(&slab_mutex);
3811         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3812                 /*
3813                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3814                  *      since memory is not yet available from the node that
3815                  *      is brought up.
3816                  */
3817                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3818                 if (!n) {
3819                         ret = -ENOMEM;
3820                         goto out;
3821                 }
3822                 init_kmem_cache_node(n);
3823                 s->node[nid] = n;
3824         }
3825 out:
3826         mutex_unlock(&slab_mutex);
3827         return ret;
3828 }
3829
3830 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3831                                 unsigned long action, void *arg)
3832 {
3833         int ret = 0;
3834
3835         switch (action) {
3836         case MEM_GOING_ONLINE:
3837                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3838                 break;
3839         case MEM_GOING_OFFLINE:
3840                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3841                 break;
3842         case MEM_OFFLINE:
3843         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3844                 slab_mem_offline_callback(arg);
3845                 break;
3846         case MEM_ONLINE:
3847         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3848                 break;
3849         }
3850         if (ret)
3851                 ret = notifier_from_errno(ret);
3852         else
3853                 ret = NOTIFY_OK;
3854         return ret;
3855 }
3856
3857 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
3858         .notifier_call = slab_memory_callback,
3859         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
3860 };
3861
3862 /********************************************************************
3863  *                      Basic setup of slabs
3864  *******************************************************************/
3865
3866 /*
3867  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3868  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3869  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3870  */
3871
3872 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3873 {
3874         int node;
3875         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3876         struct kmem_cache_node *n;
3877
3878         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3879
3880         /*
3881          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
3882          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
3883          * IPIs around.
3884          */
3885         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
3886         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3887                 struct page *p;
3888
3889                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3890                         p->slab_cache = s;
3891
3892 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3893                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3894                         p->slab_cache = s;
3895 #endif
3896         }
3897         slab_init_memcg_params(s);
3898         list_add(&s->list, &slab_caches);
3899         return s;
3900 }
3901
3902 void __init kmem_cache_init(void)
3903 {
3904         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3905                 boot_kmem_cache_node;
3906
3907         if (debug_guardpage_minorder())
3908                 slub_max_order = 0;
3909
3910         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3911         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3912
3913         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3914                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3915
3916         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
3917
3918         /* Able to allocate the per node structures */
3919         slab_state = PARTIAL;
3920
3921         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3922                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3923                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3924                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3925
3926         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3927
3928         /*
3929          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3930          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3931          * update any list pointers.
3932          */
3933         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3934
3935         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3936         setup_kmalloc_cache_index_table();
3937         create_kmalloc_caches(0);
3938
3939 #ifdef CONFIG_SMP
3940         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3941 #endif
3942
3943         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d, CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3944                 cache_line_size(),
3945                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3946                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3947 }
3948
3949 void __init kmem_cache_init_late(void)
3950 {
3951 }
3952
3953 struct kmem_cache *
3954 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
3955                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3956 {
3957         struct kmem_cache *s, *c;
3958
3959         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3960         if (s) {
3961                 s->refcount++;
3962
3963                 /*
3964                  * Adjust the object sizes so that we clear
3965                  * the complete object on kzalloc.
3966                  */
3967                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3968                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3969
3970                 for_each_memcg_cache(c, s) {
3971                         c->object_size = s->object_size;
3972                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
3973                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
3974                 }
3975
3976                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3977                         s->refcount--;
3978                         s = NULL;
3979                 }
3980         }
3981
3982         return s;
3983 }
3984
3985 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3986 {
3987         int err;
3988
3989         err = kmem_cache_open(s, flags);
3990         if (err)
3991                 return err;
3992
3993         /* Mutex is not taken during early boot */
3994         if (slab_state <= UP)
3995                 return 0;
3996
3997         memcg_propagate_slab_attrs(s);
3998         err = sysfs_slab_add(s);
3999         if (err)
4000                 kmem_cache_close(s);
4001
4002         return err;
4003 }
4004
4005 #ifdef CONFIG_SMP
4006 /*
4007  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
4008  * necessary.
4009  */
4010 static int slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
4011                 unsigned long action, void *hcpu)
4012 {
4013         long cpu = (long)hcpu;
4014         struct kmem_cache *s;
4015         unsigned long flags;
4016
4017         switch (action) {
4018         case CPU_UP_CANCELED:
4019         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
4020         case CPU_DEAD:
4021         case CPU_DEAD_FROZEN:
4022                 mutex_lock(&slab_mutex);
4023                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4024                         local_irq_save(flags);
4025                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
4026                         local_irq_restore(flags);
4027                 }
4028                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4029                 break;
4030         default:
4031                 break;
4032         }
4033         return NOTIFY_OK;
4034 }
4035
4036 static struct notifier_block slab_notifier = {
4037         .notifier_call = slab_cpuup_callback
4038 };
4039
4040 #endif
4041
4042 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4043 {
4044         struct kmem_cache *s;
4045         void *ret;
4046
4047         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4048                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4049
4050         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4051
4052         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4053                 return s;
4054
4055         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4056
4057         /* Honor the call site pointer we received. */
4058         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4059
4060         return ret;
4061 }
4062
4063 #ifdef CONFIG_NUMA
4064 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4065                                         int node, unsigned long caller)
4066 {
4067         struct kmem_cache *s;
4068         void *ret;
4069
4070         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4071                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4072
4073                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4074                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4075                                    gfpflags, node);
4076
4077                 return ret;
4078         }
4079
4080         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4081
4082         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4083                 return s;
4084
4085         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4086
4087         /* Honor the call site pointer we received. */
4088         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4089
4090         return ret;
4091 }
4092 #endif
4093
4094 #ifdef CONFIG_SYSFS
4095 static int count_inuse(struct page *page)
4096 {
4097         return page->inuse;
4098 }
4099
4100 static int count_total(struct page *page)
4101 {
4102         return page->objects;
4103 }
4104 #endif
4105
4106 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4107 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4108                                                 unsigned long *map)
4109 {
4110         void *p;
4111         void *addr = page_address(page);
4112
4113         if (!check_slab(s, page) ||
4114                         !on_freelist(s, page, NULL))
4115                 return 0;
4116
4117         /* Now we know that a valid freelist exists */
4118         bitmap_zero(map, page->objects);
4119
4120         get_map(s, page, map);
4121         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4122                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4123                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4124                                 return 0;
4125         }
4126
4127         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4128                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4129                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4130                                 return 0;
4131         return 1;
4132 }
4133
4134 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4135                                                 unsigned long *map)
4136 {
4137         slab_lock(page);
4138         validate_slab(s, page, map);
4139         slab_unlock(page);
4140 }
4141
4142 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4143                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4144 {
4145         unsigned long count = 0;
4146         struct page *page;
4147         unsigned long flags;
4148
4149         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4150
4151         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4152                 validate_slab_slab(s, page, map);
4153                 count++;
4154         }
4155         if (count != n->nr_partial)
4156                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4157                        s->name, count, n->nr_partial);
4158
4159         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4160                 goto out;
4161
4162         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4163                 validate_slab_slab(s, page, map);
4164                 count++;
4165         }
4166         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4167                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4168                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4169
4170 out:
4171         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4172         return count;
4173 }
4174
4175 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4176 {
4177         int node;
4178         unsigned long count = 0;
4179         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4180                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4181         struct kmem_cache_node *n;
4182
4183         if (!map)
4184                 return -ENOMEM;
4185
4186         flush_all(s);
4187         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4188                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4189         kfree(map);
4190         return count;
4191 }
4192 /*
4193  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4194  * and freed.
4195  */
4196
4197 struct location {
4198         unsigned long count;
4199         unsigned long addr;
4200         long long sum_time;
4201         long min_time;
4202         long max_time;
4203         long min_pid;
4204         long max_pid;
4205         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4206         nodemask_t nodes;
4207 };
4208
4209 struct loc_track {
4210         unsigned long max;
4211         unsigned long count;
4212         struct location *loc;
4213 };
4214
4215 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4216 {
4217         if (t->max)
4218                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4219                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4220 }
4221
4222 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4223 {
4224         struct location *l;
4225         int order;
4226
4227         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4228
4229         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4230         if (!l)
4231                 return 0;
4232
4233         if (t->count) {
4234                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4235                 free_loc_track(t);
4236         }
4237         t->max = max;
4238         t->loc = l;
4239         return 1;
4240 }
4241
4242 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4243                                 const struct track *track)
4244 {
4245         long start, end, pos;
4246         struct location *l;
4247         unsigned long caddr;
4248         unsigned long age = jiffies - track->when;
4249
4250         start = -1;
4251         end = t->count;
4252
4253         for ( ; ; ) {
4254                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4255
4256                 /*
4257                  * There is nothing at "end". If we end up there
4258                  * we need to add something to before end.
4259                  */
4260                 if (pos == end)
4261                         break;
4262
4263                 caddr = t->loc[pos].addr;
4264                 if (track->addr == caddr) {
4265
4266                         l = &t->loc[pos];
4267                         l->count++;
4268                         if (track->when) {
4269                                 l->sum_time += age;
4270                                 if (age < l->min_time)
4271                                         l->min_time = age;
4272                                 if (age > l->max_time)
4273                                         l->max_time = age;
4274
4275                                 if (track->pid < l->min_pid)
4276                                         l->min_pid = track->pid;
4277                                 if (track->pid > l->max_pid)
4278                                         l->max_pid = track->pid;
4279
4280                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4281                                                 to_cpumask(l->cpus));
4282                         }
4283                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4284                         return 1;
4285                 }
4286
4287                 if (track->addr < caddr)
4288                         end = pos;
4289                 else
4290                         start = pos;
4291         }
4292
4293         /*
4294          * Not found. Insert new tracking element.
4295          */
4296         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4297                 return 0;
4298
4299         l = t->loc + pos;
4300         if (pos < t->count)
4301                 memmove(l + 1, l,
4302                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4303         t->count++;
4304         l->count = 1;
4305         l->addr = track->addr;
4306         l->sum_time = age;
4307         l->min_time = age;
4308         l->max_time = age;
4309         l->min_pid = track->pid;
4310         l->max_pid = track->pid;
4311         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4312         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4313         nodes_clear(l->nodes);
4314         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4315         return 1;
4316 }
4317
4318 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4319                 struct page *page, enum track_item alloc,
4320                 unsigned long *map)
4321 {
4322         void *addr = page_address(page);
4323         void *p;
4324
4325         bitmap_zero(map, page->objects);
4326         get_map(s, page, map);
4327
4328         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4329                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4330                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4331 }
4332
4333 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4334                                         enum track_item alloc)
4335 {
4336         int len = 0;
4337         unsigned long i;
4338         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4339         int node;
4340         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4341                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4342         struct kmem_cache_node *n;
4343
4344         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4345                                      GFP_TEMPORARY)) {
4346                 kfree(map);
4347                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4348         }
4349         /* Push back cpu slabs */
4350         flush_all(s);
4351
4352         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4353                 unsigned long flags;
4354                 struct page *page;
4355
4356                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4357                         continue;
4358
4359                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4360                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4361                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4362                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4363                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4364                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4365         }
4366
4367         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4368                 struct location *l = &t.loc[i];
4369
4370                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4371                         break;
4372                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4373
4374                 if (l->addr)
4375                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4376                 else
4377                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4378
4379                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4380                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4381                                 l->min_time,
4382                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4383                                 l->max_time);
4384                 } else
4385                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4386                                 l->min_time);
4387
4388                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4389                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4390                                 l->min_pid, l->max_pid);
4391                 else
4392                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4393                                 l->min_pid);
4394
4395                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4396                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4397                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4398                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4399                                          " cpus=%*pbl",
4400                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4401
4402                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4403                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4404                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4405                                          " nodes=%*pbl",
4406                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4407
4408                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4409         }
4410
4411         free_loc_track(&t);
4412         kfree(map);
4413         if (!t.count)
4414                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4415         return len;
4416 }
4417 #endif
4418
4419 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4420 static void __init resiliency_test(void)
4421 {
4422         u8 *p;
4423
4424         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4425
4426         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4427         pr_err("-----------------------\n");
4428         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4429
4430         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4431         p[16] = 0x12;
4432         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4433                p + 16);
4434
4435         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4436
4437         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4438         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4439         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4440         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4441                p);
4442         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4443
4444         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4445         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4446         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4447         *p = 0x56;
4448         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4449                p);
4450         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4451         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4452
4453         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4454         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4455         kfree(p);
4456         *p = 0x78;
4457         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4458         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4459
4460         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4461         kfree(p);
4462         p[50] = 0x9a;
4463         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4464         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4465
4466         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4467         kfree(p);
4468         p[512] = 0xab;
4469         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4470         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4471 }
4472 #else
4473 #ifdef CONFIG_SYSFS
4474 static void resiliency_test(void) {};
4475 #endif
4476 #endif
4477
4478 #ifdef CONFIG_SYSFS
4479 enum slab_stat_type {
4480         SL_ALL,                 /* All slabs */
4481         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4482         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4483         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4484         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4485 };
4486
4487 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4488 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4489 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4490 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4491 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4492
4493 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4494                             char *buf, unsigned long flags)
4495 {
4496         unsigned long total = 0;
4497         int node;
4498         int x;
4499         unsigned long *nodes;
4500
4501         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4502         if (!nodes)
4503                 return -ENOMEM;
4504
4505         if (flags & SO_CPU) {
4506                 int cpu;
4507
4508                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4509                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4510                                                                cpu);
4511                         int node;
4512                         struct page *page;
4513
4514                         page = READ_ONCE(c->page);
4515                         if (!page)
4516                                 continue;
4517
4518                         node = page_to_nid(page);
4519                         if (flags & SO_TOTAL)
4520                                 x = page->objects;
4521                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4522                                 x = page->inuse;
4523                         else
4524                                 x = 1;
4525
4526                         total += x;
4527                         nodes[node] += x;
4528
4529                         page = READ_ONCE(c->partial);
4530                         if (page) {
4531                                 node = page_to_nid(page);
4532                                 if (flags & SO_TOTAL)
4533                                         WARN_ON_ONCE(1);
4534                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4535                                         WARN_ON_ONCE(1);
4536                                 else
4537                                         x = page->pages;
4538                                 total += x;
4539                                 nodes[node] += x;
4540                         }
4541                 }
4542         }
4543
4544         /*
4545          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
4546          * already held which will conflict with an existing lock order:
4547          *
4548          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
4549          *
4550          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
4551          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
4552          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
4553          */
4554
4555 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4556         if (flags & SO_ALL) {
4557                 struct kmem_cache_node *n;
4558
4559                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4560
4561                         if (flags & SO_TOTAL)
4562                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4563                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4564                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4565                                         count_partial(n, count_free);
4566                         else
4567                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4568                         total += x;
4569                         nodes[node] += x;
4570                 }
4571
4572         } else
4573 #endif
4574         if (flags & SO_PARTIAL) {
4575                 struct kmem_cache_node *n;
4576
4577                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4578                         if (flags & SO_TOTAL)
4579                                 x = count_partial(n, count_total);
4580                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4581                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4582                         else
4583                                 x = n->nr_partial;
4584                         total += x;
4585                         nodes[node] += x;
4586                 }
4587         }
4588         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4589 #ifdef CONFIG_NUMA
4590         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4591                 if (nodes[node])
4592                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4593                                         node, nodes[node]);
4594 #endif
4595         kfree(nodes);
4596         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4597 }
4598
4599 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4600 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4601 {
4602         int node;
4603         struct kmem_cache_node *n;
4604
4605         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4606                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4607                         return 1;
4608
4609         return 0;
4610 }
4611 #endif
4612
4613 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4614 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4615
4616 struct slab_attribute {
4617         struct attribute attr;
4618         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4619         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4620 };
4621
4622 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4623         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4624         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4625
4626 #define SLAB_ATTR(_name) \
4627         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4628         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4629
4630 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4631 {
4632         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4633 }
4634 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4635
4636 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4637 {
4638         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4639 }
4640 SLAB_ATTR_RO(align);
4641
4642 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4643 {
4644         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4645 }
4646 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4647
4648 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4649 {
4650         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4651 }
4652 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4653
4654 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4655                                 const char *buf, size_t length)
4656 {
4657         unsigned long order;
4658         int err;
4659
4660         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4661         if (err)
4662                 return err;
4663
4664         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4665                 return -EINVAL;
4666
4667         calculate_sizes(s, order);
4668         return length;
4669 }
4670
4671 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4672 {
4673         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4674 }
4675 SLAB_ATTR(order);
4676
4677 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4678 {
4679         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4680 }
4681
4682 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4683                                  size_t length)
4684 {
4685         unsigned long min;
4686         int err;
4687
4688         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4689         if (err)
4690                 return err;
4691
4692         set_min_partial(s, min);
4693         return length;
4694 }
4695 SLAB_ATTR(min_partial);
4696
4697 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4698 {
4699         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4700 }
4701
4702 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4703                                  size_t length)
4704 {
4705         unsigned int objects;
4706         int err;
4707
4708         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
4709         if (err)
4710                 return err;
4711         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4712                 return -EINVAL;
4713
4714         s->cpu_partial = objects;
4715         flush_all(s);
4716         return length;
4717 }
4718 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4719
4720 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4721 {
4722         if (!s->ctor)
4723                 return 0;
4724         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4725 }
4726 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4727
4728 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4729 {
4730         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
4731 }
4732 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4733
4734 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4735 {
4736         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4737 }
4738 SLAB_ATTR_RO(partial);
4739
4740 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4741 {
4742         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4743 }
4744 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4745
4746 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4747 {
4748         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4749 }
4750 SLAB_ATTR_RO(objects);
4751
4752 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4753 {
4754         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4755 }
4756 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4757
4758 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4759 {
4760         int objects = 0;
4761         int pages = 0;
4762         int cpu;
4763         int len;
4764
4765         for_each_online_cpu(cpu) {
4766                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4767
4768                 if (page) {
4769                         pages += page->pages;
4770                         objects += page->pobjects;
4771                 }
4772         }
4773
4774         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4775
4776 #ifdef CONFIG_SMP
4777         for_each_online_cpu(cpu) {
4778                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4779
4780                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4781                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4782                                 page->pobjects, page->pages);
4783         }
4784 #endif
4785         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4786 }
4787 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4788
4789 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4790 {
4791         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4792 }
4793
4794 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4795                                 const char *buf, size_t length)
4796 {
4797         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4798         if (buf[0] == '1')
4799                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4800         return length;
4801 }
4802 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4803
4804 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4805 {
4806         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4807 }
4808 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4809
4810 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4811 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4812 {
4813         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4814 }
4815 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4816 #endif
4817
4818 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4819 {
4820         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4821 }
4822 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4823
4824 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4825 {
4826         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4827 }
4828 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4829
4830 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4831 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4832 {
4833         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4834 }
4835 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4836
4837 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4838 {
4839         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4840 }
4841 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4842
4843 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4844 {
4845         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4846 }
4847
4848 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4849                                 const char *buf, size_t length)
4850 {
4851         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4852         if (buf[0] == '1') {
4853                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4854                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4855         }
4856         return length;
4857 }
4858 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4859
4860 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4861 {
4862         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4863 }
4864
4865 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4866                                                         size_t length)
4867 {
4868         /*
4869          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
4870          * as well as cause other issues like converting a mergeable
4871          * cache into an umergeable one.
4872          */
4873         if (s->refcount > 1)
4874                 return -EINVAL;
4875
4876         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4877         if (buf[0] == '1') {
4878                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4879                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4880         }
4881         return length;
4882 }
4883 SLAB_ATTR(trace);
4884
4885 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4886 {
4887         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4888 }
4889
4890 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4891                                 const char *buf, size_t length)
4892 {
4893         if (any_slab_objects(s))
4894                 return -EBUSY;
4895
4896         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4897         if (buf[0] == '1') {
4898                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4899                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4900         }
4901         calculate_sizes(s, -1);
4902         return length;
4903 }
4904 SLAB_ATTR(red_zone);
4905
4906 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4907 {
4908         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4909 }
4910
4911 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4912                                 const char *buf, size_t length)
4913 {
4914         if (any_slab_objects(s))
4915                 return -EBUSY;
4916
4917         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4918         if (buf[0] == '1') {
4919                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4920                 s->flags |= SLAB_POISON;
4921         }
4922         calculate_sizes(s, -1);
4923         return length;
4924 }
4925 SLAB_ATTR(poison);
4926
4927 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4928 {
4929         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4930 }
4931
4932 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4933                                 const char *buf, size_t length)
4934 {
4935         if (any_slab_objects(s))
4936                 return -EBUSY;
4937
4938         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4939         if (buf[0] == '1') {
4940                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4941                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4942         }
4943         calculate_sizes(s, -1);
4944         return length;
4945 }
4946 SLAB_ATTR(store_user);
4947
4948 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4949 {
4950         return 0;
4951 }
4952
4953 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4954                         const char *buf, size_t length)
4955 {
4956         int ret = -EINVAL;
4957
4958         if (buf[0] == '1') {
4959                 ret = validate_slab_cache(s);
4960                 if (ret >= 0)
4961                         ret = length;
4962         }
4963         return ret;
4964 }
4965 SLAB_ATTR(validate);
4966
4967 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4968 {
4969         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4970                 return -ENOSYS;
4971         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4972 }
4973 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4974
4975 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4976 {
4977         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4978                 return -ENOSYS;
4979         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4980 }
4981 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4982 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4983
4984 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4985 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4986 {
4987         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4988 }
4989
4990 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4991                                                         size_t length)
4992 {
4993         if (s->refcount > 1)
4994                 return -EINVAL;
4995
4996         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4997         if (buf[0] == '1')
4998                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4999         return length;
5000 }
5001 SLAB_ATTR(failslab);
5002 #endif
5003
5004 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5005 {
5006         return 0;
5007 }
5008
5009 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5010                         const char *buf, size_t length)
5011 {
5012         if (buf[0] == '1')
5013                 kmem_cache_shrink(s);
5014         else
5015                 return -EINVAL;
5016         return length;
5017 }
5018 SLAB_ATTR(shrink);
5019
5020 #ifdef CONFIG_NUMA
5021 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5022 {
5023         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5024 }
5025
5026 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5027                                 const char *buf, size_t length)
5028 {
5029         unsigned long ratio;
5030         int err;
5031
5032         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
5033         if (err)
5034                 return err;
5035
5036         if (ratio <= 100)
5037                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5038
5039         return length;
5040 }
5041 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5042 #endif
5043
5044 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5045 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5046 {
5047         unsigned long sum  = 0;
5048         int cpu;
5049         int len;
5050         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5051
5052         if (!data)
5053                 return -ENOMEM;
5054
5055         for_each_online_cpu(cpu) {
5056                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5057
5058                 data[cpu] = x;
5059                 sum += x;
5060         }
5061
5062         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5063
5064 #ifdef CONFIG_SMP
5065         for_each_online_cpu(cpu) {
5066                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5067                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5068         }
5069 #endif
5070         kfree(data);
5071         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5072 }
5073
5074 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5075 {
5076         int cpu;
5077
5078         for_each_online_cpu(cpu)
5079                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5080 }
5081
5082 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5083 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5084 {                                                               \
5085         return show_stat(s, buf, si);                           \
5086 }                                                               \
5087 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5088                                 const char *buf, size_t length) \
5089 {                                                               \
5090         if (buf[0] != '0')                                      \
5091                 return -EINVAL;                                 \
5092         clear_stat(s, si);                                      \
5093         return length;                                          \
5094 }                                                               \
5095 SLAB_ATTR(text);                                                \
5096
5097 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5098 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5099 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5100 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5101 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5102 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5103 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5104 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5105 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5106 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5107 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5108 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5109 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5110 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5111 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5112 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5113 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5114 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5115 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5116 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5117 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5118 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5119 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5120 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5121 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5122 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5123 #endif
5124
5125 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5126         &slab_size_attr.attr,
5127         &object_size_attr.attr,
5128         &objs_per_slab_attr.attr,
5129         &order_attr.attr,
5130         &min_partial_attr.attr,
5131         &cpu_partial_attr.attr,
5132         &objects_attr.attr,
5133         &objects_partial_attr.attr,
5134         &partial_attr.attr,
5135         &cpu_slabs_attr.attr,
5136         &ctor_attr.attr,
5137         &aliases_attr.attr,
5138         &align_attr.attr,
5139         &hwcache_align_attr.attr,
5140         &reclaim_account_attr.attr,
5141         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5142         &shrink_attr.attr,
5143         &reserved_attr.attr,
5144         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5145 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5146         &total_objects_attr.attr,
5147         &slabs_attr.attr,
5148         &sanity_checks_attr.attr,
5149         &trace_attr.attr,
5150         &red_zone_attr.attr,
5151         &poison_attr.attr,
5152         &store_user_attr.attr,
5153         &validate_attr.attr,
5154         &alloc_calls_attr.attr,
5155         &free_calls_attr.attr,
5156 #endif
5157 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5158         &cache_dma_attr.attr,
5159 #endif
5160 #ifdef CONFIG_NUMA
5161         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5162 #endif
5163 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5164         &alloc_fastpath_attr.attr,
5165         &alloc_slowpath_attr.attr,
5166         &free_fastpath_attr.attr,
5167         &free_slowpath_attr.attr,
5168         &free_frozen_attr.attr,
5169         &free_add_partial_attr.attr,
5170         &free_remove_partial_attr.attr,
5171         &alloc_from_partial_attr.attr,
5172         &alloc_slab_attr.attr,
5173         &alloc_refill_attr.attr,
5174         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5175         &free_slab_attr.attr,
5176         &cpuslab_flush_attr.attr,
5177         &deactivate_full_attr.attr,
5178         &deactivate_empty_attr.attr,
5179         &deactivate_to_head_attr.attr,
5180         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5181         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5182         &deactivate_bypass_attr.attr,
5183         &order_fallback_attr.attr,
5184         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5185         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5186         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5187         &cpu_partial_free_attr.attr,
5188         &cpu_partial_node_attr.attr,
5189         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5190 #endif
5191 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5192         &failslab_attr.attr,
5193 #endif
5194
5195         NULL
5196 };
5197
5198 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5199         .attrs = slab_attrs,
5200 };
5201
5202 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5203                                 struct attribute *attr,
5204                                 char *buf)
5205 {
5206         struct slab_attribute *attribute;
5207         struct kmem_cache *s;
5208         int err;
5209
5210         attribute = to_slab_attr(attr);
5211         s = to_slab(kobj);
5212
5213         if (!attribute->show)
5214                 return -EIO;
5215
5216         err = attribute->show(s, buf);
5217
5218         return err;
5219 }
5220
5221 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5222                                 struct attribute *attr,
5223                                 const char *buf, size_t len)
5224 {
5225         struct slab_attribute *attribute;
5226         struct kmem_cache *s;
5227         int err;
5228
5229         attribute = to_slab_attr(attr);
5230         s = to_slab(kobj);
5231
5232         if (!attribute->store)
5233                 return -EIO;
5234
5235         err = attribute->store(s, buf, len);
5236 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5237         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5238                 struct kmem_cache *c;
5239
5240                 mutex_lock(&slab_mutex);
5241                 if (s->max_attr_size < len)
5242                         s->max_attr_size = len;
5243
5244                 /*
5245                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5246                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5247                  * basically because not all attributes will have a well
5248                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5249                  * have permanent effects.
5250                  *
5251                  * Returning the error value of any of the children that fail
5252                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5253                  * error code won't be able to know anything about the state of
5254                  * the cache.
5255                  *
5256                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5257                  * has well defined semantics. The cache being written to
5258                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5259                  * through the descendants with best-effort propagation.
5260                  */
5261                 for_each_memcg_cache(c, s)
5262                         attribute->store(c, buf, len);
5263                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5264         }
5265 #endif
5266         return err;
5267 }
5268
5269 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5270 {
5271 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5272         int i;
5273         char *buffer = NULL;
5274         struct kmem_cache *root_cache;
5275
5276         if (is_root_cache(s))
5277                 return;
5278
5279         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5280
5281         /*
5282          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5283          * in copying default values around
5284          */
5285         if (!root_cache->max_attr_size)
5286                 return;
5287
5288         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5289                 char mbuf[64];
5290                 char *buf;
5291                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5292                 ssize_t len;
5293
5294                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5295                         continue;
5296
5297                 /*
5298                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5299                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5300                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5301                  *
5302                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5303                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5304                  * theoretically happen.
5305                  */
5306                 if (buffer)
5307                         buf = buffer;
5308                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf) &&
5309                          !IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_STATS))
5310                         buf = mbuf;
5311                 else {
5312                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5313                         if (WARN_ON(!buffer))
5314                                 continue;
5315                         buf = buffer;
5316                 }
5317
5318                 len = attr->show(root_cache, buf);
5319                 if (len > 0)
5320                         attr->store(s, buf, len);
5321         }
5322
5323         if (buffer)
5324                 free_page((unsigned long)buffer);
5325 #endif
5326 }
5327
5328 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5329 {
5330         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5331 }
5332
5333 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5334         .show = slab_attr_show,
5335         .store = slab_attr_store,
5336 };
5337
5338 static struct kobj_type slab_ktype = {
5339         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5340         .release = kmem_cache_release,
5341 };
5342
5343 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5344 {
5345         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5346
5347         if (ktype == &slab_ktype)
5348                 return 1;
5349         return 0;
5350 }
5351
5352 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5353         .filter = uevent_filter,
5354 };
5355
5356 static struct kset *slab_kset;
5357
5358 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5359 {
5360 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5361         if (!is_root_cache(s))
5362                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5363 #endif
5364         return slab_kset;
5365 }
5366
5367 #define ID_STR_LENGTH 64
5368
5369 /* Create a unique string id for a slab cache:
5370  *
5371  * Format       :[flags-]size
5372  */
5373 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5374 {
5375         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5376         char *p = name;
5377
5378         BUG_ON(!name);
5379
5380         *p++ = ':';
5381         /*
5382          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5383          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5384          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5385          * are matched during merging to guarantee that the id is
5386          * unique.
5387          */
5388         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5389                 *p++ = 'd';
5390         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5391                 *p++ = 'a';
5392         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5393                 *p++ = 'F';
5394         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5395                 *p++ = 't';
5396         if (p != name + 1)
5397                 *p++ = '-';
5398         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5399
5400         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5401         return name;
5402 }
5403
5404 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5405 {
5406         int err;
5407         const char *name;
5408         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5409
5410         if (unmergeable) {
5411                 /*
5412                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5413                  * This is typically the case for debug situations. In that
5414                  * case we can catch duplicate names easily.
5415                  */
5416                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5417                 name = s->name;
5418         } else {
5419                 /*
5420                  * Create a unique name for the slab as a target
5421                  * for the symlinks.
5422                  */
5423                 name = create_unique_id(s);
5424         }
5425
5426         s->kobj.kset = cache_kset(s);
5427         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5428         if (err)
5429                 goto out;
5430
5431         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5432         if (err)
5433                 goto out_del_kobj;
5434
5435 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5436         if (is_root_cache(s)) {
5437                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5438                 if (!s->memcg_kset) {
5439                         err = -ENOMEM;
5440                         goto out_del_kobj;
5441                 }
5442         }
5443 #endif
5444
5445         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5446         if (!unmergeable) {
5447                 /* Setup first alias */
5448                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5449         }
5450 out:
5451         if (!unmergeable)
5452                 kfree(name);
5453         return err;
5454 out_del_kobj:
5455         kobject_del(&s->kobj);
5456         goto out;
5457 }
5458
5459 void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5460 {
5461         if (slab_state < FULL)
5462                 /*
5463                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5464                  * cache from sysfs.
5465                  */
5466                 return;
5467
5468 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5469         kset_unregister(s->memcg_kset);
5470 #endif
5471         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5472         kobject_del(&s->kobj);
5473         kobject_put(&s->kobj);
5474 }
5475
5476 /*
5477  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5478  * available lest we lose that information.
5479  */
5480 struct saved_alias {
5481         struct kmem_cache *s;
5482         const char *name;
5483         struct saved_alias *next;
5484 };
5485
5486 static struct saved_alias *alias_list;
5487
5488 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5489 {
5490         struct saved_alias *al;
5491
5492         if (slab_state == FULL) {
5493                 /*
5494                  * If we have a leftover link then remove it.
5495                  */
5496                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5497                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5498         }
5499
5500         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5501         if (!al)
5502                 return -ENOMEM;
5503
5504         al->s = s;
5505         al->name = name;
5506         al->next = alias_list;
5507         alias_list = al;
5508         return 0;
5509 }
5510
5511 static int __init slab_sysfs_init(void)
5512 {
5513         struct kmem_cache *s;
5514         int err;
5515
5516         mutex_lock(&slab_mutex);
5517
5518         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5519         if (!slab_kset) {
5520                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5521                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5522                 return -ENOSYS;
5523         }
5524
5525         slab_state = FULL;
5526
5527         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5528                 err = sysfs_slab_add(s);
5529                 if (err)
5530                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5531                                s->name);
5532         }
5533
5534         while (alias_list) {
5535                 struct saved_alias *al = alias_list;
5536
5537                 alias_list = alias_list->next;
5538                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5539                 if (err)
5540                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5541                                al->name);
5542                 kfree(al);
5543         }
5544
5545         mutex_unlock(&slab_mutex);
5546         resiliency_test();
5547         return 0;
5548 }
5549
5550 __initcall(slab_sysfs_init);
5551 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5552
5553 /*
5554  * The /proc/slabinfo ABI
5555  */
5556 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5557 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5558 {
5559         unsigned long nr_slabs = 0;
5560         unsigned long nr_objs = 0;
5561         unsigned long nr_free = 0;
5562         int node;
5563         struct kmem_cache_node *n;
5564
5565         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5566                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5567                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5568                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5569         }
5570
5571         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5572         sinfo->num_objs = nr_objs;
5573         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5574         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5575         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5576         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5577 }
5578
5579 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5580 {
5581 }
5582
5583 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5584                        size_t count, loff_t *ppos)
5585 {
5586         return -EIO;
5587 }
5588 #endif /* CONFIG_SLABINFO */