GNU Linux-libre 4.19.286-gnu1
[releases.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/swab.h>
19 #include <linux/bitops.h>
20 #include <linux/slab.h>
21 #include "slab.h"
22 #include <linux/proc_fs.h>
23 #include <linux/seq_file.h>
24 #include <linux/kasan.h>
25 #include <linux/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 #include <linux/random.h>
38
39 #include <trace/events/kmem.h>
40
41 #include "internal.h"
42
43 /*
44  * Lock order:
45  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
46  *   2. node->list_lock
47  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
48  *
49  *   slab_mutex
50  *
51  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
52  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
53  *
54  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
55  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects:
56  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
57  *      B. page->inuse          -> Number of objects in use
58  *      C. page->objects        -> Number of objects in page
59  *      D. page->frozen         -> frozen state
60  *
61  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
62  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
63  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
64  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
65  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
66  *
67  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
68  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
69  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
70  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
71  *   modified without taking the list lock).
72  *
73  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
74  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
75  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
76  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
77  *   the list lock.
78  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
79  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
80  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
81  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
82  *
83  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
84  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
85  *
86  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
87  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
88  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
89  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
90  * cannot scan all objects.
91  *
92  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
93  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
94  * fast frees and allocs.
95  *
96  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
97  *
98  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
99  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
100  *                      such as satisfying allocations for a specific
101  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
102  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
103  *                      list operations. It is up to the processor holding
104  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
105  *                      when the slab is no longer needed.
106  *
107  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
108  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
109  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
110  *                      freelist that allows lockless access to
111  *                      free objects in addition to the regular freelist
112  *                      that requires the slab lock.
113  *
114  * PageError            Slab requires special handling due to debug
115  *                      options set. This moves slab handling out of
116  *                      the fast path and disables lockless freelists.
117  */
118
119 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
120 {
121 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
122         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
123 #else
124         return 0;
125 #endif
126 }
127
128 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
129 {
130         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE)
131                 p += s->red_left_pad;
132
133         return p;
134 }
135
136 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
137 {
138 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
139         return !kmem_cache_debug(s);
140 #else
141         return false;
142 #endif
143 }
144
145 /*
146  * Issues still to be resolved:
147  *
148  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
149  *
150  * - Variable sizing of the per node arrays
151  */
152
153 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
154 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
155
156 /* Enable to log cmpxchg failures */
157 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
158
159 /*
160  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
161  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
162  */
163 #define MIN_PARTIAL 5
164
165 /*
166  * Maximum number of desirable partial slabs.
167  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
168  * sort the partial list by the number of objects in use.
169  */
170 #define MAX_PARTIAL 10
171
172 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
173                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
174
175 /*
176  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
177  * issues when checking or reading debug information
178  */
179 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
180                                 SLAB_TRACE)
181
182
183 /*
184  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
185  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
186  * metadata.
187  */
188 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
189
190 #define OO_SHIFT        16
191 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
192 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
193
194 /* Internal SLUB flags */
195 /* Poison object */
196 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
197 /* Use cmpxchg_double */
198 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
199
200 /*
201  * Tracking user of a slab.
202  */
203 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
204 struct track {
205         unsigned long addr;     /* Called from address */
206 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
207         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
208 #endif
209         int cpu;                /* Was running on cpu */
210         int pid;                /* Pid context */
211         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
212 };
213
214 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
215
216 #ifdef CONFIG_SYSFS
217 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
218 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
219 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
220 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s);
221 #else
222 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
223 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
224                                                         { return 0; }
225 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
226 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
227 #endif
228
229 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
230 {
231 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
232         /*
233          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
234          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
235          */
236         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
237 #endif
238 }
239
240 /********************************************************************
241  *                      Core slab cache functions
242  *******************************************************************/
243
244 /*
245  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
246  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
247  * random number.
248  */
249 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
250                                  unsigned long ptr_addr)
251 {
252 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
253         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^ swab(ptr_addr));
254 #else
255         return ptr;
256 #endif
257 }
258
259 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
260 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
261                                          void *ptr_addr)
262 {
263         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
264                             (unsigned long)ptr_addr);
265 }
266
267 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
268 {
269         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
270 }
271
272 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
273 {
274         prefetch(object + s->offset);
275 }
276
277 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
278 {
279         unsigned long freepointer_addr;
280         void *p;
281
282         if (!debug_pagealloc_enabled())
283                 return get_freepointer(s, object);
284
285         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
286         probe_kernel_read(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
287         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
288 }
289
290 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
291 {
292         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
293
294 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
295         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
296 #endif
297
298         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
299 }
300
301 /* Loop over all objects in a slab */
302 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
303         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
304                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
305                 __p += (__s)->size)
306
307 #define for_each_object_idx(__p, __idx, __s, __addr, __objects) \
308         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr), __idx = 1; \
309                 __idx <= __objects; \
310                 __p += (__s)->size, __idx++)
311
312 /* Determine object index from a given position */
313 static inline unsigned int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
314 {
315         return (p - addr) / s->size;
316 }
317
318 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
319 {
320         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
321 }
322
323 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
324                 unsigned int size)
325 {
326         struct kmem_cache_order_objects x = {
327                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
328         };
329
330         return x;
331 }
332
333 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
334 {
335         return x.x >> OO_SHIFT;
336 }
337
338 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
339 {
340         return x.x & OO_MASK;
341 }
342
343 /*
344  * Per slab locking using the pagelock
345  */
346 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
347 {
348         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
349         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
350 }
351
352 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
353 {
354         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
355         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
356 }
357
358 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
359 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
360                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
361                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
362                 const char *n)
363 {
364         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
365 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
366     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
367         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
368                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
369                                    freelist_old, counters_old,
370                                    freelist_new, counters_new))
371                         return true;
372         } else
373 #endif
374         {
375                 slab_lock(page);
376                 if (page->freelist == freelist_old &&
377                                         page->counters == counters_old) {
378                         page->freelist = freelist_new;
379                         page->counters = counters_new;
380                         slab_unlock(page);
381                         return true;
382                 }
383                 slab_unlock(page);
384         }
385
386         cpu_relax();
387         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
388
389 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
390         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
391 #endif
392
393         return false;
394 }
395
396 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
397                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
398                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
399                 const char *n)
400 {
401 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
402     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
403         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
404                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
405                                    freelist_old, counters_old,
406                                    freelist_new, counters_new))
407                         return true;
408         } else
409 #endif
410         {
411                 unsigned long flags;
412
413                 local_irq_save(flags);
414                 slab_lock(page);
415                 if (page->freelist == freelist_old &&
416                                         page->counters == counters_old) {
417                         page->freelist = freelist_new;
418                         page->counters = counters_new;
419                         slab_unlock(page);
420                         local_irq_restore(flags);
421                         return true;
422                 }
423                 slab_unlock(page);
424                 local_irq_restore(flags);
425         }
426
427         cpu_relax();
428         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
429
430 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
431         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
432 #endif
433
434         return false;
435 }
436
437 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
438 /*
439  * Determine a map of object in use on a page.
440  *
441  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
442  * not vanish from under us.
443  */
444 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
445 {
446         void *p;
447         void *addr = page_address(page);
448
449         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
450                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
451 }
452
453 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
454 {
455         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
456                 return s->size - s->red_left_pad;
457
458         return s->size;
459 }
460
461 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
462 {
463         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
464                 p -= s->red_left_pad;
465
466         return p;
467 }
468
469 /*
470  * Debug settings:
471  */
472 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
473 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
474 #else
475 static slab_flags_t slub_debug;
476 #endif
477
478 static char *slub_debug_slabs;
479 static int disable_higher_order_debug;
480
481 /*
482  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
483  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
484  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
485  * to tell kasan that these accesses are OK.
486  */
487 static inline void metadata_access_enable(void)
488 {
489         kasan_disable_current();
490 }
491
492 static inline void metadata_access_disable(void)
493 {
494         kasan_enable_current();
495 }
496
497 /*
498  * Object debugging
499  */
500
501 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
502 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
503                                 struct page *page, void *object)
504 {
505         void *base;
506
507         if (!object)
508                 return 1;
509
510         base = page_address(page);
511         object = restore_red_left(s, object);
512         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
513                 (object - base) % s->size) {
514                 return 0;
515         }
516
517         return 1;
518 }
519
520 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
521                           unsigned int length)
522 {
523         metadata_access_enable();
524         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
525                         length, 1);
526         metadata_access_disable();
527 }
528
529 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
530         enum track_item alloc)
531 {
532         struct track *p;
533
534         if (s->offset)
535                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
536         else
537                 p = object + s->inuse;
538
539         return p + alloc;
540 }
541
542 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
543                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
544 {
545         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
546
547         if (addr) {
548 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
549                 struct stack_trace trace;
550                 int i;
551
552                 trace.nr_entries = 0;
553                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
554                 trace.entries = p->addrs;
555                 trace.skip = 3;
556                 metadata_access_enable();
557                 save_stack_trace(&trace);
558                 metadata_access_disable();
559
560                 /* See rant in lockdep.c */
561                 if (trace.nr_entries != 0 &&
562                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
563                         trace.nr_entries--;
564
565                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
566                         p->addrs[i] = 0;
567 #endif
568                 p->addr = addr;
569                 p->cpu = smp_processor_id();
570                 p->pid = current->pid;
571                 p->when = jiffies;
572         } else
573                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
574 }
575
576 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
577 {
578         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
579                 return;
580
581         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
582         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
583 }
584
585 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
586 {
587         if (!t->addr)
588                 return;
589
590         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
591                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
592 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
593         {
594                 int i;
595                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
596                         if (t->addrs[i])
597                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
598                         else
599                                 break;
600         }
601 #endif
602 }
603
604 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
605 {
606         unsigned long pr_time = jiffies;
607         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
608                 return;
609
610         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
611         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
612 }
613
614 static void print_page_info(struct page *page)
615 {
616         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
617                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
618
619 }
620
621 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
622 {
623         struct va_format vaf;
624         va_list args;
625
626         va_start(args, fmt);
627         vaf.fmt = fmt;
628         vaf.va = &args;
629         pr_err("=============================================================================\n");
630         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
631         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
632
633         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
634         va_end(args);
635 }
636
637 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
638 {
639         struct va_format vaf;
640         va_list args;
641
642         va_start(args, fmt);
643         vaf.fmt = fmt;
644         vaf.va = &args;
645         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
646         va_end(args);
647 }
648
649 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
650                                void **freelist, void *nextfree)
651 {
652         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
653             !check_valid_pointer(s, page, nextfree) && freelist) {
654                 object_err(s, page, *freelist, "Freechain corrupt");
655                 *freelist = NULL;
656                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
657                 return true;
658         }
659
660         return false;
661 }
662
663 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
664 {
665         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
666         u8 *addr = page_address(page);
667
668         print_tracking(s, p);
669
670         print_page_info(page);
671
672         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
673                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
674
675         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
676                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p - s->red_left_pad,
677                               s->red_left_pad);
678         else if (p > addr + 16)
679                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
680
681         print_section(KERN_ERR,         "Object   ", p,
682                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
683         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
684                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p + s->object_size,
685                         s->inuse - s->object_size);
686
687         if (s->offset)
688                 off = s->offset + sizeof(void *);
689         else
690                 off = s->inuse;
691
692         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
693                 off += 2 * sizeof(struct track);
694
695         off += kasan_metadata_size(s);
696
697         if (off != size_from_object(s))
698                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
699                 print_section(KERN_ERR, "Padding  ", p + off,
700                               size_from_object(s) - off);
701
702         dump_stack();
703 }
704
705 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
706                         u8 *object, char *reason)
707 {
708         slab_bug(s, "%s", reason);
709         print_trailer(s, page, object);
710 }
711
712 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
713                         const char *fmt, ...)
714 {
715         va_list args;
716         char buf[100];
717
718         va_start(args, fmt);
719         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
720         va_end(args);
721         slab_bug(s, "%s", buf);
722         print_page_info(page);
723         dump_stack();
724 }
725
726 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
727 {
728         u8 *p = object;
729
730         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
731                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
732
733         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
734                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
735                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
736         }
737
738         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
739                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
740 }
741
742 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
743                                                 void *from, void *to)
744 {
745         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
746         memset(from, data, to - from);
747 }
748
749 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
750                         u8 *object, char *what,
751                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
752 {
753         u8 *fault;
754         u8 *end;
755
756         metadata_access_enable();
757         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
758         metadata_access_disable();
759         if (!fault)
760                 return 1;
761
762         end = start + bytes;
763         while (end > fault && end[-1] == value)
764                 end--;
765
766         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
767         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
768                                         fault, end - 1, fault[0], value);
769         print_trailer(s, page, object);
770
771         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
772         return 0;
773 }
774
775 /*
776  * Object layout:
777  *
778  * object address
779  *      Bytes of the object to be managed.
780  *      If the freepointer may overlay the object then the free
781  *      pointer is the first word of the object.
782  *
783  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
784  *      0xa5 (POISON_END)
785  *
786  * object + s->object_size
787  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
788  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
789  *      object_size == inuse.
790  *
791  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
792  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
793  *
794  * object + s->inuse
795  *      Meta data starts here.
796  *
797  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
798  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
799  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
800  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
801  *              before the word boundary.
802  *
803  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
804  *
805  * object + s->size
806  *      Nothing is used beyond s->size.
807  *
808  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
809  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
810  * may be used with merged slabcaches.
811  */
812
813 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
814 {
815         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
816
817         if (s->offset)
818                 /* Freepointer is placed after the object. */
819                 off += sizeof(void *);
820
821         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
822                 /* We also have user information there */
823                 off += 2 * sizeof(struct track);
824
825         off += kasan_metadata_size(s);
826
827         if (size_from_object(s) == off)
828                 return 1;
829
830         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
831                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
832 }
833
834 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
835 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
836 {
837         u8 *start;
838         u8 *fault;
839         u8 *end;
840         u8 *pad;
841         int length;
842         int remainder;
843
844         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
845                 return 1;
846
847         start = page_address(page);
848         length = PAGE_SIZE << compound_order(page);
849         end = start + length;
850         remainder = length % s->size;
851         if (!remainder)
852                 return 1;
853
854         pad = end - remainder;
855         metadata_access_enable();
856         fault = memchr_inv(pad, POISON_INUSE, remainder);
857         metadata_access_disable();
858         if (!fault)
859                 return 1;
860         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
861                 end--;
862
863         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
864         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
865
866         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
867         return 0;
868 }
869
870 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
871                                         void *object, u8 val)
872 {
873         u8 *p = object;
874         u8 *endobject = object + s->object_size;
875
876         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
877                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Left Redzone",
878                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
879                         return 0;
880
881                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Right Redzone",
882                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
883                         return 0;
884         } else {
885                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
886                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
887                                 endobject, POISON_INUSE,
888                                 s->inuse - s->object_size);
889                 }
890         }
891
892         if (s->flags & SLAB_POISON) {
893                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
894                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
895                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
896                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "End Poison",
897                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
898                         return 0;
899                 /*
900                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
901                  */
902                 check_pad_bytes(s, page, p);
903         }
904
905         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
906                 /*
907                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
908                  * freepointer while object is allocated.
909                  */
910                 return 1;
911
912         /* Check free pointer validity */
913         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
914                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
915                 /*
916                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
917                  * of the free objects in this slab. May cause
918                  * another error because the object count is now wrong.
919                  */
920                 set_freepointer(s, p, NULL);
921                 return 0;
922         }
923         return 1;
924 }
925
926 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
927 {
928         int maxobj;
929
930         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
931
932         if (!PageSlab(page)) {
933                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
934                 return 0;
935         }
936
937         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size);
938         if (page->objects > maxobj) {
939                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
940                         page->objects, maxobj);
941                 return 0;
942         }
943         if (page->inuse > page->objects) {
944                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
945                         page->inuse, page->objects);
946                 return 0;
947         }
948         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
949         slab_pad_check(s, page);
950         return 1;
951 }
952
953 /*
954  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
955  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
956  */
957 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
958 {
959         int nr = 0;
960         void *fp;
961         void *object = NULL;
962         int max_objects;
963
964         fp = page->freelist;
965         while (fp && nr <= page->objects) {
966                 if (fp == search)
967                         return 1;
968                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
969                         if (object) {
970                                 object_err(s, page, object,
971                                         "Freechain corrupt");
972                                 set_freepointer(s, object, NULL);
973                         } else {
974                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
975                                 page->freelist = NULL;
976                                 page->inuse = page->objects;
977                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
978                                 return 0;
979                         }
980                         break;
981                 }
982                 object = fp;
983                 fp = get_freepointer(s, object);
984                 nr++;
985         }
986
987         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size);
988         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
989                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
990
991         if (page->objects != max_objects) {
992                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
993                          page->objects, max_objects);
994                 page->objects = max_objects;
995                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
996         }
997         if (page->inuse != page->objects - nr) {
998                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
999                          page->inuse, page->objects - nr);
1000                 page->inuse = page->objects - nr;
1001                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
1002         }
1003         return search == NULL;
1004 }
1005
1006 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1007                                                                 int alloc)
1008 {
1009         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1010                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1011                         s->name,
1012                         alloc ? "alloc" : "free",
1013                         object, page->inuse,
1014                         page->freelist);
1015
1016                 if (!alloc)
1017                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1018                                         s->object_size);
1019
1020                 dump_stack();
1021         }
1022 }
1023
1024 /*
1025  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1026  */
1027 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1028         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1029 {
1030         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1031                 return;
1032
1033         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1034         list_add(&page->lru, &n->full);
1035 }
1036
1037 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1038 {
1039         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1040                 return;
1041
1042         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1043         list_del(&page->lru);
1044 }
1045
1046 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1047 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1048 {
1049         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1050
1051         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1052 }
1053
1054 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1055 {
1056         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1057 }
1058
1059 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1060 {
1061         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1062
1063         /*
1064          * May be called early in order to allocate a slab for the
1065          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1066          * dilemma by deferring the increment of the count during
1067          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1068          */
1069         if (likely(n)) {
1070                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1071                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1072         }
1073 }
1074 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1075 {
1076         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1077
1078         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1079         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1080 }
1081
1082 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1083 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1084                                                                 void *object)
1085 {
1086         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1087                 return;
1088
1089         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1090         init_tracking(s, object);
1091 }
1092
1093 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1094                                         struct page *page,
1095                                         void *object, unsigned long addr)
1096 {
1097         if (!check_slab(s, page))
1098                 return 0;
1099
1100         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1101                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1102                 return 0;
1103         }
1104
1105         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1106                 return 0;
1107
1108         return 1;
1109 }
1110
1111 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1112                                         struct page *page,
1113                                         void *object, unsigned long addr)
1114 {
1115         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1116                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object, addr))
1117                         goto bad;
1118         }
1119
1120         /* Success perform special debug activities for allocs */
1121         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1122                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1123         trace(s, page, object, 1);
1124         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1125         return 1;
1126
1127 bad:
1128         if (PageSlab(page)) {
1129                 /*
1130                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1131                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1132                  * as used avoids touching the remaining objects.
1133                  */
1134                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1135                 page->inuse = page->objects;
1136                 page->freelist = NULL;
1137         }
1138         return 0;
1139 }
1140
1141 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1142                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1143 {
1144         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1145                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1146                 return 0;
1147         }
1148
1149         if (on_freelist(s, page, object)) {
1150                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1151                 return 0;
1152         }
1153
1154         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1155                 return 0;
1156
1157         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1158                 if (!PageSlab(page)) {
1159                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1160                                  object);
1161                 } else if (!page->slab_cache) {
1162                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1163                                object);
1164                         dump_stack();
1165                 } else
1166                         object_err(s, page, object,
1167                                         "page slab pointer corrupt.");
1168                 return 0;
1169         }
1170         return 1;
1171 }
1172
1173 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1174 static noinline int free_debug_processing(
1175         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1176         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1177         unsigned long addr)
1178 {
1179         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1180         void *object = head;
1181         int cnt = 0;
1182         unsigned long uninitialized_var(flags);
1183         int ret = 0;
1184
1185         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1186         slab_lock(page);
1187
1188         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1189                 if (!check_slab(s, page))
1190                         goto out;
1191         }
1192
1193 next_object:
1194         cnt++;
1195
1196         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1197                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1198                         goto out;
1199         }
1200
1201         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1202                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1203         trace(s, page, object, 0);
1204         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1205         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1206
1207         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1208         if (object != tail) {
1209                 object = get_freepointer(s, object);
1210                 goto next_object;
1211         }
1212         ret = 1;
1213
1214 out:
1215         if (cnt != bulk_cnt)
1216                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1217                          bulk_cnt, cnt);
1218
1219         slab_unlock(page);
1220         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1221         if (!ret)
1222                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1223         return ret;
1224 }
1225
1226 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1227 {
1228         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1229         if (*str++ != '=' || !*str)
1230                 /*
1231                  * No options specified. Switch on full debugging.
1232                  */
1233                 goto out;
1234
1235         if (*str == ',')
1236                 /*
1237                  * No options but restriction on slabs. This means full
1238                  * debugging for slabs matching a pattern.
1239                  */
1240                 goto check_slabs;
1241
1242         slub_debug = 0;
1243         if (*str == '-')
1244                 /*
1245                  * Switch off all debugging measures.
1246                  */
1247                 goto out;
1248
1249         /*
1250          * Determine which debug features should be switched on
1251          */
1252         for (; *str && *str != ','; str++) {
1253                 switch (tolower(*str)) {
1254                 case 'f':
1255                         slub_debug |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1256                         break;
1257                 case 'z':
1258                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1259                         break;
1260                 case 'p':
1261                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1262                         break;
1263                 case 'u':
1264                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1265                         break;
1266                 case 't':
1267                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1268                         break;
1269                 case 'a':
1270                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1271                         break;
1272                 case 'o':
1273                         /*
1274                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1275                          * order would increase as a result.
1276                          */
1277                         disable_higher_order_debug = 1;
1278                         break;
1279                 default:
1280                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1281                                *str);
1282                 }
1283         }
1284
1285 check_slabs:
1286         if (*str == ',')
1287                 slub_debug_slabs = str + 1;
1288 out:
1289         return 1;
1290 }
1291
1292 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1293
1294 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1295         slab_flags_t flags, const char *name,
1296         void (*ctor)(void *))
1297 {
1298         /*
1299          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1300          */
1301         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1302                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1303                 flags |= slub_debug;
1304
1305         return flags;
1306 }
1307 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1308 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1309                         struct page *page, void *object) {}
1310
1311 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1312         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1313
1314 static inline int free_debug_processing(
1315         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1316         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1317         unsigned long addr) { return 0; }
1318
1319 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1320                         { return 1; }
1321 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1322                         void *object, u8 val) { return 1; }
1323 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1324                                         struct page *page) {}
1325 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1326                                         struct page *page) {}
1327 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1328         slab_flags_t flags, const char *name,
1329         void (*ctor)(void *))
1330 {
1331         return flags;
1332 }
1333 #define slub_debug 0
1334
1335 #define disable_higher_order_debug 0
1336
1337 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1338                                                         { return 0; }
1339 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1340                                                         { return 0; }
1341 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1342                                                         int objects) {}
1343 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1344                                                         int objects) {}
1345
1346 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1347                                void **freelist, void *nextfree)
1348 {
1349         return false;
1350 }
1351 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1352
1353 /*
1354  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1355  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1356  */
1357 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1358 {
1359         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1360         kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1361 }
1362
1363 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1364 {
1365         kmemleak_free(x);
1366         kasan_kfree_large(x, _RET_IP_);
1367 }
1368
1369 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1370 {
1371         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1372
1373         /*
1374          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1375          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1376          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1377          */
1378 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1379         {
1380                 unsigned long flags;
1381
1382                 local_irq_save(flags);
1383                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1384                 local_irq_restore(flags);
1385         }
1386 #endif
1387         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1388                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1389
1390         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse */
1391         return kasan_slab_free(s, x, _RET_IP_);
1392 }
1393
1394 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1395                                            void **head, void **tail,
1396                                            int *cnt)
1397 {
1398 /*
1399  * Compiler cannot detect this function can be removed if slab_free_hook()
1400  * evaluates to nothing.  Thus, catch all relevant config debug options here.
1401  */
1402 #if defined(CONFIG_LOCKDEP)     ||              \
1403         defined(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK) ||       \
1404         defined(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_FREE) ||   \
1405         defined(CONFIG_KASAN)
1406
1407         void *object;
1408         void *next = *head;
1409         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1410
1411         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1412         *head = NULL;
1413         *tail = NULL;
1414
1415         do {
1416                 object = next;
1417                 next = get_freepointer(s, object);
1418                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1419                 if (!slab_free_hook(s, object)) {
1420                         /* Move object to the new freelist */
1421                         set_freepointer(s, object, *head);
1422                         *head = object;
1423                         if (!*tail)
1424                                 *tail = object;
1425                 } else {
1426                         /*
1427                          * Adjust the reconstructed freelist depth
1428                          * accordingly if object's reuse is delayed.
1429                          */
1430                         --(*cnt);
1431                 }
1432         } while (object != old_tail);
1433
1434         if (*head == *tail)
1435                 *tail = NULL;
1436
1437         return *head != NULL;
1438 #else
1439         return true;
1440 #endif
1441 }
1442
1443 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1444                                 void *object)
1445 {
1446         setup_object_debug(s, page, object);
1447         kasan_init_slab_obj(s, object);
1448         if (unlikely(s->ctor)) {
1449                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1450                 s->ctor(object);
1451                 kasan_poison_object_data(s, object);
1452         }
1453 }
1454
1455 /*
1456  * Slab allocation and freeing
1457  */
1458 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1459                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1460 {
1461         struct page *page;
1462         unsigned int order = oo_order(oo);
1463
1464         if (node == NUMA_NO_NODE)
1465                 page = alloc_pages(flags, order);
1466         else
1467                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1468
1469         if (page && memcg_charge_slab(page, flags, order, s)) {
1470                 __free_pages(page, order);
1471                 page = NULL;
1472         }
1473
1474         return page;
1475 }
1476
1477 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1478 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1479 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1480 {
1481         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1482         int err;
1483
1484         /* Bailout if already initialised */
1485         if (s->random_seq)
1486                 return 0;
1487
1488         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1489         if (err) {
1490                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1491                         s->name);
1492                 return err;
1493         }
1494
1495         /* Transform to an offset on the set of pages */
1496         if (s->random_seq) {
1497                 unsigned int i;
1498
1499                 for (i = 0; i < count; i++)
1500                         s->random_seq[i] *= s->size;
1501         }
1502         return 0;
1503 }
1504
1505 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1506 static void __init init_freelist_randomization(void)
1507 {
1508         struct kmem_cache *s;
1509
1510         mutex_lock(&slab_mutex);
1511
1512         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1513                 init_cache_random_seq(s);
1514
1515         mutex_unlock(&slab_mutex);
1516 }
1517
1518 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1519 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1520                                 unsigned long *pos, void *start,
1521                                 unsigned long page_limit,
1522                                 unsigned long freelist_count)
1523 {
1524         unsigned int idx;
1525
1526         /*
1527          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1528          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1529          */
1530         do {
1531                 idx = s->random_seq[*pos];
1532                 *pos += 1;
1533                 if (*pos >= freelist_count)
1534                         *pos = 0;
1535         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1536
1537         return (char *)start + idx;
1538 }
1539
1540 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1541 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1542 {
1543         void *start;
1544         void *cur;
1545         void *next;
1546         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1547
1548         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1549                 return false;
1550
1551         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1552         pos = get_random_int() % freelist_count;
1553
1554         page_limit = page->objects * s->size;
1555         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1556
1557         /* First entry is used as the base of the freelist */
1558         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1559                                 freelist_count);
1560         page->freelist = cur;
1561
1562         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1563                 setup_object(s, page, cur);
1564                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1565                         freelist_count);
1566                 set_freepointer(s, cur, next);
1567                 cur = next;
1568         }
1569         setup_object(s, page, cur);
1570         set_freepointer(s, cur, NULL);
1571
1572         return true;
1573 }
1574 #else
1575 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1576 {
1577         return 0;
1578 }
1579 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1580 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1581 {
1582         return false;
1583 }
1584 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1585
1586 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1587 {
1588         struct page *page;
1589         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1590         gfp_t alloc_gfp;
1591         void *start, *p;
1592         int idx, order;
1593         bool shuffle;
1594
1595         flags &= gfp_allowed_mask;
1596
1597         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1598                 local_irq_enable();
1599
1600         flags |= s->allocflags;
1601
1602         /*
1603          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1604          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1605          */
1606         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1607         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1608                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1609
1610         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1611         if (unlikely(!page)) {
1612                 oo = s->min;
1613                 alloc_gfp = flags;
1614                 /*
1615                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1616                  * Try a lower order alloc if possible
1617                  */
1618                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1619                 if (unlikely(!page))
1620                         goto out;
1621                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1622         }
1623
1624         page->objects = oo_objects(oo);
1625
1626         order = compound_order(page);
1627         page->slab_cache = s;
1628         __SetPageSlab(page);
1629         if (page_is_pfmemalloc(page))
1630                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1631
1632         start = page_address(page);
1633
1634         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1635                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1636
1637         kasan_poison_slab(page);
1638
1639         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1640
1641         if (!shuffle) {
1642                 for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1643                         setup_object(s, page, p);
1644                         if (likely(idx < page->objects))
1645                                 set_freepointer(s, p, p + s->size);
1646                         else
1647                                 set_freepointer(s, p, NULL);
1648                 }
1649                 page->freelist = fixup_red_left(s, start);
1650         }
1651
1652         page->inuse = page->objects;
1653         page->frozen = 1;
1654
1655 out:
1656         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1657                 local_irq_disable();
1658         if (!page)
1659                 return NULL;
1660
1661         mod_lruvec_page_state(page,
1662                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1663                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1664                 1 << oo_order(oo));
1665
1666         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1667
1668         return page;
1669 }
1670
1671 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1672 {
1673         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1674                 gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
1675                 flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
1676                 pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
1677                                 invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
1678                 dump_stack();
1679         }
1680
1681         return allocate_slab(s,
1682                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1683 }
1684
1685 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1686 {
1687         int order = compound_order(page);
1688         int pages = 1 << order;
1689
1690         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1691                 void *p;
1692
1693                 slab_pad_check(s, page);
1694                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1695                                                 page->objects)
1696                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1697         }
1698
1699         mod_lruvec_page_state(page,
1700                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1701                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1702                 -pages);
1703
1704         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1705         __ClearPageSlab(page);
1706
1707         page->mapping = NULL;
1708         if (current->reclaim_state)
1709                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1710         memcg_uncharge_slab(page, order, s);
1711         __free_pages(page, order);
1712 }
1713
1714 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1715 {
1716         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1717
1718         __free_slab(page->slab_cache, page);
1719 }
1720
1721 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1722 {
1723         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1724                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1725         } else
1726                 __free_slab(s, page);
1727 }
1728
1729 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1730 {
1731         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1732         free_slab(s, page);
1733 }
1734
1735 /*
1736  * Management of partially allocated slabs.
1737  */
1738 static inline void
1739 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1740 {
1741         n->nr_partial++;
1742         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1743                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1744         else
1745                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1746 }
1747
1748 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1749                                 struct page *page, int tail)
1750 {
1751         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1752         __add_partial(n, page, tail);
1753 }
1754
1755 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1756                                         struct page *page)
1757 {
1758         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1759         list_del(&page->lru);
1760         n->nr_partial--;
1761 }
1762
1763 /*
1764  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1765  * return the pointer to the freelist.
1766  *
1767  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1768  */
1769 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1770                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1771                 int mode, int *objects)
1772 {
1773         void *freelist;
1774         unsigned long counters;
1775         struct page new;
1776
1777         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1778
1779         /*
1780          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1781          * The old freelist is the list of objects for the
1782          * per cpu allocation list.
1783          */
1784         freelist = page->freelist;
1785         counters = page->counters;
1786         new.counters = counters;
1787         *objects = new.objects - new.inuse;
1788         if (mode) {
1789                 new.inuse = page->objects;
1790                 new.freelist = NULL;
1791         } else {
1792                 new.freelist = freelist;
1793         }
1794
1795         VM_BUG_ON(new.frozen);
1796         new.frozen = 1;
1797
1798         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1799                         freelist, counters,
1800                         new.freelist, new.counters,
1801                         "acquire_slab"))
1802                 return NULL;
1803
1804         remove_partial(n, page);
1805         WARN_ON(!freelist);
1806         return freelist;
1807 }
1808
1809 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1810 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1811
1812 /*
1813  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1814  */
1815 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1816                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1817 {
1818         struct page *page, *page2;
1819         void *object = NULL;
1820         unsigned int available = 0;
1821         int objects;
1822
1823         /*
1824          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1825          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1826          * partial slab and there is none available then get_partials()
1827          * will return NULL.
1828          */
1829         if (!n || !n->nr_partial)
1830                 return NULL;
1831
1832         spin_lock(&n->list_lock);
1833         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1834                 void *t;
1835
1836                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1837                         continue;
1838
1839                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1840                 if (!t)
1841                         break;
1842
1843                 available += objects;
1844                 if (!object) {
1845                         c->page = page;
1846                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1847                         object = t;
1848                 } else {
1849                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1850                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1851                 }
1852                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1853                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
1854                         break;
1855
1856         }
1857         spin_unlock(&n->list_lock);
1858         return object;
1859 }
1860
1861 /*
1862  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1863  */
1864 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1865                 struct kmem_cache_cpu *c)
1866 {
1867 #ifdef CONFIG_NUMA
1868         struct zonelist *zonelist;
1869         struct zoneref *z;
1870         struct zone *zone;
1871         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1872         void *object;
1873         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1874
1875         /*
1876          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1877          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1878          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1879          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1880          *
1881          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1882          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1883          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1884          * from other nodes and filled up.
1885          *
1886          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
1887          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
1888          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
1889          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
1890          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1891          * with available objects.
1892          */
1893         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1894                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1895                 return NULL;
1896
1897         do {
1898                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1899                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1900                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1901                         struct kmem_cache_node *n;
1902
1903                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1904
1905                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1906                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1907                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1908                                 if (object) {
1909                                         /*
1910                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1911                                          * here - if mems_allowed was updated in
1912                                          * parallel, that was a harmless race
1913                                          * between allocation and the cpuset
1914                                          * update
1915                                          */
1916                                         return object;
1917                                 }
1918                         }
1919                 }
1920         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1921 #endif
1922         return NULL;
1923 }
1924
1925 /*
1926  * Get a partial page, lock it and return it.
1927  */
1928 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1929                 struct kmem_cache_cpu *c)
1930 {
1931         void *object;
1932         int searchnode = node;
1933
1934         if (node == NUMA_NO_NODE)
1935                 searchnode = numa_mem_id();
1936
1937         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1938         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1939                 return object;
1940
1941         return get_any_partial(s, flags, c);
1942 }
1943
1944 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1945 /*
1946  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1947  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1948  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1949  */
1950 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1951 #else
1952 /*
1953  * No preemption supported therefore also no need to check for
1954  * different cpus.
1955  */
1956 #define TID_STEP 1
1957 #endif
1958
1959 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1960 {
1961         return tid + TID_STEP;
1962 }
1963
1964 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1965 {
1966         return tid % TID_STEP;
1967 }
1968
1969 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1970 {
1971         return tid / TID_STEP;
1972 }
1973
1974 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1975 {
1976         return cpu;
1977 }
1978
1979 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1980                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1981 {
1982 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1983         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1984
1985         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1986
1987 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1988         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1989                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1990                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1991         else
1992 #endif
1993         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1994                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1995                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1996         else
1997                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1998                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1999 #endif
2000         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2001 }
2002
2003 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2004 {
2005         int cpu;
2006
2007         for_each_possible_cpu(cpu)
2008                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2009 }
2010
2011 /*
2012  * Remove the cpu slab
2013  */
2014 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2015                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2016 {
2017         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2018         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2019         int lock = 0;
2020         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2021         void *nextfree;
2022         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2023         struct page new;
2024         struct page old;
2025
2026         if (page->freelist) {
2027                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2028                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2029         }
2030
2031         /*
2032          * Stage one: Free all available per cpu objects back
2033          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
2034          * last one.
2035          *
2036          * There is no need to take the list->lock because the page
2037          * is still frozen.
2038          */
2039         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
2040                 void *prior;
2041                 unsigned long counters;
2042
2043                 /*
2044                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2045                  * 'freelist' is already corrupted.  So isolate all objects
2046                  * starting at 'freelist'.
2047                  */
2048                 if (freelist_corrupted(s, page, &freelist, nextfree))
2049                         break;
2050
2051                 do {
2052                         prior = page->freelist;
2053                         counters = page->counters;
2054                         set_freepointer(s, freelist, prior);
2055                         new.counters = counters;
2056                         new.inuse--;
2057                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
2058
2059                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2060                         prior, counters,
2061                         freelist, new.counters,
2062                         "drain percpu freelist"));
2063
2064                 freelist = nextfree;
2065         }
2066
2067         /*
2068          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
2069          * list presence reflects the actual number of objects
2070          * during unfreeze.
2071          *
2072          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2073          * with the count. If there is a mismatch then the page
2074          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2075          *
2076          * Then we restart the process which may have to remove
2077          * the page from the list that we just put it on again
2078          * because the number of objects in the slab may have
2079          * changed.
2080          */
2081 redo:
2082
2083         old.freelist = page->freelist;
2084         old.counters = page->counters;
2085         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2086
2087         /* Determine target state of the slab */
2088         new.counters = old.counters;
2089         if (freelist) {
2090                 new.inuse--;
2091                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
2092                 new.freelist = freelist;
2093         } else
2094                 new.freelist = old.freelist;
2095
2096         new.frozen = 0;
2097
2098         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2099                 m = M_FREE;
2100         else if (new.freelist) {
2101                 m = M_PARTIAL;
2102                 if (!lock) {
2103                         lock = 1;
2104                         /*
2105                          * Taking the spinlock removes the possiblity
2106                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2107                          * is frozen
2108                          */
2109                         spin_lock(&n->list_lock);
2110                 }
2111         } else {
2112                 m = M_FULL;
2113                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
2114                         lock = 1;
2115                         /*
2116                          * This also ensures that the scanning of full
2117                          * slabs from diagnostic functions will not see
2118                          * any frozen slabs.
2119                          */
2120                         spin_lock(&n->list_lock);
2121                 }
2122         }
2123
2124         if (l != m) {
2125
2126                 if (l == M_PARTIAL)
2127
2128                         remove_partial(n, page);
2129
2130                 else if (l == M_FULL)
2131
2132                         remove_full(s, n, page);
2133
2134                 if (m == M_PARTIAL) {
2135
2136                         add_partial(n, page, tail);
2137                         stat(s, tail);
2138
2139                 } else if (m == M_FULL) {
2140
2141                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2142                         add_full(s, n, page);
2143
2144                 }
2145         }
2146
2147         l = m;
2148         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2149                                 old.freelist, old.counters,
2150                                 new.freelist, new.counters,
2151                                 "unfreezing slab"))
2152                 goto redo;
2153
2154         if (lock)
2155                 spin_unlock(&n->list_lock);
2156
2157         if (m == M_FREE) {
2158                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2159                 discard_slab(s, page);
2160                 stat(s, FREE_SLAB);
2161         }
2162
2163         c->page = NULL;
2164         c->freelist = NULL;
2165         c->tid = next_tid(c->tid);
2166 }
2167
2168 /*
2169  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2170  *
2171  * This function must be called with interrupts disabled
2172  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2173  * to guarantee no concurrent accesses).
2174  */
2175 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2176                 struct kmem_cache_cpu *c)
2177 {
2178 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2179         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2180         struct page *page, *discard_page = NULL;
2181
2182         while ((page = c->partial)) {
2183                 struct page new;
2184                 struct page old;
2185
2186                 c->partial = page->next;
2187
2188                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2189                 if (n != n2) {
2190                         if (n)
2191                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2192
2193                         n = n2;
2194                         spin_lock(&n->list_lock);
2195                 }
2196
2197                 do {
2198
2199                         old.freelist = page->freelist;
2200                         old.counters = page->counters;
2201                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2202
2203                         new.counters = old.counters;
2204                         new.freelist = old.freelist;
2205
2206                         new.frozen = 0;
2207
2208                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2209                                 old.freelist, old.counters,
2210                                 new.freelist, new.counters,
2211                                 "unfreezing slab"));
2212
2213                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2214                         page->next = discard_page;
2215                         discard_page = page;
2216                 } else {
2217                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2218                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2219                 }
2220         }
2221
2222         if (n)
2223                 spin_unlock(&n->list_lock);
2224
2225         while (discard_page) {
2226                 page = discard_page;
2227                 discard_page = discard_page->next;
2228
2229                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2230                 discard_slab(s, page);
2231                 stat(s, FREE_SLAB);
2232         }
2233 #endif
2234 }
2235
2236 /*
2237  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2238  * slot if available.
2239  *
2240  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2241  * per node partial list.
2242  */
2243 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2244 {
2245 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2246         struct page *oldpage;
2247         int pages;
2248         int pobjects;
2249
2250         preempt_disable();
2251         do {
2252                 pages = 0;
2253                 pobjects = 0;
2254                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2255
2256                 if (oldpage) {
2257                         pobjects = oldpage->pobjects;
2258                         pages = oldpage->pages;
2259                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2260                                 unsigned long flags;
2261                                 /*
2262                                  * partial array is full. Move the existing
2263                                  * set to the per node partial list.
2264                                  */
2265                                 local_irq_save(flags);
2266                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2267                                 local_irq_restore(flags);
2268                                 oldpage = NULL;
2269                                 pobjects = 0;
2270                                 pages = 0;
2271                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2272                         }
2273                 }
2274
2275                 pages++;
2276                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2277
2278                 page->pages = pages;
2279                 page->pobjects = pobjects;
2280                 page->next = oldpage;
2281
2282         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2283                                                                 != oldpage);
2284         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2285                 unsigned long flags;
2286
2287                 local_irq_save(flags);
2288                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2289                 local_irq_restore(flags);
2290         }
2291         preempt_enable();
2292 #endif
2293 }
2294
2295 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2296 {
2297         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2298         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2299 }
2300
2301 /*
2302  * Flush cpu slab.
2303  *
2304  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2305  */
2306 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2307 {
2308         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2309
2310         if (likely(c)) {
2311                 if (c->page)
2312                         flush_slab(s, c);
2313
2314                 unfreeze_partials(s, c);
2315         }
2316 }
2317
2318 static void flush_cpu_slab(void *d)
2319 {
2320         struct kmem_cache *s = d;
2321
2322         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2323 }
2324
2325 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2326 {
2327         struct kmem_cache *s = info;
2328         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2329
2330         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2331 }
2332
2333 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2334 {
2335         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2336 }
2337
2338 /*
2339  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2340  * necessary.
2341  */
2342 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2343 {
2344         struct kmem_cache *s;
2345         unsigned long flags;
2346
2347         mutex_lock(&slab_mutex);
2348         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2349                 local_irq_save(flags);
2350                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2351                 local_irq_restore(flags);
2352         }
2353         mutex_unlock(&slab_mutex);
2354         return 0;
2355 }
2356
2357 /*
2358  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2359  * locality expectations.
2360  */
2361 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2362 {
2363 #ifdef CONFIG_NUMA
2364         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2365                 return 0;
2366 #endif
2367         return 1;
2368 }
2369
2370 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2371 static int count_free(struct page *page)
2372 {
2373         return page->objects - page->inuse;
2374 }
2375
2376 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2377 {
2378         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2379 }
2380 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2381
2382 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2383 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2384                                         int (*get_count)(struct page *))
2385 {
2386         unsigned long flags;
2387         unsigned long x = 0;
2388         struct page *page;
2389
2390         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2391         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2392                 x += get_count(page);
2393         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2394         return x;
2395 }
2396 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2397
2398 static noinline void
2399 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2400 {
2401 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2402         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2403                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2404         int node;
2405         struct kmem_cache_node *n;
2406
2407         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2408                 return;
2409
2410         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2411                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2412         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2413                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2414                 oo_order(s->min));
2415
2416         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2417                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2418                         s->name);
2419
2420         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2421                 unsigned long nr_slabs;
2422                 unsigned long nr_objs;
2423                 unsigned long nr_free;
2424
2425                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2426                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2427                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2428
2429                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2430                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2431         }
2432 #endif
2433 }
2434
2435 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2436                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2437 {
2438         void *freelist;
2439         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2440         struct page *page;
2441
2442         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2443
2444         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2445
2446         if (freelist)
2447                 return freelist;
2448
2449         page = new_slab(s, flags, node);
2450         if (page) {
2451                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2452                 if (c->page)
2453                         flush_slab(s, c);
2454
2455                 /*
2456                  * No other reference to the page yet so we can
2457                  * muck around with it freely without cmpxchg
2458                  */
2459                 freelist = page->freelist;
2460                 page->freelist = NULL;
2461
2462                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2463                 c->page = page;
2464                 *pc = c;
2465         } else
2466                 freelist = NULL;
2467
2468         return freelist;
2469 }
2470
2471 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2472 {
2473         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2474                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2475
2476         return true;
2477 }
2478
2479 /*
2480  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2481  * per cpu freelist or deactivate the page.
2482  *
2483  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2484  *
2485  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2486  *
2487  * This function must be called with interrupt disabled.
2488  */
2489 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2490 {
2491         struct page new;
2492         unsigned long counters;
2493         void *freelist;
2494
2495         do {
2496                 freelist = page->freelist;
2497                 counters = page->counters;
2498
2499                 new.counters = counters;
2500                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2501
2502                 new.inuse = page->objects;
2503                 new.frozen = freelist != NULL;
2504
2505         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2506                 freelist, counters,
2507                 NULL, new.counters,
2508                 "get_freelist"));
2509
2510         return freelist;
2511 }
2512
2513 /*
2514  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2515  * debugging duties.
2516  *
2517  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2518  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2519  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2520  *
2521  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2522  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2523  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2524  *
2525  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2526  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2527  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2528  *
2529  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2530  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2531  */
2532 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2533                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2534 {
2535         void *freelist;
2536         struct page *page;
2537
2538         page = c->page;
2539         if (!page) {
2540                 /*
2541                  * if the node is not online or has no normal memory, just
2542                  * ignore the node constraint
2543                  */
2544                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
2545                              !node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)))
2546                         node = NUMA_NO_NODE;
2547                 goto new_slab;
2548         }
2549 redo:
2550
2551         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2552                 /*
2553                  * same as above but node_match() being false already
2554                  * implies node != NUMA_NO_NODE
2555                  */
2556                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)) {
2557                         node = NUMA_NO_NODE;
2558                         goto redo;
2559                 } else {
2560                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2561                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2562                         goto new_slab;
2563                 }
2564         }
2565
2566         /*
2567          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2568          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2569          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2570          */
2571         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2572                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2573                 goto new_slab;
2574         }
2575
2576         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2577         freelist = c->freelist;
2578         if (freelist)
2579                 goto load_freelist;
2580
2581         freelist = get_freelist(s, page);
2582
2583         if (!freelist) {
2584                 c->page = NULL;
2585                 c->tid = next_tid(c->tid);
2586                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2587                 goto new_slab;
2588         }
2589
2590         stat(s, ALLOC_REFILL);
2591
2592 load_freelist:
2593         /*
2594          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2595          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2596          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2597          */
2598         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2599         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2600         c->tid = next_tid(c->tid);
2601         return freelist;
2602
2603 new_slab:
2604
2605         if (slub_percpu_partial(c)) {
2606                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2607                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2608                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2609                 goto redo;
2610         }
2611
2612         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2613
2614         if (unlikely(!freelist)) {
2615                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2616                 return NULL;
2617         }
2618
2619         page = c->page;
2620         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2621                 goto load_freelist;
2622
2623         /* Only entered in the debug case */
2624         if (kmem_cache_debug(s) &&
2625                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2626                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2627
2628         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2629         return freelist;
2630 }
2631
2632 /*
2633  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2634  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2635  */
2636 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2637                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2638 {
2639         void *p;
2640         unsigned long flags;
2641
2642         local_irq_save(flags);
2643 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2644         /*
2645          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2646          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2647          * pointer.
2648          */
2649         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2650 #endif
2651
2652         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2653         local_irq_restore(flags);
2654         return p;
2655 }
2656
2657 /*
2658  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2659  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2660  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2661  *
2662  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2663  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2664  *
2665  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2666  */
2667 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2668                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2669 {
2670         void *object;
2671         struct kmem_cache_cpu *c;
2672         struct page *page;
2673         unsigned long tid;
2674
2675         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2676         if (!s)
2677                 return NULL;
2678 redo:
2679         /*
2680          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2681          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2682          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2683          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2684          *
2685          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2686          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2687          * to check if it is matched or not.
2688          */
2689         do {
2690                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2691                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2692         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2693                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2694
2695         /*
2696          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2697          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2698          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2699          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2700          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2701          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2702          */
2703         barrier();
2704
2705         /*
2706          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2707          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2708          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2709          * linked list in between.
2710          */
2711
2712         object = c->freelist;
2713         page = c->page;
2714         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2715                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2716                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2717         } else {
2718                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2719
2720                 /*
2721                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2722                  * operation and if we are on the right processor.
2723                  *
2724                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2725                  * semantics!)
2726                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2727                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2728                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2729                  *
2730                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2731                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2732                  * other cpus.
2733                  */
2734                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2735                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2736                                 object, tid,
2737                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2738
2739                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2740                         goto redo;
2741                 }
2742                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2743                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2744         }
2745
2746         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2747                 memset(object, 0, s->object_size);
2748
2749         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2750
2751         return object;
2752 }
2753
2754 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2755                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2756 {
2757         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2758 }
2759
2760 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2761 {
2762         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2763
2764         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2765                                 s->size, gfpflags);
2766
2767         return ret;
2768 }
2769 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2770
2771 #ifdef CONFIG_TRACING
2772 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2773 {
2774         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2775         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2776         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2777         return ret;
2778 }
2779 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2780 #endif
2781
2782 #ifdef CONFIG_NUMA
2783 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2784 {
2785         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2786
2787         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2788                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2789
2790         return ret;
2791 }
2792 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2793
2794 #ifdef CONFIG_TRACING
2795 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2796                                     gfp_t gfpflags,
2797                                     int node, size_t size)
2798 {
2799         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2800
2801         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2802                            size, s->size, gfpflags, node);
2803
2804         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2805         return ret;
2806 }
2807 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2808 #endif
2809 #endif
2810
2811 /*
2812  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2813  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2814  *
2815  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2816  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2817  * handling required then we can return immediately.
2818  */
2819 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2820                         void *head, void *tail, int cnt,
2821                         unsigned long addr)
2822
2823 {
2824         void *prior;
2825         int was_frozen;
2826         struct page new;
2827         unsigned long counters;
2828         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2829         unsigned long uninitialized_var(flags);
2830
2831         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2832
2833         if (kmem_cache_debug(s) &&
2834             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2835                 return;
2836
2837         do {
2838                 if (unlikely(n)) {
2839                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2840                         n = NULL;
2841                 }
2842                 prior = page->freelist;
2843                 counters = page->counters;
2844                 set_freepointer(s, tail, prior);
2845                 new.counters = counters;
2846                 was_frozen = new.frozen;
2847                 new.inuse -= cnt;
2848                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2849
2850                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2851
2852                                 /*
2853                                  * Slab was on no list before and will be
2854                                  * partially empty
2855                                  * We can defer the list move and instead
2856                                  * freeze it.
2857                                  */
2858                                 new.frozen = 1;
2859
2860                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2861
2862                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2863                                 /*
2864                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2865                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2866                                  * drop the list_lock without any processing.
2867                                  *
2868                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2869                                  * other processors updating the list of slabs.
2870                                  */
2871                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2872
2873                         }
2874                 }
2875
2876         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2877                 prior, counters,
2878                 head, new.counters,
2879                 "__slab_free"));
2880
2881         if (likely(!n)) {
2882
2883                 /*
2884                  * If we just froze the page then put it onto the
2885                  * per cpu partial list.
2886                  */
2887                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2888                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2889                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2890                 }
2891                 /*
2892                  * The list lock was not taken therefore no list
2893                  * activity can be necessary.
2894                  */
2895                 if (was_frozen)
2896                         stat(s, FREE_FROZEN);
2897                 return;
2898         }
2899
2900         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2901                 goto slab_empty;
2902
2903         /*
2904          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2905          * then add it.
2906          */
2907         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2908                 if (kmem_cache_debug(s))
2909                         remove_full(s, n, page);
2910                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2911                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2912         }
2913         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2914         return;
2915
2916 slab_empty:
2917         if (prior) {
2918                 /*
2919                  * Slab on the partial list.
2920                  */
2921                 remove_partial(n, page);
2922                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2923         } else {
2924                 /* Slab must be on the full list */
2925                 remove_full(s, n, page);
2926         }
2927
2928         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2929         stat(s, FREE_SLAB);
2930         discard_slab(s, page);
2931 }
2932
2933 /*
2934  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2935  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2936  *
2937  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2938  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2939  * the item before.
2940  *
2941  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2942  * with all sorts of special processing.
2943  *
2944  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2945  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2946  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2947  */
2948 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
2949                                 struct page *page, void *head, void *tail,
2950                                 int cnt, unsigned long addr)
2951 {
2952         void *tail_obj = tail ? : head;
2953         struct kmem_cache_cpu *c;
2954         unsigned long tid;
2955 redo:
2956         /*
2957          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2958          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2959          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2960          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2961          */
2962         do {
2963                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2964                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2965         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2966                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2967
2968         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2969         barrier();
2970
2971         if (likely(page == c->page)) {
2972                 void **freelist = READ_ONCE(c->freelist);
2973
2974                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
2975
2976                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2977                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2978                                 freelist, tid,
2979                                 head, next_tid(tid)))) {
2980
2981                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2982                         goto redo;
2983                 }
2984                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2985         } else
2986                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
2987
2988 }
2989
2990 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2991                                       void *head, void *tail, int cnt,
2992                                       unsigned long addr)
2993 {
2994         /*
2995          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
2996          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
2997          */
2998         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail, &cnt))
2999                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
3000 }
3001
3002 #ifdef CONFIG_KASAN
3003 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3004 {
3005         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3006 }
3007 #endif
3008
3009 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3010 {
3011         s = cache_from_obj(s, x);
3012         if (!s)
3013                 return;
3014         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3015         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
3016 }
3017 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3018
3019 struct detached_freelist {
3020         struct page *page;
3021         void *tail;
3022         void *freelist;
3023         int cnt;
3024         struct kmem_cache *s;
3025 };
3026
3027 /*
3028  * This function progressively scans the array with free objects (with
3029  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3030  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3031  * page/objects.  This can happen without any need for
3032  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3033  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3034  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3035  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3036  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3037  * to performance reasons.
3038  */
3039 static inline
3040 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3041                             void **p, struct detached_freelist *df)
3042 {
3043         size_t first_skipped_index = 0;
3044         int lookahead = 3;
3045         void *object;
3046         struct page *page;
3047
3048         /* Always re-init detached_freelist */
3049         df->page = NULL;
3050
3051         do {
3052                 object = p[--size];
3053                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3054         } while (!object && size);
3055
3056         if (!object)
3057                 return 0;
3058
3059         page = virt_to_head_page(object);
3060         if (!s) {
3061                 /* Handle kalloc'ed objects */
3062                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3063                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3064                         kfree_hook(object);
3065                         __free_pages(page, compound_order(page));
3066                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3067                         return size;
3068                 }
3069                 /* Derive kmem_cache from object */
3070                 df->s = page->slab_cache;
3071         } else {
3072                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3073         }
3074
3075         /* Start new detached freelist */
3076         df->page = page;
3077         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3078         df->tail = object;
3079         df->freelist = object;
3080         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3081         df->cnt = 1;
3082
3083         while (size) {
3084                 object = p[--size];
3085                 if (!object)
3086                         continue; /* Skip processed objects */
3087
3088                 /* df->page is always set at this point */
3089                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3090                         /* Opportunity build freelist */
3091                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3092                         df->freelist = object;
3093                         df->cnt++;
3094                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3095
3096                         continue;
3097                 }
3098
3099                 /* Limit look ahead search */
3100                 if (!--lookahead)
3101                         break;
3102
3103                 if (!first_skipped_index)
3104                         first_skipped_index = size + 1;
3105         }
3106
3107         return first_skipped_index;
3108 }
3109
3110 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3111 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3112 {
3113         if (WARN_ON(!size))
3114                 return;
3115
3116         do {
3117                 struct detached_freelist df;
3118
3119                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3120                 if (!df.page)
3121                         continue;
3122
3123                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
3124         } while (likely(size));
3125 }
3126 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3127
3128 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3129 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3130                           void **p)
3131 {
3132         struct kmem_cache_cpu *c;
3133         int i;
3134
3135         /* memcg and kmem_cache debug support */
3136         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3137         if (unlikely(!s))
3138                 return false;
3139         /*
3140          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3141          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3142          * handlers invoking normal fastpath.
3143          */
3144         local_irq_disable();
3145         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3146
3147         for (i = 0; i < size; i++) {
3148                 void *object = c->freelist;
3149
3150                 if (unlikely(!object)) {
3151                         /*
3152                          * We may have removed an object from c->freelist using
3153                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
3154                          * c->tid has not been bumped yet.
3155                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
3156                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
3157                          */
3158                         c->tid = next_tid(c->tid);
3159
3160                         /*
3161                          * Invoking slow path likely have side-effect
3162                          * of re-populating per CPU c->freelist
3163                          */
3164                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3165                                             _RET_IP_, c);
3166                         if (unlikely(!p[i]))
3167                                 goto error;
3168
3169                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3170                         continue; /* goto for-loop */
3171                 }
3172                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3173                 p[i] = object;
3174         }
3175         c->tid = next_tid(c->tid);
3176         local_irq_enable();
3177
3178         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3179         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO)) {
3180                 int j;
3181
3182                 for (j = 0; j < i; j++)
3183                         memset(p[j], 0, s->object_size);
3184         }
3185
3186         /* memcg and kmem_cache debug support */
3187         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3188         return i;
3189 error:
3190         local_irq_enable();
3191         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3192         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3193         return 0;
3194 }
3195 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3196
3197
3198 /*
3199  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3200  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3201  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3202  * another.
3203  *
3204  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3205  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3206  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3207  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3208  * locking overhead.
3209  */
3210
3211 /*
3212  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3213  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3214  * and increases the number of allocations possible without having to
3215  * take the list_lock.
3216  */
3217 static unsigned int slub_min_order;
3218 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3219 static unsigned int slub_min_objects;
3220
3221 /*
3222  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3223  *
3224  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3225  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3226  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3227  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3228  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3229  * would be wasted.
3230  *
3231  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3232  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3233  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3234  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3235  *
3236  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3237  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3238  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3239  * of space in favor of a small page order.
3240  *
3241  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3242  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3243  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3244  * the smallest order which will fit the object.
3245  */
3246 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3247                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3248                 unsigned int fract_leftover)
3249 {
3250         unsigned int min_order = slub_min_order;
3251         unsigned int order;
3252
3253         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3254                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3255
3256         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3257                         order <= max_order; order++) {
3258
3259                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3260                 unsigned int rem;
3261
3262                 rem = slab_size % size;
3263
3264                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3265                         break;
3266         }
3267
3268         return order;
3269 }
3270
3271 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3272 {
3273         unsigned int order;
3274         unsigned int min_objects;
3275         unsigned int max_objects;
3276
3277         /*
3278          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3279          * works by first attempting to generate a layout with
3280          * the best configuration and backing off gradually.
3281          *
3282          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3283          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3284          */
3285         min_objects = slub_min_objects;
3286         if (!min_objects)
3287                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3288         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3289         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3290
3291         while (min_objects > 1) {
3292                 unsigned int fraction;
3293
3294                 fraction = 16;
3295                 while (fraction >= 4) {
3296                         order = slab_order(size, min_objects,
3297                                         slub_max_order, fraction);
3298                         if (order <= slub_max_order)
3299                                 return order;
3300                         fraction /= 2;
3301                 }
3302                 min_objects--;
3303         }
3304
3305         /*
3306          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3307          * lets see if we can place a single object there.
3308          */
3309         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3310         if (order <= slub_max_order)
3311                 return order;
3312
3313         /*
3314          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3315          */
3316         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3317         if (order < MAX_ORDER)
3318                 return order;
3319         return -ENOSYS;
3320 }
3321
3322 static void
3323 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3324 {
3325         n->nr_partial = 0;
3326         spin_lock_init(&n->list_lock);
3327         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3328 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3329         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3330         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3331         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3332 #endif
3333 }
3334
3335 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3336 {
3337         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3338                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3339
3340         /*
3341          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3342          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3343          */
3344         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3345                                      2 * sizeof(void *));
3346
3347         if (!s->cpu_slab)
3348                 return 0;
3349
3350         init_kmem_cache_cpus(s);
3351
3352         return 1;
3353 }
3354
3355 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3356
3357 /*
3358  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3359  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3360  * possible.
3361  *
3362  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3363  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3364  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3365  */
3366 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3367 {
3368         struct page *page;
3369         struct kmem_cache_node *n;
3370
3371         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3372
3373         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3374
3375         BUG_ON(!page);
3376         if (page_to_nid(page) != node) {
3377                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3378                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3379         }
3380
3381         n = page->freelist;
3382         BUG_ON(!n);
3383         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3384         page->inuse = 1;
3385         page->frozen = 0;
3386         kmem_cache_node->node[node] = n;
3387 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3388         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3389         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3390 #endif
3391         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node),
3392                       GFP_KERNEL);
3393         init_kmem_cache_node(n);
3394         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3395
3396         /*
3397          * No locks need to be taken here as it has just been
3398          * initialized and there is no concurrent access.
3399          */
3400         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3401 }
3402
3403 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3404 {
3405         int node;
3406         struct kmem_cache_node *n;
3407
3408         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3409                 s->node[node] = NULL;
3410                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3411         }
3412 }
3413
3414 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3415 {
3416         cache_random_seq_destroy(s);
3417         free_percpu(s->cpu_slab);
3418         free_kmem_cache_nodes(s);
3419 }
3420
3421 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3422 {
3423         int node;
3424
3425         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3426                 struct kmem_cache_node *n;
3427
3428                 if (slab_state == DOWN) {
3429                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3430                         continue;
3431                 }
3432                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3433                                                 GFP_KERNEL, node);
3434
3435                 if (!n) {
3436                         free_kmem_cache_nodes(s);
3437                         return 0;
3438                 }
3439
3440                 init_kmem_cache_node(n);
3441                 s->node[node] = n;
3442         }
3443         return 1;
3444 }
3445
3446 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3447 {
3448         if (min < MIN_PARTIAL)
3449                 min = MIN_PARTIAL;
3450         else if (min > MAX_PARTIAL)
3451                 min = MAX_PARTIAL;
3452         s->min_partial = min;
3453 }
3454
3455 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3456 {
3457 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3458         /*
3459          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3460          * per cpu partial lists of a processor.
3461          *
3462          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3463          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3464          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3465          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3466          *
3467          * This setting also determines
3468          *
3469          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3470          *    per node list when we reach the limit.
3471          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3472          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3473          *    50% to keep some capacity around for frees.
3474          */
3475         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3476                 s->cpu_partial = 0;
3477         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3478                 s->cpu_partial = 2;
3479         else if (s->size >= 1024)
3480                 s->cpu_partial = 6;
3481         else if (s->size >= 256)
3482                 s->cpu_partial = 13;
3483         else
3484                 s->cpu_partial = 30;
3485 #endif
3486 }
3487
3488 /*
3489  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3490  * a slab object.
3491  */
3492 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3493 {
3494         slab_flags_t flags = s->flags;
3495         unsigned int size = s->object_size;
3496         unsigned int order;
3497
3498         /*
3499          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3500          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3501          * the possible location of the free pointer.
3502          */
3503         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3504
3505 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3506         /*
3507          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3508          * the slab may touch the object after free or before allocation
3509          * then we should never poison the object itself.
3510          */
3511         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3512                         !s->ctor)
3513                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3514         else
3515                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3516
3517
3518         /*
3519          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3520          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3521          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3522          */
3523         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3524                 size += sizeof(void *);
3525 #endif
3526
3527         /*
3528          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3529          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3530          */
3531         s->inuse = size;
3532
3533         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3534                 s->ctor)) {
3535                 /*
3536                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3537                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3538                  * kmem_cache_free.
3539                  *
3540                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3541                  * destructor or are poisoning the objects.
3542                  */
3543                 s->offset = size;
3544                 size += sizeof(void *);
3545         }
3546
3547 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3548         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3549                 /*
3550                  * Need to store information about allocs and frees after
3551                  * the object.
3552                  */
3553                 size += 2 * sizeof(struct track);
3554 #endif
3555
3556         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3557 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3558         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3559                 /*
3560                  * Add some empty padding so that we can catch
3561                  * overwrites from earlier objects rather than let
3562                  * tracking information or the free pointer be
3563                  * corrupted if a user writes before the start
3564                  * of the object.
3565                  */
3566                 size += sizeof(void *);
3567
3568                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3569                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3570                 size += s->red_left_pad;
3571         }
3572 #endif
3573
3574         /*
3575          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3576          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3577          * each object to conform to the alignment.
3578          */
3579         size = ALIGN(size, s->align);
3580         s->size = size;
3581         if (forced_order >= 0)
3582                 order = forced_order;
3583         else
3584                 order = calculate_order(size);
3585
3586         if ((int)order < 0)
3587                 return 0;
3588
3589         s->allocflags = 0;
3590         if (order)
3591                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3592
3593         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3594                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3595
3596         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
3597                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
3598
3599         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3600                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3601
3602         /*
3603          * Determine the number of objects per slab
3604          */
3605         s->oo = oo_make(order, size);
3606         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3607         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3608                 s->max = s->oo;
3609
3610         return !!oo_objects(s->oo);
3611 }
3612
3613 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3614 {
3615         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3616 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3617         s->random = get_random_long();
3618 #endif
3619
3620         if (!calculate_sizes(s, -1))
3621                 goto error;
3622         if (disable_higher_order_debug) {
3623                 /*
3624                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3625                  * order increased.
3626                  */
3627                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3628                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3629                         s->offset = 0;
3630                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3631                                 goto error;
3632                 }
3633         }
3634
3635 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3636     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3637         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3638                 /* Enable fast mode */
3639                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3640 #endif
3641
3642         /*
3643          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3644          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3645          */
3646         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3647
3648         set_cpu_partial(s);
3649
3650 #ifdef CONFIG_NUMA
3651         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3652 #endif
3653
3654         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3655         if (slab_state >= UP) {
3656                 if (init_cache_random_seq(s))
3657                         goto error;
3658         }
3659
3660         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3661                 goto error;
3662
3663         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3664                 return 0;
3665
3666         free_kmem_cache_nodes(s);
3667 error:
3668         if (flags & SLAB_PANIC)
3669                 panic("Cannot create slab %s size=%u realsize=%u order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3670                       s->name, s->size, s->size,
3671                       oo_order(s->oo), s->offset, (unsigned long)flags);
3672         return -EINVAL;
3673 }
3674
3675 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3676                                                         const char *text)
3677 {
3678 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3679         void *addr = page_address(page);
3680         void *p;
3681         unsigned long *map = kcalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects),
3682                                      sizeof(long),
3683                                      GFP_ATOMIC);
3684         if (!map)
3685                 return;
3686         slab_err(s, page, text, s->name);
3687         slab_lock(page);
3688
3689         get_map(s, page, map);
3690         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3691
3692                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3693                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3694                         print_tracking(s, p);
3695                 }
3696         }
3697         slab_unlock(page);
3698         kfree(map);
3699 #endif
3700 }
3701
3702 /*
3703  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3704  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3705  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3706  */
3707 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3708 {
3709         LIST_HEAD(discard);
3710         struct page *page, *h;
3711
3712         BUG_ON(irqs_disabled());
3713         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3714         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3715                 if (!page->inuse) {
3716                         remove_partial(n, page);
3717                         list_add(&page->lru, &discard);
3718                 } else {
3719                         list_slab_objects(s, page,
3720                         "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3721                 }
3722         }
3723         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3724
3725         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, lru)
3726                 discard_slab(s, page);
3727 }
3728
3729 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
3730 {
3731         int node;
3732         struct kmem_cache_node *n;
3733
3734         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
3735                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3736                         return false;
3737         return true;
3738 }
3739
3740 /*
3741  * Release all resources used by a slab cache.
3742  */
3743 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3744 {
3745         int node;
3746         struct kmem_cache_node *n;
3747
3748         flush_all(s);
3749         /* Attempt to free all objects */
3750         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3751                 free_partial(s, n);
3752                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3753                         return 1;
3754         }
3755         sysfs_slab_remove(s);
3756         return 0;
3757 }
3758
3759 /********************************************************************
3760  *              Kmalloc subsystem
3761  *******************************************************************/
3762
3763 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3764 {
3765         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
3766
3767         return 1;
3768 }
3769
3770 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3771
3772 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3773 {
3774         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
3775         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
3776
3777         return 1;
3778 }
3779
3780 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3781
3782 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3783 {
3784         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
3785
3786         return 1;
3787 }
3788
3789 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3790
3791 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3792 {
3793         struct kmem_cache *s;
3794         void *ret;
3795
3796         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3797                 return kmalloc_large(size, flags);
3798
3799         s = kmalloc_slab(size, flags);
3800
3801         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3802                 return s;
3803
3804         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3805
3806         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3807
3808         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3809
3810         return ret;
3811 }
3812 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3813
3814 #ifdef CONFIG_NUMA
3815 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3816 {
3817         struct page *page;
3818         void *ptr = NULL;
3819
3820         flags |= __GFP_COMP;
3821         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3822         if (page)
3823                 ptr = page_address(page);
3824
3825         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3826         return ptr;
3827 }
3828
3829 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3830 {
3831         struct kmem_cache *s;
3832         void *ret;
3833
3834         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3835                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3836
3837                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3838                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3839                                    flags, node);
3840
3841                 return ret;
3842         }
3843
3844         s = kmalloc_slab(size, flags);
3845
3846         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3847                 return s;
3848
3849         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3850
3851         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3852
3853         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3854
3855         return ret;
3856 }
3857 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3858 #endif
3859
3860 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
3861 /*
3862  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
3863  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
3864  * cache's usercopy region.
3865  *
3866  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
3867  * to indicate an error.
3868  */
3869 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
3870                          bool to_user)
3871 {
3872         struct kmem_cache *s;
3873         unsigned int offset;
3874         size_t object_size;
3875
3876         /* Find object and usable object size. */
3877         s = page->slab_cache;
3878
3879         /* Reject impossible pointers. */
3880         if (ptr < page_address(page))
3881                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
3882                                to_user, 0, n);
3883
3884         /* Find offset within object. */
3885         offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
3886
3887         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
3888         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3889                 if (offset < s->red_left_pad)
3890                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
3891                                        s->name, to_user, offset, n);
3892                 offset -= s->red_left_pad;
3893         }
3894
3895         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
3896         if (offset >= s->useroffset &&
3897             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
3898             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
3899                 return;
3900
3901         /*
3902          * If the copy is still within the allocated object, produce
3903          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
3904          * to be a temporary method to find any missing usercopy
3905          * whitelists.
3906          */
3907         object_size = slab_ksize(s);
3908         if (usercopy_fallback &&
3909             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
3910                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
3911                 return;
3912         }
3913
3914         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
3915 }
3916 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
3917
3918 static size_t __ksize(const void *object)
3919 {
3920         struct page *page;
3921
3922         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3923                 return 0;
3924
3925         page = virt_to_head_page(object);
3926
3927         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3928                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3929                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3930         }
3931
3932         return slab_ksize(page->slab_cache);
3933 }
3934
3935 size_t ksize(const void *object)
3936 {
3937         size_t size = __ksize(object);
3938         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3939          * so we need to unpoison this area.
3940          */
3941         kasan_unpoison_shadow(object, size);
3942         return size;
3943 }
3944 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3945
3946 void kfree(const void *x)
3947 {
3948         struct page *page;
3949         void *object = (void *)x;
3950
3951         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3952
3953         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3954                 return;
3955
3956         page = virt_to_head_page(x);
3957         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3958                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3959                 kfree_hook(object);
3960                 __free_pages(page, compound_order(page));
3961                 return;
3962         }
3963         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3964 }
3965 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3966
3967 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3968
3969 /*
3970  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3971  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3972  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3973  *
3974  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3975  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3976  * are freed in them.
3977  */
3978 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3979 {
3980         int node;
3981         int i;
3982         struct kmem_cache_node *n;
3983         struct page *page;
3984         struct page *t;
3985         struct list_head discard;
3986         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3987         unsigned long flags;
3988         int ret = 0;
3989
3990         flush_all(s);
3991         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3992                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3993                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3994                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3995
3996                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3997
3998                 /*
3999                  * Build lists of slabs to discard or promote.
4000                  *
4001                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
4002                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
4003                  */
4004                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
4005                         int free = page->objects - page->inuse;
4006
4007                         /* Do not reread page->inuse */
4008                         barrier();
4009
4010                         /* We do not keep full slabs on the list */
4011                         BUG_ON(free <= 0);
4012
4013                         if (free == page->objects) {
4014                                 list_move(&page->lru, &discard);
4015                                 n->nr_partial--;
4016                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4017                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
4018                 }
4019
4020                 /*
4021                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4022                  * partial list.
4023                  */
4024                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4025                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4026
4027                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4028
4029                 /* Release empty slabs */
4030                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
4031                         discard_slab(s, page);
4032
4033                 if (slabs_node(s, node))
4034                         ret = 1;
4035         }
4036
4037         return ret;
4038 }
4039
4040 #ifdef CONFIG_MEMCG
4041 static void kmemcg_cache_deact_after_rcu(struct kmem_cache *s)
4042 {
4043         /*
4044          * Called with all the locks held after a sched RCU grace period.
4045          * Even if @s becomes empty after shrinking, we can't know that @s
4046          * doesn't have allocations already in-flight and thus can't
4047          * destroy @s until the associated memcg is released.
4048          *
4049          * However, let's remove the sysfs files for empty caches here.
4050          * Each cache has a lot of interface files which aren't
4051          * particularly useful for empty draining caches; otherwise, we can
4052          * easily end up with millions of unnecessary sysfs files on
4053          * systems which have a lot of memory and transient cgroups.
4054          */
4055         if (!__kmem_cache_shrink(s))
4056                 sysfs_slab_remove(s);
4057 }
4058
4059 void __kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *s)
4060 {
4061         /*
4062          * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
4063          * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
4064          */
4065         slub_set_cpu_partial(s, 0);
4066         s->min_partial = 0;
4067
4068         /*
4069          * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial), so
4070          * we have to make sure the change is visible before shrinking.
4071          */
4072         slab_deactivate_memcg_cache_rcu_sched(s, kmemcg_cache_deact_after_rcu);
4073 }
4074 #endif
4075
4076 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4077 {
4078         struct kmem_cache *s;
4079
4080         mutex_lock(&slab_mutex);
4081         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4082                 __kmem_cache_shrink(s);
4083         mutex_unlock(&slab_mutex);
4084
4085         return 0;
4086 }
4087
4088 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4089 {
4090         struct kmem_cache_node *n;
4091         struct kmem_cache *s;
4092         struct memory_notify *marg = arg;
4093         int offline_node;
4094
4095         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4096
4097         /*
4098          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4099          * for it yet.
4100          */
4101         if (offline_node < 0)
4102                 return;
4103
4104         mutex_lock(&slab_mutex);
4105         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4106                 n = get_node(s, offline_node);
4107                 if (n) {
4108                         /*
4109                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
4110                          * that is going down. We were unable to free them,
4111                          * and offline_pages() function shouldn't call this
4112                          * callback. So, we must fail.
4113                          */
4114                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
4115
4116                         s->node[offline_node] = NULL;
4117                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4118                 }
4119         }
4120         mutex_unlock(&slab_mutex);
4121 }
4122
4123 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4124 {
4125         struct kmem_cache_node *n;
4126         struct kmem_cache *s;
4127         struct memory_notify *marg = arg;
4128         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4129         int ret = 0;
4130
4131         /*
4132          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4133          * already created. Nothing to do.
4134          */
4135         if (nid < 0)
4136                 return 0;
4137
4138         /*
4139          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4140          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4141          * online.
4142          */
4143         mutex_lock(&slab_mutex);
4144         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4145                 /*
4146                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4147                  *      since memory is not yet available from the node that
4148                  *      is brought up.
4149                  */
4150                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4151                 if (!n) {
4152                         ret = -ENOMEM;
4153                         goto out;
4154                 }
4155                 init_kmem_cache_node(n);
4156                 s->node[nid] = n;
4157         }
4158 out:
4159         mutex_unlock(&slab_mutex);
4160         return ret;
4161 }
4162
4163 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4164                                 unsigned long action, void *arg)
4165 {
4166         int ret = 0;
4167
4168         switch (action) {
4169         case MEM_GOING_ONLINE:
4170                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4171                 break;
4172         case MEM_GOING_OFFLINE:
4173                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4174                 break;
4175         case MEM_OFFLINE:
4176         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4177                 slab_mem_offline_callback(arg);
4178                 break;
4179         case MEM_ONLINE:
4180         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4181                 break;
4182         }
4183         if (ret)
4184                 ret = notifier_from_errno(ret);
4185         else
4186                 ret = NOTIFY_OK;
4187         return ret;
4188 }
4189
4190 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4191         .notifier_call = slab_memory_callback,
4192         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4193 };
4194
4195 /********************************************************************
4196  *                      Basic setup of slabs
4197  *******************************************************************/
4198
4199 /*
4200  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4201  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4202  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4203  */
4204
4205 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4206 {
4207         int node;
4208         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4209         struct kmem_cache_node *n;
4210
4211         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4212
4213         /*
4214          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4215          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4216          * IPIs around.
4217          */
4218         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4219         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4220                 struct page *p;
4221
4222                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
4223                         p->slab_cache = s;
4224
4225 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4226                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
4227                         p->slab_cache = s;
4228 #endif
4229         }
4230         slab_init_memcg_params(s);
4231         list_add(&s->list, &slab_caches);
4232         memcg_link_cache(s);
4233         return s;
4234 }
4235
4236 void __init kmem_cache_init(void)
4237 {
4238         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4239                 boot_kmem_cache_node;
4240
4241         if (debug_guardpage_minorder())
4242                 slub_max_order = 0;
4243
4244         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4245         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4246
4247         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4248                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4249
4250         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4251
4252         /* Able to allocate the per node structures */
4253         slab_state = PARTIAL;
4254
4255         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4256                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4257                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4258                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4259
4260         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4261         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4262
4263         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4264         setup_kmalloc_cache_index_table();
4265         create_kmalloc_caches(0);
4266
4267         /* Setup random freelists for each cache */
4268         init_freelist_randomization();
4269
4270         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4271                                   slub_cpu_dead);
4272
4273         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%d\n",
4274                 cache_line_size(),
4275                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4276                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4277 }
4278
4279 void __init kmem_cache_init_late(void)
4280 {
4281 }
4282
4283 struct kmem_cache *
4284 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4285                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4286 {
4287         struct kmem_cache *s, *c;
4288
4289         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4290         if (s) {
4291                 s->refcount++;
4292
4293                 /*
4294                  * Adjust the object sizes so that we clear
4295                  * the complete object on kzalloc.
4296                  */
4297                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4298                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4299
4300                 for_each_memcg_cache(c, s) {
4301                         c->object_size = s->object_size;
4302                         c->inuse = max(c->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4303                 }
4304
4305                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4306                         s->refcount--;
4307                         s = NULL;
4308                 }
4309         }
4310
4311         return s;
4312 }
4313
4314 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4315 {
4316         int err;
4317
4318         err = kmem_cache_open(s, flags);
4319         if (err)
4320                 return err;
4321
4322         /* Mutex is not taken during early boot */
4323         if (slab_state <= UP)
4324                 return 0;
4325
4326         memcg_propagate_slab_attrs(s);
4327         err = sysfs_slab_add(s);
4328         if (err)
4329                 __kmem_cache_release(s);
4330
4331         return err;
4332 }
4333
4334 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4335 {
4336         struct kmem_cache *s;
4337         void *ret;
4338
4339         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4340                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4341
4342         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4343
4344         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4345                 return s;
4346
4347         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4348
4349         /* Honor the call site pointer we received. */
4350         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4351
4352         return ret;
4353 }
4354
4355 #ifdef CONFIG_NUMA
4356 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4357                                         int node, unsigned long caller)
4358 {
4359         struct kmem_cache *s;
4360         void *ret;
4361
4362         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4363                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4364
4365                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4366                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4367                                    gfpflags, node);
4368
4369                 return ret;
4370         }
4371
4372         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4373
4374         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4375                 return s;
4376
4377         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4378
4379         /* Honor the call site pointer we received. */
4380         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4381
4382         return ret;
4383 }
4384 #endif
4385
4386 #ifdef CONFIG_SYSFS
4387 static int count_inuse(struct page *page)
4388 {
4389         return page->inuse;
4390 }
4391
4392 static int count_total(struct page *page)
4393 {
4394         return page->objects;
4395 }
4396 #endif
4397
4398 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4399 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4400                                                 unsigned long *map)
4401 {
4402         void *p;
4403         void *addr = page_address(page);
4404
4405         if (!check_slab(s, page) ||
4406                         !on_freelist(s, page, NULL))
4407                 return 0;
4408
4409         /* Now we know that a valid freelist exists */
4410         bitmap_zero(map, page->objects);
4411
4412         get_map(s, page, map);
4413         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4414                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4415                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4416                                 return 0;
4417         }
4418
4419         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4420                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4421                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4422                                 return 0;
4423         return 1;
4424 }
4425
4426 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4427                                                 unsigned long *map)
4428 {
4429         slab_lock(page);
4430         validate_slab(s, page, map);
4431         slab_unlock(page);
4432 }
4433
4434 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4435                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4436 {
4437         unsigned long count = 0;
4438         struct page *page;
4439         unsigned long flags;
4440
4441         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4442
4443         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4444                 validate_slab_slab(s, page, map);
4445                 count++;
4446         }
4447         if (count != n->nr_partial)
4448                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4449                        s->name, count, n->nr_partial);
4450
4451         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4452                 goto out;
4453
4454         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4455                 validate_slab_slab(s, page, map);
4456                 count++;
4457         }
4458         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4459                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4460                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4461
4462 out:
4463         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4464         return count;
4465 }
4466
4467 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4468 {
4469         int node;
4470         unsigned long count = 0;
4471         unsigned long *map = kmalloc_array(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)),
4472                                            sizeof(unsigned long),
4473                                            GFP_KERNEL);
4474         struct kmem_cache_node *n;
4475
4476         if (!map)
4477                 return -ENOMEM;
4478
4479         flush_all(s);
4480         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4481                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4482         kfree(map);
4483         return count;
4484 }
4485 /*
4486  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4487  * and freed.
4488  */
4489
4490 struct location {
4491         unsigned long count;
4492         unsigned long addr;
4493         long long sum_time;
4494         long min_time;
4495         long max_time;
4496         long min_pid;
4497         long max_pid;
4498         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4499         nodemask_t nodes;
4500 };
4501
4502 struct loc_track {
4503         unsigned long max;
4504         unsigned long count;
4505         struct location *loc;
4506 };
4507
4508 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4509 {
4510         if (t->max)
4511                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4512                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4513 }
4514
4515 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4516 {
4517         struct location *l;
4518         int order;
4519
4520         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4521
4522         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4523         if (!l)
4524                 return 0;
4525
4526         if (t->count) {
4527                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4528                 free_loc_track(t);
4529         }
4530         t->max = max;
4531         t->loc = l;
4532         return 1;
4533 }
4534
4535 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4536                                 const struct track *track)
4537 {
4538         long start, end, pos;
4539         struct location *l;
4540         unsigned long caddr;
4541         unsigned long age = jiffies - track->when;
4542
4543         start = -1;
4544         end = t->count;
4545
4546         for ( ; ; ) {
4547                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4548
4549                 /*
4550                  * There is nothing at "end". If we end up there
4551                  * we need to add something to before end.
4552                  */
4553                 if (pos == end)
4554                         break;
4555
4556                 caddr = t->loc[pos].addr;
4557                 if (track->addr == caddr) {
4558
4559                         l = &t->loc[pos];
4560                         l->count++;
4561                         if (track->when) {
4562                                 l->sum_time += age;
4563                                 if (age < l->min_time)
4564                                         l->min_time = age;
4565                                 if (age > l->max_time)
4566                                         l->max_time = age;
4567
4568                                 if (track->pid < l->min_pid)
4569                                         l->min_pid = track->pid;
4570                                 if (track->pid > l->max_pid)
4571                                         l->max_pid = track->pid;
4572
4573                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4574                                                 to_cpumask(l->cpus));
4575                         }
4576                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4577                         return 1;
4578                 }
4579
4580                 if (track->addr < caddr)
4581                         end = pos;
4582                 else
4583                         start = pos;
4584         }
4585
4586         /*
4587          * Not found. Insert new tracking element.
4588          */
4589         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4590                 return 0;
4591
4592         l = t->loc + pos;
4593         if (pos < t->count)
4594                 memmove(l + 1, l,
4595                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4596         t->count++;
4597         l->count = 1;
4598         l->addr = track->addr;
4599         l->sum_time = age;
4600         l->min_time = age;
4601         l->max_time = age;
4602         l->min_pid = track->pid;
4603         l->max_pid = track->pid;
4604         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4605         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4606         nodes_clear(l->nodes);
4607         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4608         return 1;
4609 }
4610
4611 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4612                 struct page *page, enum track_item alloc,
4613                 unsigned long *map)
4614 {
4615         void *addr = page_address(page);
4616         void *p;
4617
4618         bitmap_zero(map, page->objects);
4619         get_map(s, page, map);
4620
4621         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4622                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4623                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4624 }
4625
4626 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4627                                         enum track_item alloc)
4628 {
4629         int len = 0;
4630         unsigned long i;
4631         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4632         int node;
4633         unsigned long *map = kmalloc_array(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)),
4634                                            sizeof(unsigned long),
4635                                            GFP_KERNEL);
4636         struct kmem_cache_node *n;
4637
4638         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4639                                      GFP_KERNEL)) {
4640                 kfree(map);
4641                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4642         }
4643         /* Push back cpu slabs */
4644         flush_all(s);
4645
4646         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4647                 unsigned long flags;
4648                 struct page *page;
4649
4650                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4651                         continue;
4652
4653                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4654                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4655                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4656                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4657                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4658                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4659         }
4660
4661         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4662                 struct location *l = &t.loc[i];
4663
4664                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4665                         break;
4666                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4667
4668                 if (l->addr)
4669                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4670                 else
4671                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4672
4673                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4674                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4675                                 l->min_time,
4676                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4677                                 l->max_time);
4678                 } else
4679                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4680                                 l->min_time);
4681
4682                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4683                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4684                                 l->min_pid, l->max_pid);
4685                 else
4686                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4687                                 l->min_pid);
4688
4689                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4690                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4691                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4692                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4693                                          " cpus=%*pbl",
4694                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4695
4696                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4697                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4698                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4699                                          " nodes=%*pbl",
4700                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4701
4702                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4703         }
4704
4705         free_loc_track(&t);
4706         kfree(map);
4707         if (!t.count)
4708                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4709         return len;
4710 }
4711 #endif
4712
4713 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4714 static void __init resiliency_test(void)
4715 {
4716         u8 *p;
4717
4718         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4719
4720         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4721         pr_err("-----------------------\n");
4722         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4723
4724         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4725         p[16] = 0x12;
4726         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4727                p + 16);
4728
4729         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4730
4731         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4732         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4733         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4734         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4735                p);
4736         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4737
4738         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4739         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4740         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4741         *p = 0x56;
4742         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4743                p);
4744         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4745         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4746
4747         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4748         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4749         kfree(p);
4750         *p = 0x78;
4751         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4752         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4753
4754         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4755         kfree(p);
4756         p[50] = 0x9a;
4757         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4758         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4759
4760         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4761         kfree(p);
4762         p[512] = 0xab;
4763         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4764         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4765 }
4766 #else
4767 #ifdef CONFIG_SYSFS
4768 static void resiliency_test(void) {};
4769 #endif
4770 #endif
4771
4772 #ifdef CONFIG_SYSFS
4773 enum slab_stat_type {
4774         SL_ALL,                 /* All slabs */
4775         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4776         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4777         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4778         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4779 };
4780
4781 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4782 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4783 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4784 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4785 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4786
4787 #ifdef CONFIG_MEMCG
4788 static bool memcg_sysfs_enabled = IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_MEMCG_SYSFS_ON);
4789
4790 static int __init setup_slub_memcg_sysfs(char *str)
4791 {
4792         int v;
4793
4794         if (get_option(&str, &v) > 0)
4795                 memcg_sysfs_enabled = v;
4796
4797         return 1;
4798 }
4799
4800 __setup("slub_memcg_sysfs=", setup_slub_memcg_sysfs);
4801 #endif
4802
4803 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4804                             char *buf, unsigned long flags)
4805 {
4806         unsigned long total = 0;
4807         int node;
4808         int x;
4809         unsigned long *nodes;
4810
4811         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4812         if (!nodes)
4813                 return -ENOMEM;
4814
4815         if (flags & SO_CPU) {
4816                 int cpu;
4817
4818                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4819                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4820                                                                cpu);
4821                         int node;
4822                         struct page *page;
4823
4824                         page = READ_ONCE(c->page);
4825                         if (!page)
4826                                 continue;
4827
4828                         node = page_to_nid(page);
4829                         if (flags & SO_TOTAL)
4830                                 x = page->objects;
4831                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4832                                 x = page->inuse;
4833                         else
4834                                 x = 1;
4835
4836                         total += x;
4837                         nodes[node] += x;
4838
4839                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4840                         if (page) {
4841                                 node = page_to_nid(page);
4842                                 if (flags & SO_TOTAL)
4843                                         WARN_ON_ONCE(1);
4844                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4845                                         WARN_ON_ONCE(1);
4846                                 else
4847                                         x = page->pages;
4848                                 total += x;
4849                                 nodes[node] += x;
4850                         }
4851                 }
4852         }
4853
4854         /*
4855          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
4856          * already held which will conflict with an existing lock order:
4857          *
4858          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
4859          *
4860          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
4861          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
4862          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
4863          */
4864
4865 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4866         if (flags & SO_ALL) {
4867                 struct kmem_cache_node *n;
4868
4869                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4870
4871                         if (flags & SO_TOTAL)
4872                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4873                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4874                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4875                                         count_partial(n, count_free);
4876                         else
4877                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4878                         total += x;
4879                         nodes[node] += x;
4880                 }
4881
4882         } else
4883 #endif
4884         if (flags & SO_PARTIAL) {
4885                 struct kmem_cache_node *n;
4886
4887                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4888                         if (flags & SO_TOTAL)
4889                                 x = count_partial(n, count_total);
4890                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4891                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4892                         else
4893                                 x = n->nr_partial;
4894                         total += x;
4895                         nodes[node] += x;
4896                 }
4897         }
4898         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4899 #ifdef CONFIG_NUMA
4900         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4901                 if (nodes[node])
4902                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4903                                         node, nodes[node]);
4904 #endif
4905         kfree(nodes);
4906         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4907 }
4908
4909 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4910 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4911 {
4912         int node;
4913         struct kmem_cache_node *n;
4914
4915         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4916                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4917                         return 1;
4918
4919         return 0;
4920 }
4921 #endif
4922
4923 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4924 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4925
4926 struct slab_attribute {
4927         struct attribute attr;
4928         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4929         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4930 };
4931
4932 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4933         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4934         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4935
4936 #define SLAB_ATTR(_name) \
4937         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4938         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4939
4940 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4941 {
4942         return sprintf(buf, "%u\n", s->size);
4943 }
4944 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4945
4946 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4947 {
4948         return sprintf(buf, "%u\n", s->align);
4949 }
4950 SLAB_ATTR_RO(align);
4951
4952 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4953 {
4954         return sprintf(buf, "%u\n", s->object_size);
4955 }
4956 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4957
4958 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4959 {
4960         return sprintf(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
4961 }
4962 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4963
4964 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4965                                 const char *buf, size_t length)
4966 {
4967         unsigned int order;
4968         int err;
4969
4970         err = kstrtouint(buf, 10, &order);
4971         if (err)
4972                 return err;
4973
4974         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4975                 return -EINVAL;
4976
4977         calculate_sizes(s, order);
4978         return length;
4979 }
4980
4981 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4982 {
4983         return sprintf(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
4984 }
4985 SLAB_ATTR(order);
4986
4987 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4988 {
4989         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4990 }
4991
4992 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4993                                  size_t length)
4994 {
4995         unsigned long min;
4996         int err;
4997
4998         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4999         if (err)
5000                 return err;
5001
5002         set_min_partial(s, min);
5003         return length;
5004 }
5005 SLAB_ATTR(min_partial);
5006
5007 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5008 {
5009         return sprintf(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
5010 }
5011
5012 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5013                                  size_t length)
5014 {
5015         unsigned int objects;
5016         int err;
5017
5018         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5019         if (err)
5020                 return err;
5021         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5022                 return -EINVAL;
5023
5024         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5025         flush_all(s);
5026         return length;
5027 }
5028 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5029
5030 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5031 {
5032         if (!s->ctor)
5033                 return 0;
5034         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
5035 }
5036 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5037
5038 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5039 {
5040         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5041 }
5042 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5043
5044 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5045 {
5046         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5047 }
5048 SLAB_ATTR_RO(partial);
5049
5050 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5051 {
5052         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5053 }
5054 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5055
5056 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5057 {
5058         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5059 }
5060 SLAB_ATTR_RO(objects);
5061
5062 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5063 {
5064         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5065 }
5066 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5067
5068 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5069 {
5070         int objects = 0;
5071         int pages = 0;
5072         int cpu;
5073         int len;
5074
5075         for_each_online_cpu(cpu) {
5076                 struct page *page;
5077
5078                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5079
5080                 if (page) {
5081                         pages += page->pages;
5082                         objects += page->pobjects;
5083                 }
5084         }
5085
5086         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
5087
5088 #ifdef CONFIG_SMP
5089         for_each_online_cpu(cpu) {
5090                 struct page *page;
5091
5092                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5093
5094                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
5095                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
5096                                 page->pobjects, page->pages);
5097         }
5098 #endif
5099         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5100 }
5101 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5102
5103 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5104 {
5105         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5106 }
5107
5108 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
5109                                 const char *buf, size_t length)
5110 {
5111         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5112         if (buf[0] == '1')
5113                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5114         return length;
5115 }
5116 SLAB_ATTR(reclaim_account);
5117
5118 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5119 {
5120         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5121 }
5122 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5123
5124 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5125 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5126 {
5127         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5128 }
5129 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5130 #endif
5131
5132 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5133 {
5134         return sprintf(buf, "%u\n", s->usersize);
5135 }
5136 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5137
5138 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5139 {
5140         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5141 }
5142 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5143
5144 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5145 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5146 {
5147         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5148 }
5149 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5150
5151 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5152 {
5153         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5154 }
5155 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5156
5157 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5158 {
5159         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5160 }
5161
5162 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
5163                                 const char *buf, size_t length)
5164 {
5165         s->flags &= ~SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5166         if (buf[0] == '1') {
5167                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5168                 s->flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5169         }
5170         return length;
5171 }
5172 SLAB_ATTR(sanity_checks);
5173
5174 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5175 {
5176         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5177 }
5178
5179 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5180                                                         size_t length)
5181 {
5182         /*
5183          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
5184          * as well as cause other issues like converting a mergeable
5185          * cache into an umergeable one.
5186          */
5187         if (s->refcount > 1)
5188                 return -EINVAL;
5189
5190         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
5191         if (buf[0] == '1') {
5192                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5193                 s->flags |= SLAB_TRACE;
5194         }
5195         return length;
5196 }
5197 SLAB_ATTR(trace);
5198
5199 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5200 {
5201         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5202 }
5203
5204 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
5205                                 const char *buf, size_t length)
5206 {
5207         if (any_slab_objects(s))
5208                 return -EBUSY;
5209
5210         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
5211         if (buf[0] == '1') {
5212                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
5213         }
5214         calculate_sizes(s, -1);
5215         return length;
5216 }
5217 SLAB_ATTR(red_zone);
5218
5219 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5220 {
5221         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5222 }
5223
5224 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
5225                                 const char *buf, size_t length)
5226 {
5227         if (any_slab_objects(s))
5228                 return -EBUSY;
5229
5230         s->flags &= ~SLAB_POISON;
5231         if (buf[0] == '1') {
5232                 s->flags |= SLAB_POISON;
5233         }
5234         calculate_sizes(s, -1);
5235         return length;
5236 }
5237 SLAB_ATTR(poison);
5238
5239 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5240 {
5241         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5242 }
5243
5244 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
5245                                 const char *buf, size_t length)
5246 {
5247         if (any_slab_objects(s))
5248                 return -EBUSY;
5249
5250         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
5251         if (buf[0] == '1') {
5252                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5253                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
5254         }
5255         calculate_sizes(s, -1);
5256         return length;
5257 }
5258 SLAB_ATTR(store_user);
5259
5260 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5261 {
5262         return 0;
5263 }
5264
5265 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5266                         const char *buf, size_t length)
5267 {
5268         int ret = -EINVAL;
5269
5270         if (buf[0] == '1') {
5271                 ret = validate_slab_cache(s);
5272                 if (ret >= 0)
5273                         ret = length;
5274         }
5275         return ret;
5276 }
5277 SLAB_ATTR(validate);
5278
5279 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5280 {
5281         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5282                 return -ENOSYS;
5283         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5284 }
5285 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5286
5287 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5288 {
5289         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5290                 return -ENOSYS;
5291         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5292 }
5293 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5294 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5295
5296 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5297 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5298 {
5299         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5300 }
5301
5302 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5303                                                         size_t length)
5304 {
5305         if (s->refcount > 1)
5306                 return -EINVAL;
5307
5308         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
5309         if (buf[0] == '1')
5310                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
5311         return length;
5312 }
5313 SLAB_ATTR(failslab);
5314 #endif
5315
5316 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5317 {
5318         return 0;
5319 }
5320
5321 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5322                         const char *buf, size_t length)
5323 {
5324         if (buf[0] == '1')
5325                 kmem_cache_shrink(s);
5326         else
5327                 return -EINVAL;
5328         return length;
5329 }
5330 SLAB_ATTR(shrink);
5331
5332 #ifdef CONFIG_NUMA
5333 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5334 {
5335         return sprintf(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5336 }
5337
5338 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5339                                 const char *buf, size_t length)
5340 {
5341         unsigned int ratio;
5342         int err;
5343
5344         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5345         if (err)
5346                 return err;
5347         if (ratio > 100)
5348                 return -ERANGE;
5349
5350         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5351
5352         return length;
5353 }
5354 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5355 #endif
5356
5357 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5358 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5359 {
5360         unsigned long sum  = 0;
5361         int cpu;
5362         int len;
5363         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5364
5365         if (!data)
5366                 return -ENOMEM;
5367
5368         for_each_online_cpu(cpu) {
5369                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5370
5371                 data[cpu] = x;
5372                 sum += x;
5373         }
5374
5375         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5376
5377 #ifdef CONFIG_SMP
5378         for_each_online_cpu(cpu) {
5379                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5380                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5381         }
5382 #endif
5383         kfree(data);
5384         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5385 }
5386
5387 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5388 {
5389         int cpu;
5390
5391         for_each_online_cpu(cpu)
5392                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5393 }
5394
5395 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5396 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5397 {                                                               \
5398         return show_stat(s, buf, si);                           \
5399 }                                                               \
5400 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5401                                 const char *buf, size_t length) \
5402 {                                                               \
5403         if (buf[0] != '0')                                      \
5404                 return -EINVAL;                                 \
5405         clear_stat(s, si);                                      \
5406         return length;                                          \
5407 }                                                               \
5408 SLAB_ATTR(text);                                                \
5409
5410 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5411 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5412 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5413 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5414 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5415 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5416 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5417 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5418 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5419 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5420 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5421 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5422 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5423 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5424 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5425 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5426 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5427 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5428 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5429 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5430 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5431 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5432 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5433 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5434 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5435 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5436 #endif
5437
5438 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5439         &slab_size_attr.attr,
5440         &object_size_attr.attr,
5441         &objs_per_slab_attr.attr,
5442         &order_attr.attr,
5443         &min_partial_attr.attr,
5444         &cpu_partial_attr.attr,
5445         &objects_attr.attr,
5446         &objects_partial_attr.attr,
5447         &partial_attr.attr,
5448         &cpu_slabs_attr.attr,
5449         &ctor_attr.attr,
5450         &aliases_attr.attr,
5451         &align_attr.attr,
5452         &hwcache_align_attr.attr,
5453         &reclaim_account_attr.attr,
5454         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5455         &shrink_attr.attr,
5456         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5457 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5458         &total_objects_attr.attr,
5459         &slabs_attr.attr,
5460         &sanity_checks_attr.attr,
5461         &trace_attr.attr,
5462         &red_zone_attr.attr,
5463         &poison_attr.attr,
5464         &store_user_attr.attr,
5465         &validate_attr.attr,
5466         &alloc_calls_attr.attr,
5467         &free_calls_attr.attr,
5468 #endif
5469 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5470         &cache_dma_attr.attr,
5471 #endif
5472 #ifdef CONFIG_NUMA
5473         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5474 #endif
5475 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5476         &alloc_fastpath_attr.attr,
5477         &alloc_slowpath_attr.attr,
5478         &free_fastpath_attr.attr,
5479         &free_slowpath_attr.attr,
5480         &free_frozen_attr.attr,
5481         &free_add_partial_attr.attr,
5482         &free_remove_partial_attr.attr,
5483         &alloc_from_partial_attr.attr,
5484         &alloc_slab_attr.attr,
5485         &alloc_refill_attr.attr,
5486         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5487         &free_slab_attr.attr,
5488         &cpuslab_flush_attr.attr,
5489         &deactivate_full_attr.attr,
5490         &deactivate_empty_attr.attr,
5491         &deactivate_to_head_attr.attr,
5492         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5493         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5494         &deactivate_bypass_attr.attr,
5495         &order_fallback_attr.attr,
5496         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5497         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5498         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5499         &cpu_partial_free_attr.attr,
5500         &cpu_partial_node_attr.attr,
5501         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5502 #endif
5503 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5504         &failslab_attr.attr,
5505 #endif
5506         &usersize_attr.attr,
5507
5508         NULL
5509 };
5510
5511 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5512         .attrs = slab_attrs,
5513 };
5514
5515 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5516                                 struct attribute *attr,
5517                                 char *buf)
5518 {
5519         struct slab_attribute *attribute;
5520         struct kmem_cache *s;
5521         int err;
5522
5523         attribute = to_slab_attr(attr);
5524         s = to_slab(kobj);
5525
5526         if (!attribute->show)
5527                 return -EIO;
5528
5529         err = attribute->show(s, buf);
5530
5531         return err;
5532 }
5533
5534 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5535                                 struct attribute *attr,
5536                                 const char *buf, size_t len)
5537 {
5538         struct slab_attribute *attribute;
5539         struct kmem_cache *s;
5540         int err;
5541
5542         attribute = to_slab_attr(attr);
5543         s = to_slab(kobj);
5544
5545         if (!attribute->store)
5546                 return -EIO;
5547
5548         err = attribute->store(s, buf, len);
5549 #ifdef CONFIG_MEMCG
5550         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5551                 struct kmem_cache *c;
5552
5553                 mutex_lock(&slab_mutex);
5554                 if (s->max_attr_size < len)
5555                         s->max_attr_size = len;
5556
5557                 /*
5558                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5559                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5560                  * basically because not all attributes will have a well
5561                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5562                  * have permanent effects.
5563                  *
5564                  * Returning the error value of any of the children that fail
5565                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5566                  * error code won't be able to know anything about the state of
5567                  * the cache.
5568                  *
5569                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5570                  * has well defined semantics. The cache being written to
5571                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5572                  * through the descendants with best-effort propagation.
5573                  */
5574                 for_each_memcg_cache(c, s)
5575                         attribute->store(c, buf, len);
5576                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5577         }
5578 #endif
5579         return err;
5580 }
5581
5582 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5583 {
5584 #ifdef CONFIG_MEMCG
5585         int i;
5586         char *buffer = NULL;
5587         struct kmem_cache *root_cache;
5588
5589         if (is_root_cache(s))
5590                 return;
5591
5592         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5593
5594         /*
5595          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5596          * in copying default values around
5597          */
5598         if (!root_cache->max_attr_size)
5599                 return;
5600
5601         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5602                 char mbuf[64];
5603                 char *buf;
5604                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5605                 ssize_t len;
5606
5607                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5608                         continue;
5609
5610                 /*
5611                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5612                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5613                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5614                  *
5615                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5616                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5617                  * theoretically happen.
5618                  */
5619                 if (buffer)
5620                         buf = buffer;
5621                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf) &&
5622                          !IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_STATS))
5623                         buf = mbuf;
5624                 else {
5625                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5626                         if (WARN_ON(!buffer))
5627                                 continue;
5628                         buf = buffer;
5629                 }
5630
5631                 len = attr->show(root_cache, buf);
5632                 if (len > 0)
5633                         attr->store(s, buf, len);
5634         }
5635
5636         if (buffer)
5637                 free_page((unsigned long)buffer);
5638 #endif
5639 }
5640
5641 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5642 {
5643         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5644 }
5645
5646 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5647         .show = slab_attr_show,
5648         .store = slab_attr_store,
5649 };
5650
5651 static struct kobj_type slab_ktype = {
5652         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5653         .release = kmem_cache_release,
5654 };
5655
5656 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5657 {
5658         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5659
5660         if (ktype == &slab_ktype)
5661                 return 1;
5662         return 0;
5663 }
5664
5665 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5666         .filter = uevent_filter,
5667 };
5668
5669 static struct kset *slab_kset;
5670
5671 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5672 {
5673 #ifdef CONFIG_MEMCG
5674         if (!is_root_cache(s))
5675                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5676 #endif
5677         return slab_kset;
5678 }
5679
5680 #define ID_STR_LENGTH 64
5681
5682 /* Create a unique string id for a slab cache:
5683  *
5684  * Format       :[flags-]size
5685  */
5686 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5687 {
5688         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5689         char *p = name;
5690
5691         if (!name)
5692                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5693
5694         *p++ = ':';
5695         /*
5696          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5697          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5698          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5699          * are matched during merging to guarantee that the id is
5700          * unique.
5701          */
5702         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5703                 *p++ = 'd';
5704         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5705                 *p++ = 'D';
5706         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5707                 *p++ = 'a';
5708         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5709                 *p++ = 'F';
5710         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5711                 *p++ = 'A';
5712         if (p != name + 1)
5713                 *p++ = '-';
5714         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5715
5716         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5717         return name;
5718 }
5719
5720 static void sysfs_slab_remove_workfn(struct work_struct *work)
5721 {
5722         struct kmem_cache *s =
5723                 container_of(work, struct kmem_cache, kobj_remove_work);
5724
5725         if (!s->kobj.state_in_sysfs)
5726                 /*
5727                  * For a memcg cache, this may be called during
5728                  * deactivation and again on shutdown.  Remove only once.
5729                  * A cache is never shut down before deactivation is
5730                  * complete, so no need to worry about synchronization.
5731                  */
5732                 goto out;
5733
5734 #ifdef CONFIG_MEMCG
5735         kset_unregister(s->memcg_kset);
5736 #endif
5737         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5738 out:
5739         kobject_put(&s->kobj);
5740 }
5741
5742 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5743 {
5744         int err;
5745         const char *name;
5746         struct kset *kset = cache_kset(s);
5747         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5748
5749         INIT_WORK(&s->kobj_remove_work, sysfs_slab_remove_workfn);
5750
5751         if (!kset) {
5752                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5753                 return 0;
5754         }
5755
5756         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5757                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5758                 unmergeable = 1;
5759
5760         if (unmergeable) {
5761                 /*
5762                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5763                  * This is typically the case for debug situations. In that
5764                  * case we can catch duplicate names easily.
5765                  */
5766                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5767                 name = s->name;
5768         } else {
5769                 /*
5770                  * Create a unique name for the slab as a target
5771                  * for the symlinks.
5772                  */
5773                 name = create_unique_id(s);
5774                 if (IS_ERR(name))
5775                         return PTR_ERR(name);
5776         }
5777
5778         s->kobj.kset = kset;
5779         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5780         if (err)
5781                 goto out;
5782
5783         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5784         if (err)
5785                 goto out_del_kobj;
5786
5787 #ifdef CONFIG_MEMCG
5788         if (is_root_cache(s) && memcg_sysfs_enabled) {
5789                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5790                 if (!s->memcg_kset) {
5791                         err = -ENOMEM;
5792                         goto out_del_kobj;
5793                 }
5794         }
5795 #endif
5796
5797         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5798         if (!unmergeable) {
5799                 /* Setup first alias */
5800                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5801         }
5802 out:
5803         if (!unmergeable)
5804                 kfree(name);
5805         return err;
5806 out_del_kobj:
5807         kobject_del(&s->kobj);
5808         goto out;
5809 }
5810
5811 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5812 {
5813         if (slab_state < FULL)
5814                 /*
5815                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5816                  * cache from sysfs.
5817                  */
5818                 return;
5819
5820         kobject_get(&s->kobj);
5821         schedule_work(&s->kobj_remove_work);
5822 }
5823
5824 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5825 {
5826         if (slab_state >= FULL)
5827                 kobject_del(&s->kobj);
5828 }
5829
5830 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5831 {
5832         if (slab_state >= FULL)
5833                 kobject_put(&s->kobj);
5834 }
5835
5836 /*
5837  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5838  * available lest we lose that information.
5839  */
5840 struct saved_alias {
5841         struct kmem_cache *s;
5842         const char *name;
5843         struct saved_alias *next;
5844 };
5845
5846 static struct saved_alias *alias_list;
5847
5848 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5849 {
5850         struct saved_alias *al;
5851
5852         if (slab_state == FULL) {
5853                 /*
5854                  * If we have a leftover link then remove it.
5855                  */
5856                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5857                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5858         }
5859
5860         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5861         if (!al)
5862                 return -ENOMEM;
5863
5864         al->s = s;
5865         al->name = name;
5866         al->next = alias_list;
5867         alias_list = al;
5868         return 0;
5869 }
5870
5871 static int __init slab_sysfs_init(void)
5872 {
5873         struct kmem_cache *s;
5874         int err;
5875
5876         mutex_lock(&slab_mutex);
5877
5878         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5879         if (!slab_kset) {
5880                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5881                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5882                 return -ENOSYS;
5883         }
5884
5885         slab_state = FULL;
5886
5887         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5888                 err = sysfs_slab_add(s);
5889                 if (err)
5890                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5891                                s->name);
5892         }
5893
5894         while (alias_list) {
5895                 struct saved_alias *al = alias_list;
5896
5897                 alias_list = alias_list->next;
5898                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5899                 if (err)
5900                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5901                                al->name);
5902                 kfree(al);
5903         }
5904
5905         mutex_unlock(&slab_mutex);
5906         resiliency_test();
5907         return 0;
5908 }
5909
5910 __initcall(slab_sysfs_init);
5911 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5912
5913 /*
5914  * The /proc/slabinfo ABI
5915  */
5916 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5917 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5918 {
5919         unsigned long nr_slabs = 0;
5920         unsigned long nr_objs = 0;
5921         unsigned long nr_free = 0;
5922         int node;
5923         struct kmem_cache_node *n;
5924
5925         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5926                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5927                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5928                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5929         }
5930
5931         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5932         sinfo->num_objs = nr_objs;
5933         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5934         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5935         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5936         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5937 }
5938
5939 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5940 {
5941 }
5942
5943 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5944                        size_t count, loff_t *ppos)
5945 {
5946         return -EIO;
5947 }
5948 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */