]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/slub.c
mm/slub.c: remove a redundant assignment in ___slab_alloc()
[karo-tx-linux.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
6  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
10  */
11
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/bit_spinlock.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/bitops.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include "slab.h"
20 #include <linux/proc_fs.h>
21 #include <linux/notifier.h>
22 #include <linux/seq_file.h>
23 #include <linux/kasan.h>
24 #include <linux/kmemcheck.h>
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/cpuset.h>
27 #include <linux/mempolicy.h>
28 #include <linux/ctype.h>
29 #include <linux/debugobjects.h>
30 #include <linux/kallsyms.h>
31 #include <linux/memory.h>
32 #include <linux/math64.h>
33 #include <linux/fault-inject.h>
34 #include <linux/stacktrace.h>
35 #include <linux/prefetch.h>
36 #include <linux/memcontrol.h>
37
38 #include <trace/events/kmem.h>
39
40 #include "internal.h"
41
42 /*
43  * Lock order:
44  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
45  *   2. node->list_lock
46  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
47  *
48  *   slab_mutex
49  *
50  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
51  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
52  *
53  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
54  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
55  *   double word in the page struct. Meaning
56  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
57  *      B. page->counters       -> Counters of objects
58  *      C. page->frozen         -> frozen state
59  *
60  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
61  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
62  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
63  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
64  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
65  *
66  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
67  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
68  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
69  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
70  *   modified without taking the list lock).
71  *
72  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
73  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
74  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
75  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
76  *   the list lock.
77  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
78  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
79  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
80  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
81  *
82  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
83  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
84  *
85  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
86  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
87  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
88  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
89  * cannot scan all objects.
90  *
91  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
92  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
93  * fast frees and allocs.
94  *
95  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
96  *
97  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
98  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
99  *                      such as satisfying allocations for a specific
100  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
101  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
102  *                      list operations. It is up to the processor holding
103  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
104  *                      when the slab is no longer needed.
105  *
106  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
107  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
108  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
109  *                      freelist that allows lockless access to
110  *                      free objects in addition to the regular freelist
111  *                      that requires the slab lock.
112  *
113  * PageError            Slab requires special handling due to debug
114  *                      options set. This moves slab handling out of
115  *                      the fast path and disables lockless freelists.
116  */
117
118 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
119 {
120 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
121         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
122 #else
123         return 0;
124 #endif
125 }
126
127 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
128 {
129         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE)
130                 p += s->red_left_pad;
131
132         return p;
133 }
134
135 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
136 {
137 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
138         return !kmem_cache_debug(s);
139 #else
140         return false;
141 #endif
142 }
143
144 /*
145  * Issues still to be resolved:
146  *
147  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
148  *
149  * - Variable sizing of the per node arrays
150  */
151
152 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
153 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
154
155 /* Enable to log cmpxchg failures */
156 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
157
158 /*
159  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
160  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
161  */
162 #define MIN_PARTIAL 5
163
164 /*
165  * Maximum number of desirable partial slabs.
166  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
167  * sort the partial list by the number of objects in use.
168  */
169 #define MAX_PARTIAL 10
170
171 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
172                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
173
174 /*
175  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
176  * issues when checking or reading debug information
177  */
178 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
179                                 SLAB_TRACE)
180
181
182 /*
183  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
184  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
185  * metadata.
186  */
187 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
188
189 #define OO_SHIFT        16
190 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
191 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
192
193 /* Internal SLUB flags */
194 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
195 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
196
197 /*
198  * Tracking user of a slab.
199  */
200 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
201 struct track {
202         unsigned long addr;     /* Called from address */
203 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
204         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
205 #endif
206         int cpu;                /* Was running on cpu */
207         int pid;                /* Pid context */
208         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
209 };
210
211 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
212
213 #ifdef CONFIG_SYSFS
214 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
215 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
216 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
217 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s);
218 #else
219 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
220 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
221                                                         { return 0; }
222 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
223 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
224 #endif
225
226 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
227 {
228 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
229         /*
230          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
231          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
232          */
233         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
234 #endif
235 }
236
237 /********************************************************************
238  *                      Core slab cache functions
239  *******************************************************************/
240
241 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
242 {
243         return *(void **)(object + s->offset);
244 }
245
246 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
247 {
248         prefetch(object + s->offset);
249 }
250
251 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
252 {
253         void *p;
254
255         if (!debug_pagealloc_enabled())
256                 return get_freepointer(s, object);
257
258         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
259         return p;
260 }
261
262 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
263 {
264         *(void **)(object + s->offset) = fp;
265 }
266
267 /* Loop over all objects in a slab */
268 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
269         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
270                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
271                 __p += (__s)->size)
272
273 #define for_each_object_idx(__p, __idx, __s, __addr, __objects) \
274         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr), __idx = 1; \
275                 __idx <= __objects; \
276                 __p += (__s)->size, __idx++)
277
278 /* Determine object index from a given position */
279 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
280 {
281         return (p - addr) / s->size;
282 }
283
284 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
285 {
286         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
287 }
288
289 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
290                 unsigned long size, int reserved)
291 {
292         struct kmem_cache_order_objects x = {
293                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
294         };
295
296         return x;
297 }
298
299 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
300 {
301         return x.x >> OO_SHIFT;
302 }
303
304 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
305 {
306         return x.x & OO_MASK;
307 }
308
309 /*
310  * Per slab locking using the pagelock
311  */
312 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
313 {
314         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
315         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
316 }
317
318 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
319 {
320         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
321         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
322 }
323
324 static inline void set_page_slub_counters(struct page *page, unsigned long counters_new)
325 {
326         struct page tmp;
327         tmp.counters = counters_new;
328         /*
329          * page->counters can cover frozen/inuse/objects as well
330          * as page->_refcount.  If we assign to ->counters directly
331          * we run the risk of losing updates to page->_refcount, so
332          * be careful and only assign to the fields we need.
333          */
334         page->frozen  = tmp.frozen;
335         page->inuse   = tmp.inuse;
336         page->objects = tmp.objects;
337 }
338
339 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
340 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
341                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
342                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
343                 const char *n)
344 {
345         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
346 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
347     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
348         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
349                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
350                                    freelist_old, counters_old,
351                                    freelist_new, counters_new))
352                         return true;
353         } else
354 #endif
355         {
356                 slab_lock(page);
357                 if (page->freelist == freelist_old &&
358                                         page->counters == counters_old) {
359                         page->freelist = freelist_new;
360                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
361                         slab_unlock(page);
362                         return true;
363                 }
364                 slab_unlock(page);
365         }
366
367         cpu_relax();
368         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
369
370 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
371         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
372 #endif
373
374         return false;
375 }
376
377 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
378                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
379                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
380                 const char *n)
381 {
382 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
383     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
384         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
385                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
386                                    freelist_old, counters_old,
387                                    freelist_new, counters_new))
388                         return true;
389         } else
390 #endif
391         {
392                 unsigned long flags;
393
394                 local_irq_save(flags);
395                 slab_lock(page);
396                 if (page->freelist == freelist_old &&
397                                         page->counters == counters_old) {
398                         page->freelist = freelist_new;
399                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
400                         slab_unlock(page);
401                         local_irq_restore(flags);
402                         return true;
403                 }
404                 slab_unlock(page);
405                 local_irq_restore(flags);
406         }
407
408         cpu_relax();
409         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
410
411 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
412         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
413 #endif
414
415         return false;
416 }
417
418 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
419 /*
420  * Determine a map of object in use on a page.
421  *
422  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
423  * not vanish from under us.
424  */
425 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
426 {
427         void *p;
428         void *addr = page_address(page);
429
430         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
431                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
432 }
433
434 static inline int size_from_object(struct kmem_cache *s)
435 {
436         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
437                 return s->size - s->red_left_pad;
438
439         return s->size;
440 }
441
442 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
443 {
444         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
445                 p -= s->red_left_pad;
446
447         return p;
448 }
449
450 /*
451  * Debug settings:
452  */
453 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
454 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
455 #else
456 static int slub_debug;
457 #endif
458
459 static char *slub_debug_slabs;
460 static int disable_higher_order_debug;
461
462 /*
463  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
464  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
465  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
466  * to tell kasan that these accesses are OK.
467  */
468 static inline void metadata_access_enable(void)
469 {
470         kasan_disable_current();
471 }
472
473 static inline void metadata_access_disable(void)
474 {
475         kasan_enable_current();
476 }
477
478 /*
479  * Object debugging
480  */
481
482 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
483 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
484                                 struct page *page, void *object)
485 {
486         void *base;
487
488         if (!object)
489                 return 1;
490
491         base = page_address(page);
492         object = restore_red_left(s, object);
493         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
494                 (object - base) % s->size) {
495                 return 0;
496         }
497
498         return 1;
499 }
500
501 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
502                           unsigned int length)
503 {
504         metadata_access_enable();
505         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
506                         length, 1);
507         metadata_access_disable();
508 }
509
510 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
511         enum track_item alloc)
512 {
513         struct track *p;
514
515         if (s->offset)
516                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
517         else
518                 p = object + s->inuse;
519
520         return p + alloc;
521 }
522
523 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
524                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
525 {
526         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
527
528         if (addr) {
529 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
530                 struct stack_trace trace;
531                 int i;
532
533                 trace.nr_entries = 0;
534                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
535                 trace.entries = p->addrs;
536                 trace.skip = 3;
537                 metadata_access_enable();
538                 save_stack_trace(&trace);
539                 metadata_access_disable();
540
541                 /* See rant in lockdep.c */
542                 if (trace.nr_entries != 0 &&
543                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
544                         trace.nr_entries--;
545
546                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
547                         p->addrs[i] = 0;
548 #endif
549                 p->addr = addr;
550                 p->cpu = smp_processor_id();
551                 p->pid = current->pid;
552                 p->when = jiffies;
553         } else
554                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
555 }
556
557 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
558 {
559         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
560                 return;
561
562         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
563         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
564 }
565
566 static void print_track(const char *s, struct track *t)
567 {
568         if (!t->addr)
569                 return;
570
571         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
572                s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
573 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
574         {
575                 int i;
576                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
577                         if (t->addrs[i])
578                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
579                         else
580                                 break;
581         }
582 #endif
583 }
584
585 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
586 {
587         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
588                 return;
589
590         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
591         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
592 }
593
594 static void print_page_info(struct page *page)
595 {
596         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
597                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
598
599 }
600
601 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
602 {
603         struct va_format vaf;
604         va_list args;
605
606         va_start(args, fmt);
607         vaf.fmt = fmt;
608         vaf.va = &args;
609         pr_err("=============================================================================\n");
610         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
611         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
612
613         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
614         va_end(args);
615 }
616
617 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
618 {
619         struct va_format vaf;
620         va_list args;
621
622         va_start(args, fmt);
623         vaf.fmt = fmt;
624         vaf.va = &args;
625         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
626         va_end(args);
627 }
628
629 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
630 {
631         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
632         u8 *addr = page_address(page);
633
634         print_tracking(s, p);
635
636         print_page_info(page);
637
638         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
639                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
640
641         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
642                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p - s->red_left_pad,
643                               s->red_left_pad);
644         else if (p > addr + 16)
645                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
646
647         print_section(KERN_ERR, "Object ", p,
648                       min_t(unsigned long, s->object_size, PAGE_SIZE));
649         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
650                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p + s->object_size,
651                         s->inuse - s->object_size);
652
653         if (s->offset)
654                 off = s->offset + sizeof(void *);
655         else
656                 off = s->inuse;
657
658         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
659                 off += 2 * sizeof(struct track);
660
661         off += kasan_metadata_size(s);
662
663         if (off != size_from_object(s))
664                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
665                 print_section(KERN_ERR, "Padding ", p + off,
666                               size_from_object(s) - off);
667
668         dump_stack();
669 }
670
671 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
672                         u8 *object, char *reason)
673 {
674         slab_bug(s, "%s", reason);
675         print_trailer(s, page, object);
676 }
677
678 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
679                         const char *fmt, ...)
680 {
681         va_list args;
682         char buf[100];
683
684         va_start(args, fmt);
685         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
686         va_end(args);
687         slab_bug(s, "%s", buf);
688         print_page_info(page);
689         dump_stack();
690 }
691
692 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
693 {
694         u8 *p = object;
695
696         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
697                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
698
699         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
700                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
701                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
702         }
703
704         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
705                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
706 }
707
708 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
709                                                 void *from, void *to)
710 {
711         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
712         memset(from, data, to - from);
713 }
714
715 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
716                         u8 *object, char *what,
717                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
718 {
719         u8 *fault;
720         u8 *end;
721
722         metadata_access_enable();
723         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
724         metadata_access_disable();
725         if (!fault)
726                 return 1;
727
728         end = start + bytes;
729         while (end > fault && end[-1] == value)
730                 end--;
731
732         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
733         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
734                                         fault, end - 1, fault[0], value);
735         print_trailer(s, page, object);
736
737         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
738         return 0;
739 }
740
741 /*
742  * Object layout:
743  *
744  * object address
745  *      Bytes of the object to be managed.
746  *      If the freepointer may overlay the object then the free
747  *      pointer is the first word of the object.
748  *
749  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
750  *      0xa5 (POISON_END)
751  *
752  * object + s->object_size
753  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
754  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
755  *      object_size == inuse.
756  *
757  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
758  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
759  *
760  * object + s->inuse
761  *      Meta data starts here.
762  *
763  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
764  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
765  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
766  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
767  *              before the word boundary.
768  *
769  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
770  *
771  * object + s->size
772  *      Nothing is used beyond s->size.
773  *
774  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
775  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
776  * may be used with merged slabcaches.
777  */
778
779 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
780 {
781         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
782
783         if (s->offset)
784                 /* Freepointer is placed after the object. */
785                 off += sizeof(void *);
786
787         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
788                 /* We also have user information there */
789                 off += 2 * sizeof(struct track);
790
791         off += kasan_metadata_size(s);
792
793         if (size_from_object(s) == off)
794                 return 1;
795
796         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
797                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
798 }
799
800 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
801 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
802 {
803         u8 *start;
804         u8 *fault;
805         u8 *end;
806         int length;
807         int remainder;
808
809         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
810                 return 1;
811
812         start = page_address(page);
813         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
814         end = start + length;
815         remainder = length % s->size;
816         if (!remainder)
817                 return 1;
818
819         metadata_access_enable();
820         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
821         metadata_access_disable();
822         if (!fault)
823                 return 1;
824         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
825                 end--;
826
827         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
828         print_section(KERN_ERR, "Padding ", end - remainder, remainder);
829
830         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
831         return 0;
832 }
833
834 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
835                                         void *object, u8 val)
836 {
837         u8 *p = object;
838         u8 *endobject = object + s->object_size;
839
840         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
841                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
842                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
843                         return 0;
844
845                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
846                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
847                         return 0;
848         } else {
849                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
850                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
851                                 endobject, POISON_INUSE,
852                                 s->inuse - s->object_size);
853                 }
854         }
855
856         if (s->flags & SLAB_POISON) {
857                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
858                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
859                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
860                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
861                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
862                         return 0;
863                 /*
864                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
865                  */
866                 check_pad_bytes(s, page, p);
867         }
868
869         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
870                 /*
871                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
872                  * freepointer while object is allocated.
873                  */
874                 return 1;
875
876         /* Check free pointer validity */
877         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
878                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
879                 /*
880                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
881                  * of the free objects in this slab. May cause
882                  * another error because the object count is now wrong.
883                  */
884                 set_freepointer(s, p, NULL);
885                 return 0;
886         }
887         return 1;
888 }
889
890 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
891 {
892         int maxobj;
893
894         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
895
896         if (!PageSlab(page)) {
897                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
898                 return 0;
899         }
900
901         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
902         if (page->objects > maxobj) {
903                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
904                         page->objects, maxobj);
905                 return 0;
906         }
907         if (page->inuse > page->objects) {
908                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
909                         page->inuse, page->objects);
910                 return 0;
911         }
912         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
913         slab_pad_check(s, page);
914         return 1;
915 }
916
917 /*
918  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
919  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
920  */
921 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
922 {
923         int nr = 0;
924         void *fp;
925         void *object = NULL;
926         int max_objects;
927
928         fp = page->freelist;
929         while (fp && nr <= page->objects) {
930                 if (fp == search)
931                         return 1;
932                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
933                         if (object) {
934                                 object_err(s, page, object,
935                                         "Freechain corrupt");
936                                 set_freepointer(s, object, NULL);
937                         } else {
938                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
939                                 page->freelist = NULL;
940                                 page->inuse = page->objects;
941                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
942                                 return 0;
943                         }
944                         break;
945                 }
946                 object = fp;
947                 fp = get_freepointer(s, object);
948                 nr++;
949         }
950
951         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
952         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
953                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
954
955         if (page->objects != max_objects) {
956                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
957                          page->objects, max_objects);
958                 page->objects = max_objects;
959                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
960         }
961         if (page->inuse != page->objects - nr) {
962                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
963                          page->inuse, page->objects - nr);
964                 page->inuse = page->objects - nr;
965                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
966         }
967         return search == NULL;
968 }
969
970 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
971                                                                 int alloc)
972 {
973         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
974                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
975                         s->name,
976                         alloc ? "alloc" : "free",
977                         object, page->inuse,
978                         page->freelist);
979
980                 if (!alloc)
981                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
982                                         s->object_size);
983
984                 dump_stack();
985         }
986 }
987
988 /*
989  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
990  */
991 static void add_full(struct kmem_cache *s,
992         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
993 {
994         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
995                 return;
996
997         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
998         list_add(&page->lru, &n->full);
999 }
1000
1001 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1002 {
1003         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1004                 return;
1005
1006         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1007         list_del(&page->lru);
1008 }
1009
1010 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1011 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1012 {
1013         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1014
1015         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1016 }
1017
1018 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1019 {
1020         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1021 }
1022
1023 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1024 {
1025         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1026
1027         /*
1028          * May be called early in order to allocate a slab for the
1029          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1030          * dilemma by deferring the increment of the count during
1031          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1032          */
1033         if (likely(n)) {
1034                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1035                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1036         }
1037 }
1038 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1039 {
1040         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1041
1042         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1043         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1044 }
1045
1046 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1047 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1048                                                                 void *object)
1049 {
1050         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1051                 return;
1052
1053         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1054         init_tracking(s, object);
1055 }
1056
1057 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1058                                         struct page *page,
1059                                         void *object, unsigned long addr)
1060 {
1061         if (!check_slab(s, page))
1062                 return 0;
1063
1064         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1065                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1066                 return 0;
1067         }
1068
1069         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1070                 return 0;
1071
1072         return 1;
1073 }
1074
1075 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1076                                         struct page *page,
1077                                         void *object, unsigned long addr)
1078 {
1079         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1080                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object, addr))
1081                         goto bad;
1082         }
1083
1084         /* Success perform special debug activities for allocs */
1085         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1086                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1087         trace(s, page, object, 1);
1088         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1089         return 1;
1090
1091 bad:
1092         if (PageSlab(page)) {
1093                 /*
1094                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1095                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1096                  * as used avoids touching the remaining objects.
1097                  */
1098                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1099                 page->inuse = page->objects;
1100                 page->freelist = NULL;
1101         }
1102         return 0;
1103 }
1104
1105 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1106                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1107 {
1108         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1109                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1110                 return 0;
1111         }
1112
1113         if (on_freelist(s, page, object)) {
1114                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1115                 return 0;
1116         }
1117
1118         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1119                 return 0;
1120
1121         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1122                 if (!PageSlab(page)) {
1123                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1124                                  object);
1125                 } else if (!page->slab_cache) {
1126                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1127                                object);
1128                         dump_stack();
1129                 } else
1130                         object_err(s, page, object,
1131                                         "page slab pointer corrupt.");
1132                 return 0;
1133         }
1134         return 1;
1135 }
1136
1137 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1138 static noinline int free_debug_processing(
1139         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1140         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1141         unsigned long addr)
1142 {
1143         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1144         void *object = head;
1145         int cnt = 0;
1146         unsigned long uninitialized_var(flags);
1147         int ret = 0;
1148
1149         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1150         slab_lock(page);
1151
1152         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1153                 if (!check_slab(s, page))
1154                         goto out;
1155         }
1156
1157 next_object:
1158         cnt++;
1159
1160         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1161                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1162                         goto out;
1163         }
1164
1165         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1166                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1167         trace(s, page, object, 0);
1168         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1169         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1170
1171         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1172         if (object != tail) {
1173                 object = get_freepointer(s, object);
1174                 goto next_object;
1175         }
1176         ret = 1;
1177
1178 out:
1179         if (cnt != bulk_cnt)
1180                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1181                          bulk_cnt, cnt);
1182
1183         slab_unlock(page);
1184         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1185         if (!ret)
1186                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1187         return ret;
1188 }
1189
1190 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1191 {
1192         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1193         if (*str++ != '=' || !*str)
1194                 /*
1195                  * No options specified. Switch on full debugging.
1196                  */
1197                 goto out;
1198
1199         if (*str == ',')
1200                 /*
1201                  * No options but restriction on slabs. This means full
1202                  * debugging for slabs matching a pattern.
1203                  */
1204                 goto check_slabs;
1205
1206         slub_debug = 0;
1207         if (*str == '-')
1208                 /*
1209                  * Switch off all debugging measures.
1210                  */
1211                 goto out;
1212
1213         /*
1214          * Determine which debug features should be switched on
1215          */
1216         for (; *str && *str != ','; str++) {
1217                 switch (tolower(*str)) {
1218                 case 'f':
1219                         slub_debug |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1220                         break;
1221                 case 'z':
1222                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1223                         break;
1224                 case 'p':
1225                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1226                         break;
1227                 case 'u':
1228                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1229                         break;
1230                 case 't':
1231                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1232                         break;
1233                 case 'a':
1234                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1235                         break;
1236                 case 'o':
1237                         /*
1238                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1239                          * order would increase as a result.
1240                          */
1241                         disable_higher_order_debug = 1;
1242                         break;
1243                 default:
1244                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1245                                *str);
1246                 }
1247         }
1248
1249 check_slabs:
1250         if (*str == ',')
1251                 slub_debug_slabs = str + 1;
1252 out:
1253         return 1;
1254 }
1255
1256 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1257
1258 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1259         unsigned long flags, const char *name,
1260         void (*ctor)(void *))
1261 {
1262         /*
1263          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1264          */
1265         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1266                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1267                 flags |= slub_debug;
1268
1269         return flags;
1270 }
1271 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1272 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1273                         struct page *page, void *object) {}
1274
1275 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1276         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1277
1278 static inline int free_debug_processing(
1279         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1280         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1281         unsigned long addr) { return 0; }
1282
1283 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1284                         { return 1; }
1285 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1286                         void *object, u8 val) { return 1; }
1287 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1288                                         struct page *page) {}
1289 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1290                                         struct page *page) {}
1291 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1292         unsigned long flags, const char *name,
1293         void (*ctor)(void *))
1294 {
1295         return flags;
1296 }
1297 #define slub_debug 0
1298
1299 #define disable_higher_order_debug 0
1300
1301 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1302                                                         { return 0; }
1303 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1304                                                         { return 0; }
1305 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1306                                                         int objects) {}
1307 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1308                                                         int objects) {}
1309
1310 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1311
1312 /*
1313  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1314  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1315  */
1316 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1317 {
1318         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1319         kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1320 }
1321
1322 static inline void kfree_hook(const void *x)
1323 {
1324         kmemleak_free(x);
1325         kasan_kfree_large(x);
1326 }
1327
1328 static inline void *slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1329 {
1330         void *freeptr;
1331
1332         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1333
1334         /*
1335          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1336          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1337          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1338          */
1339 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
1340         {
1341                 unsigned long flags;
1342
1343                 local_irq_save(flags);
1344                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
1345                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1346                 local_irq_restore(flags);
1347         }
1348 #endif
1349         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1350                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1351
1352         freeptr = get_freepointer(s, x);
1353         /*
1354          * kasan_slab_free() may put x into memory quarantine, delaying its
1355          * reuse. In this case the object's freelist pointer is changed.
1356          */
1357         kasan_slab_free(s, x);
1358         return freeptr;
1359 }
1360
1361 static inline void slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1362                                            void *head, void *tail)
1363 {
1364 /*
1365  * Compiler cannot detect this function can be removed if slab_free_hook()
1366  * evaluates to nothing.  Thus, catch all relevant config debug options here.
1367  */
1368 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) ||                \
1369         defined(CONFIG_LOCKDEP) ||              \
1370         defined(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK) ||       \
1371         defined(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_FREE) ||   \
1372         defined(CONFIG_KASAN)
1373
1374         void *object = head;
1375         void *tail_obj = tail ? : head;
1376         void *freeptr;
1377
1378         do {
1379                 freeptr = slab_free_hook(s, object);
1380         } while ((object != tail_obj) && (object = freeptr));
1381 #endif
1382 }
1383
1384 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1385                                 void *object)
1386 {
1387         setup_object_debug(s, page, object);
1388         kasan_init_slab_obj(s, object);
1389         if (unlikely(s->ctor)) {
1390                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1391                 s->ctor(object);
1392                 kasan_poison_object_data(s, object);
1393         }
1394 }
1395
1396 /*
1397  * Slab allocation and freeing
1398  */
1399 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1400                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1401 {
1402         struct page *page;
1403         int order = oo_order(oo);
1404
1405         flags |= __GFP_NOTRACK;
1406
1407         if (node == NUMA_NO_NODE)
1408                 page = alloc_pages(flags, order);
1409         else
1410                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1411
1412         if (page && memcg_charge_slab(page, flags, order, s)) {
1413                 __free_pages(page, order);
1414                 page = NULL;
1415         }
1416
1417         return page;
1418 }
1419
1420 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1421 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1422 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1423 {
1424         int err;
1425         unsigned long i, count = oo_objects(s->oo);
1426
1427         /* Bailout if already initialised */
1428         if (s->random_seq)
1429                 return 0;
1430
1431         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1432         if (err) {
1433                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1434                         s->name);
1435                 return err;
1436         }
1437
1438         /* Transform to an offset on the set of pages */
1439         if (s->random_seq) {
1440                 for (i = 0; i < count; i++)
1441                         s->random_seq[i] *= s->size;
1442         }
1443         return 0;
1444 }
1445
1446 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1447 static void __init init_freelist_randomization(void)
1448 {
1449         struct kmem_cache *s;
1450
1451         mutex_lock(&slab_mutex);
1452
1453         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1454                 init_cache_random_seq(s);
1455
1456         mutex_unlock(&slab_mutex);
1457 }
1458
1459 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1460 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1461                                 unsigned long *pos, void *start,
1462                                 unsigned long page_limit,
1463                                 unsigned long freelist_count)
1464 {
1465         unsigned int idx;
1466
1467         /*
1468          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1469          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1470          */
1471         do {
1472                 idx = s->random_seq[*pos];
1473                 *pos += 1;
1474                 if (*pos >= freelist_count)
1475                         *pos = 0;
1476         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1477
1478         return (char *)start + idx;
1479 }
1480
1481 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1482 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1483 {
1484         void *start;
1485         void *cur;
1486         void *next;
1487         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1488
1489         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1490                 return false;
1491
1492         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1493         pos = get_random_int() % freelist_count;
1494
1495         page_limit = page->objects * s->size;
1496         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1497
1498         /* First entry is used as the base of the freelist */
1499         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1500                                 freelist_count);
1501         page->freelist = cur;
1502
1503         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1504                 setup_object(s, page, cur);
1505                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1506                         freelist_count);
1507                 set_freepointer(s, cur, next);
1508                 cur = next;
1509         }
1510         setup_object(s, page, cur);
1511         set_freepointer(s, cur, NULL);
1512
1513         return true;
1514 }
1515 #else
1516 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1517 {
1518         return 0;
1519 }
1520 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1521 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1522 {
1523         return false;
1524 }
1525 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1526
1527 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1528 {
1529         struct page *page;
1530         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1531         gfp_t alloc_gfp;
1532         void *start, *p;
1533         int idx, order;
1534         bool shuffle;
1535
1536         flags &= gfp_allowed_mask;
1537
1538         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1539                 local_irq_enable();
1540
1541         flags |= s->allocflags;
1542
1543         /*
1544          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1545          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1546          */
1547         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1548         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1549                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1550
1551         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1552         if (unlikely(!page)) {
1553                 oo = s->min;
1554                 alloc_gfp = flags;
1555                 /*
1556                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1557                  * Try a lower order alloc if possible
1558                  */
1559                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1560                 if (unlikely(!page))
1561                         goto out;
1562                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1563         }
1564
1565         if (kmemcheck_enabled &&
1566             !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1567                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1568
1569                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), alloc_gfp, node);
1570
1571                 /*
1572                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1573                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1574                  */
1575                 if (s->ctor)
1576                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1577                 else
1578                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1579         }
1580
1581         page->objects = oo_objects(oo);
1582
1583         order = compound_order(page);
1584         page->slab_cache = s;
1585         __SetPageSlab(page);
1586         if (page_is_pfmemalloc(page))
1587                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1588
1589         start = page_address(page);
1590
1591         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1592                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1593
1594         kasan_poison_slab(page);
1595
1596         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1597
1598         if (!shuffle) {
1599                 for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1600                         setup_object(s, page, p);
1601                         if (likely(idx < page->objects))
1602                                 set_freepointer(s, p, p + s->size);
1603                         else
1604                                 set_freepointer(s, p, NULL);
1605                 }
1606                 page->freelist = fixup_red_left(s, start);
1607         }
1608
1609         page->inuse = page->objects;
1610         page->frozen = 1;
1611
1612 out:
1613         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1614                 local_irq_disable();
1615         if (!page)
1616                 return NULL;
1617
1618         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1619                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1620                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1621                 1 << oo_order(oo));
1622
1623         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1624
1625         return page;
1626 }
1627
1628 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1629 {
1630         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1631                 gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
1632                 flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
1633                 pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
1634                                 invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
1635                 dump_stack();
1636         }
1637
1638         return allocate_slab(s,
1639                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1640 }
1641
1642 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1643 {
1644         int order = compound_order(page);
1645         int pages = 1 << order;
1646
1647         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1648                 void *p;
1649
1650                 slab_pad_check(s, page);
1651                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1652                                                 page->objects)
1653                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1654         }
1655
1656         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1657
1658         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1659                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1660                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1661                 -pages);
1662
1663         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1664         __ClearPageSlab(page);
1665
1666         page_mapcount_reset(page);
1667         if (current->reclaim_state)
1668                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1669         memcg_uncharge_slab(page, order, s);
1670         __free_pages(page, order);
1671 }
1672
1673 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1674         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1675
1676 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1677 {
1678         struct page *page;
1679
1680         if (need_reserve_slab_rcu)
1681                 page = virt_to_head_page(h);
1682         else
1683                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1684
1685         __free_slab(page->slab_cache, page);
1686 }
1687
1688 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1689 {
1690         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1691                 struct rcu_head *head;
1692
1693                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1694                         int order = compound_order(page);
1695                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1696
1697                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1698                         head = page_address(page) + offset;
1699                 } else {
1700                         head = &page->rcu_head;
1701                 }
1702
1703                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1704         } else
1705                 __free_slab(s, page);
1706 }
1707
1708 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1709 {
1710         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1711         free_slab(s, page);
1712 }
1713
1714 /*
1715  * Management of partially allocated slabs.
1716  */
1717 static inline void
1718 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1719 {
1720         n->nr_partial++;
1721         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1722                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1723         else
1724                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1725 }
1726
1727 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1728                                 struct page *page, int tail)
1729 {
1730         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1731         __add_partial(n, page, tail);
1732 }
1733
1734 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1735                                         struct page *page)
1736 {
1737         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1738         list_del(&page->lru);
1739         n->nr_partial--;
1740 }
1741
1742 /*
1743  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1744  * return the pointer to the freelist.
1745  *
1746  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1747  */
1748 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1749                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1750                 int mode, int *objects)
1751 {
1752         void *freelist;
1753         unsigned long counters;
1754         struct page new;
1755
1756         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1757
1758         /*
1759          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1760          * The old freelist is the list of objects for the
1761          * per cpu allocation list.
1762          */
1763         freelist = page->freelist;
1764         counters = page->counters;
1765         new.counters = counters;
1766         *objects = new.objects - new.inuse;
1767         if (mode) {
1768                 new.inuse = page->objects;
1769                 new.freelist = NULL;
1770         } else {
1771                 new.freelist = freelist;
1772         }
1773
1774         VM_BUG_ON(new.frozen);
1775         new.frozen = 1;
1776
1777         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1778                         freelist, counters,
1779                         new.freelist, new.counters,
1780                         "acquire_slab"))
1781                 return NULL;
1782
1783         remove_partial(n, page);
1784         WARN_ON(!freelist);
1785         return freelist;
1786 }
1787
1788 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1789 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1790
1791 /*
1792  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1793  */
1794 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1795                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1796 {
1797         struct page *page, *page2;
1798         void *object = NULL;
1799         int available = 0;
1800         int objects;
1801
1802         /*
1803          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1804          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1805          * partial slab and there is none available then get_partials()
1806          * will return NULL.
1807          */
1808         if (!n || !n->nr_partial)
1809                 return NULL;
1810
1811         spin_lock(&n->list_lock);
1812         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1813                 void *t;
1814
1815                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1816                         continue;
1817
1818                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1819                 if (!t)
1820                         break;
1821
1822                 available += objects;
1823                 if (!object) {
1824                         c->page = page;
1825                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1826                         object = t;
1827                 } else {
1828                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1829                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1830                 }
1831                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1832                         || available > s->cpu_partial / 2)
1833                         break;
1834
1835         }
1836         spin_unlock(&n->list_lock);
1837         return object;
1838 }
1839
1840 /*
1841  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1842  */
1843 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1844                 struct kmem_cache_cpu *c)
1845 {
1846 #ifdef CONFIG_NUMA
1847         struct zonelist *zonelist;
1848         struct zoneref *z;
1849         struct zone *zone;
1850         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1851         void *object;
1852         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1853
1854         /*
1855          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1856          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1857          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1858          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1859          *
1860          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1861          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1862          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1863          * from other nodes and filled up.
1864          *
1865          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
1866          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
1867          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
1868          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
1869          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1870          * with available objects.
1871          */
1872         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1873                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1874                 return NULL;
1875
1876         do {
1877                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1878                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1879                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1880                         struct kmem_cache_node *n;
1881
1882                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1883
1884                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1885                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1886                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1887                                 if (object) {
1888                                         /*
1889                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1890                                          * here - if mems_allowed was updated in
1891                                          * parallel, that was a harmless race
1892                                          * between allocation and the cpuset
1893                                          * update
1894                                          */
1895                                         return object;
1896                                 }
1897                         }
1898                 }
1899         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1900 #endif
1901         return NULL;
1902 }
1903
1904 /*
1905  * Get a partial page, lock it and return it.
1906  */
1907 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1908                 struct kmem_cache_cpu *c)
1909 {
1910         void *object;
1911         int searchnode = node;
1912
1913         if (node == NUMA_NO_NODE)
1914                 searchnode = numa_mem_id();
1915         else if (!node_present_pages(node))
1916                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1917
1918         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1919         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1920                 return object;
1921
1922         return get_any_partial(s, flags, c);
1923 }
1924
1925 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1926 /*
1927  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1928  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1929  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1930  */
1931 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1932 #else
1933 /*
1934  * No preemption supported therefore also no need to check for
1935  * different cpus.
1936  */
1937 #define TID_STEP 1
1938 #endif
1939
1940 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1941 {
1942         return tid + TID_STEP;
1943 }
1944
1945 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1946 {
1947         return tid % TID_STEP;
1948 }
1949
1950 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1951 {
1952         return tid / TID_STEP;
1953 }
1954
1955 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1956 {
1957         return cpu;
1958 }
1959
1960 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1961                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1962 {
1963 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1964         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1965
1966         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1967
1968 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1969         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1970                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1971                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1972         else
1973 #endif
1974         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1975                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1976                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1977         else
1978                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1979                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1980 #endif
1981         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1982 }
1983
1984 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1985 {
1986         int cpu;
1987
1988         for_each_possible_cpu(cpu)
1989                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1990 }
1991
1992 /*
1993  * Remove the cpu slab
1994  */
1995 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1996                                 void *freelist)
1997 {
1998         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1999         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2000         int lock = 0;
2001         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2002         void *nextfree;
2003         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2004         struct page new;
2005         struct page old;
2006
2007         if (page->freelist) {
2008                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2009                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2010         }
2011
2012         /*
2013          * Stage one: Free all available per cpu objects back
2014          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
2015          * last one.
2016          *
2017          * There is no need to take the list->lock because the page
2018          * is still frozen.
2019          */
2020         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
2021                 void *prior;
2022                 unsigned long counters;
2023
2024                 do {
2025                         prior = page->freelist;
2026                         counters = page->counters;
2027                         set_freepointer(s, freelist, prior);
2028                         new.counters = counters;
2029                         new.inuse--;
2030                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
2031
2032                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2033                         prior, counters,
2034                         freelist, new.counters,
2035                         "drain percpu freelist"));
2036
2037                 freelist = nextfree;
2038         }
2039
2040         /*
2041          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
2042          * list presence reflects the actual number of objects
2043          * during unfreeze.
2044          *
2045          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2046          * with the count. If there is a mismatch then the page
2047          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2048          *
2049          * Then we restart the process which may have to remove
2050          * the page from the list that we just put it on again
2051          * because the number of objects in the slab may have
2052          * changed.
2053          */
2054 redo:
2055
2056         old.freelist = page->freelist;
2057         old.counters = page->counters;
2058         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2059
2060         /* Determine target state of the slab */
2061         new.counters = old.counters;
2062         if (freelist) {
2063                 new.inuse--;
2064                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
2065                 new.freelist = freelist;
2066         } else
2067                 new.freelist = old.freelist;
2068
2069         new.frozen = 0;
2070
2071         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2072                 m = M_FREE;
2073         else if (new.freelist) {
2074                 m = M_PARTIAL;
2075                 if (!lock) {
2076                         lock = 1;
2077                         /*
2078                          * Taking the spinlock removes the possiblity
2079                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2080                          * is frozen
2081                          */
2082                         spin_lock(&n->list_lock);
2083                 }
2084         } else {
2085                 m = M_FULL;
2086                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
2087                         lock = 1;
2088                         /*
2089                          * This also ensures that the scanning of full
2090                          * slabs from diagnostic functions will not see
2091                          * any frozen slabs.
2092                          */
2093                         spin_lock(&n->list_lock);
2094                 }
2095         }
2096
2097         if (l != m) {
2098
2099                 if (l == M_PARTIAL)
2100
2101                         remove_partial(n, page);
2102
2103                 else if (l == M_FULL)
2104
2105                         remove_full(s, n, page);
2106
2107                 if (m == M_PARTIAL) {
2108
2109                         add_partial(n, page, tail);
2110                         stat(s, tail);
2111
2112                 } else if (m == M_FULL) {
2113
2114                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2115                         add_full(s, n, page);
2116
2117                 }
2118         }
2119
2120         l = m;
2121         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2122                                 old.freelist, old.counters,
2123                                 new.freelist, new.counters,
2124                                 "unfreezing slab"))
2125                 goto redo;
2126
2127         if (lock)
2128                 spin_unlock(&n->list_lock);
2129
2130         if (m == M_FREE) {
2131                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2132                 discard_slab(s, page);
2133                 stat(s, FREE_SLAB);
2134         }
2135 }
2136
2137 /*
2138  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2139  *
2140  * This function must be called with interrupts disabled
2141  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2142  * to guarantee no concurrent accesses).
2143  */
2144 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2145                 struct kmem_cache_cpu *c)
2146 {
2147 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2148         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2149         struct page *page, *discard_page = NULL;
2150
2151         while ((page = c->partial)) {
2152                 struct page new;
2153                 struct page old;
2154
2155                 c->partial = page->next;
2156
2157                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2158                 if (n != n2) {
2159                         if (n)
2160                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2161
2162                         n = n2;
2163                         spin_lock(&n->list_lock);
2164                 }
2165
2166                 do {
2167
2168                         old.freelist = page->freelist;
2169                         old.counters = page->counters;
2170                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2171
2172                         new.counters = old.counters;
2173                         new.freelist = old.freelist;
2174
2175                         new.frozen = 0;
2176
2177                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2178                                 old.freelist, old.counters,
2179                                 new.freelist, new.counters,
2180                                 "unfreezing slab"));
2181
2182                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2183                         page->next = discard_page;
2184                         discard_page = page;
2185                 } else {
2186                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2187                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2188                 }
2189         }
2190
2191         if (n)
2192                 spin_unlock(&n->list_lock);
2193
2194         while (discard_page) {
2195                 page = discard_page;
2196                 discard_page = discard_page->next;
2197
2198                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2199                 discard_slab(s, page);
2200                 stat(s, FREE_SLAB);
2201         }
2202 #endif
2203 }
2204
2205 /*
2206  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2207  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2208  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2209  * onto a random cpus partial slot.
2210  *
2211  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2212  * per node partial list.
2213  */
2214 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2215 {
2216 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2217         struct page *oldpage;
2218         int pages;
2219         int pobjects;
2220
2221         preempt_disable();
2222         do {
2223                 pages = 0;
2224                 pobjects = 0;
2225                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2226
2227                 if (oldpage) {
2228                         pobjects = oldpage->pobjects;
2229                         pages = oldpage->pages;
2230                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2231                                 unsigned long flags;
2232                                 /*
2233                                  * partial array is full. Move the existing
2234                                  * set to the per node partial list.
2235                                  */
2236                                 local_irq_save(flags);
2237                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2238                                 local_irq_restore(flags);
2239                                 oldpage = NULL;
2240                                 pobjects = 0;
2241                                 pages = 0;
2242                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2243                         }
2244                 }
2245
2246                 pages++;
2247                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2248
2249                 page->pages = pages;
2250                 page->pobjects = pobjects;
2251                 page->next = oldpage;
2252
2253         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2254                                                                 != oldpage);
2255         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2256                 unsigned long flags;
2257
2258                 local_irq_save(flags);
2259                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2260                 local_irq_restore(flags);
2261         }
2262         preempt_enable();
2263 #endif
2264 }
2265
2266 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2267 {
2268         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2269         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2270
2271         c->tid = next_tid(c->tid);
2272         c->page = NULL;
2273         c->freelist = NULL;
2274 }
2275
2276 /*
2277  * Flush cpu slab.
2278  *
2279  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2280  */
2281 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2282 {
2283         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2284
2285         if (likely(c)) {
2286                 if (c->page)
2287                         flush_slab(s, c);
2288
2289                 unfreeze_partials(s, c);
2290         }
2291 }
2292
2293 static void flush_cpu_slab(void *d)
2294 {
2295         struct kmem_cache *s = d;
2296
2297         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2298 }
2299
2300 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2301 {
2302         struct kmem_cache *s = info;
2303         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2304
2305         return c->page || c->partial;
2306 }
2307
2308 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2309 {
2310         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2311 }
2312
2313 /*
2314  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2315  * necessary.
2316  */
2317 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2318 {
2319         struct kmem_cache *s;
2320         unsigned long flags;
2321
2322         mutex_lock(&slab_mutex);
2323         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2324                 local_irq_save(flags);
2325                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2326                 local_irq_restore(flags);
2327         }
2328         mutex_unlock(&slab_mutex);
2329         return 0;
2330 }
2331
2332 /*
2333  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2334  * locality expectations.
2335  */
2336 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2337 {
2338 #ifdef CONFIG_NUMA
2339         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2340                 return 0;
2341 #endif
2342         return 1;
2343 }
2344
2345 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2346 static int count_free(struct page *page)
2347 {
2348         return page->objects - page->inuse;
2349 }
2350
2351 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2352 {
2353         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2354 }
2355 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2356
2357 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2358 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2359                                         int (*get_count)(struct page *))
2360 {
2361         unsigned long flags;
2362         unsigned long x = 0;
2363         struct page *page;
2364
2365         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2366         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2367                 x += get_count(page);
2368         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2369         return x;
2370 }
2371 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2372
2373 static noinline void
2374 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2375 {
2376 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2377         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2378                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2379         int node;
2380         struct kmem_cache_node *n;
2381
2382         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2383                 return;
2384
2385         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2386                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2387         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, default order: %d, min order: %d\n",
2388                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2389                 oo_order(s->min));
2390
2391         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2392                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2393                         s->name);
2394
2395         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2396                 unsigned long nr_slabs;
2397                 unsigned long nr_objs;
2398                 unsigned long nr_free;
2399
2400                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2401                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2402                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2403
2404                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2405                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2406         }
2407 #endif
2408 }
2409
2410 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2411                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2412 {
2413         void *freelist;
2414         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2415         struct page *page;
2416
2417         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2418
2419         if (freelist)
2420                 return freelist;
2421
2422         page = new_slab(s, flags, node);
2423         if (page) {
2424                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2425                 if (c->page)
2426                         flush_slab(s, c);
2427
2428                 /*
2429                  * No other reference to the page yet so we can
2430                  * muck around with it freely without cmpxchg
2431                  */
2432                 freelist = page->freelist;
2433                 page->freelist = NULL;
2434
2435                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2436                 c->page = page;
2437                 *pc = c;
2438         } else
2439                 freelist = NULL;
2440
2441         return freelist;
2442 }
2443
2444 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2445 {
2446         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2447                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2448
2449         return true;
2450 }
2451
2452 /*
2453  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2454  * per cpu freelist or deactivate the page.
2455  *
2456  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2457  *
2458  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2459  *
2460  * This function must be called with interrupt disabled.
2461  */
2462 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2463 {
2464         struct page new;
2465         unsigned long counters;
2466         void *freelist;
2467
2468         do {
2469                 freelist = page->freelist;
2470                 counters = page->counters;
2471
2472                 new.counters = counters;
2473                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2474
2475                 new.inuse = page->objects;
2476                 new.frozen = freelist != NULL;
2477
2478         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2479                 freelist, counters,
2480                 NULL, new.counters,
2481                 "get_freelist"));
2482
2483         return freelist;
2484 }
2485
2486 /*
2487  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2488  * debugging duties.
2489  *
2490  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2491  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2492  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2493  *
2494  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2495  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2496  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2497  *
2498  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2499  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2500  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2501  *
2502  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2503  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2504  */
2505 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2506                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2507 {
2508         void *freelist;
2509         struct page *page;
2510
2511         page = c->page;
2512         if (!page)
2513                 goto new_slab;
2514 redo:
2515
2516         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2517                 int searchnode = node;
2518
2519                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2520                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2521
2522                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2523                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2524                         deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2525                         c->page = NULL;
2526                         c->freelist = NULL;
2527                         goto new_slab;
2528                 }
2529         }
2530
2531         /*
2532          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2533          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2534          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2535          */
2536         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2537                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2538                 c->page = NULL;
2539                 c->freelist = NULL;
2540                 goto new_slab;
2541         }
2542
2543         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2544         freelist = c->freelist;
2545         if (freelist)
2546                 goto load_freelist;
2547
2548         freelist = get_freelist(s, page);
2549
2550         if (!freelist) {
2551                 c->page = NULL;
2552                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2553                 goto new_slab;
2554         }
2555
2556         stat(s, ALLOC_REFILL);
2557
2558 load_freelist:
2559         /*
2560          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2561          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2562          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2563          */
2564         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2565         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2566         c->tid = next_tid(c->tid);
2567         return freelist;
2568
2569 new_slab:
2570
2571         if (c->partial) {
2572                 page = c->page = c->partial;
2573                 c->partial = page->next;
2574                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2575                 goto redo;
2576         }
2577
2578         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2579
2580         if (unlikely(!freelist)) {
2581                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2582                 return NULL;
2583         }
2584
2585         page = c->page;
2586         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2587                 goto load_freelist;
2588
2589         /* Only entered in the debug case */
2590         if (kmem_cache_debug(s) &&
2591                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2592                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2593
2594         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2595         c->page = NULL;
2596         c->freelist = NULL;
2597         return freelist;
2598 }
2599
2600 /*
2601  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2602  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2603  */
2604 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2605                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2606 {
2607         void *p;
2608         unsigned long flags;
2609
2610         local_irq_save(flags);
2611 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2612         /*
2613          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2614          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2615          * pointer.
2616          */
2617         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2618 #endif
2619
2620         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2621         local_irq_restore(flags);
2622         return p;
2623 }
2624
2625 /*
2626  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2627  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2628  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2629  *
2630  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2631  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2632  *
2633  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2634  */
2635 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2636                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2637 {
2638         void *object;
2639         struct kmem_cache_cpu *c;
2640         struct page *page;
2641         unsigned long tid;
2642
2643         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2644         if (!s)
2645                 return NULL;
2646 redo:
2647         /*
2648          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2649          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2650          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2651          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2652          *
2653          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2654          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2655          * to check if it is matched or not.
2656          */
2657         do {
2658                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2659                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2660         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2661                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2662
2663         /*
2664          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2665          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2666          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2667          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2668          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2669          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2670          */
2671         barrier();
2672
2673         /*
2674          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2675          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2676          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2677          * linked list in between.
2678          */
2679
2680         object = c->freelist;
2681         page = c->page;
2682         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2683                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2684                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2685         } else {
2686                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2687
2688                 /*
2689                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2690                  * operation and if we are on the right processor.
2691                  *
2692                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2693                  * semantics!)
2694                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2695                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2696                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2697                  *
2698                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2699                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2700                  * other cpus.
2701                  */
2702                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2703                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2704                                 object, tid,
2705                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2706
2707                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2708                         goto redo;
2709                 }
2710                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2711                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2712         }
2713
2714         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2715                 memset(object, 0, s->object_size);
2716
2717         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2718
2719         return object;
2720 }
2721
2722 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2723                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2724 {
2725         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2726 }
2727
2728 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2729 {
2730         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2731
2732         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2733                                 s->size, gfpflags);
2734
2735         return ret;
2736 }
2737 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2738
2739 #ifdef CONFIG_TRACING
2740 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2741 {
2742         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2743         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2744         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2745         return ret;
2746 }
2747 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2748 #endif
2749
2750 #ifdef CONFIG_NUMA
2751 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2752 {
2753         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2754
2755         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2756                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2757
2758         return ret;
2759 }
2760 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2761
2762 #ifdef CONFIG_TRACING
2763 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2764                                     gfp_t gfpflags,
2765                                     int node, size_t size)
2766 {
2767         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2768
2769         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2770                            size, s->size, gfpflags, node);
2771
2772         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2773         return ret;
2774 }
2775 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2776 #endif
2777 #endif
2778
2779 /*
2780  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2781  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2782  *
2783  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2784  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2785  * handling required then we can return immediately.
2786  */
2787 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2788                         void *head, void *tail, int cnt,
2789                         unsigned long addr)
2790
2791 {
2792         void *prior;
2793         int was_frozen;
2794         struct page new;
2795         unsigned long counters;
2796         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2797         unsigned long uninitialized_var(flags);
2798
2799         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2800
2801         if (kmem_cache_debug(s) &&
2802             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2803                 return;
2804
2805         do {
2806                 if (unlikely(n)) {
2807                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2808                         n = NULL;
2809                 }
2810                 prior = page->freelist;
2811                 counters = page->counters;
2812                 set_freepointer(s, tail, prior);
2813                 new.counters = counters;
2814                 was_frozen = new.frozen;
2815                 new.inuse -= cnt;
2816                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2817
2818                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2819
2820                                 /*
2821                                  * Slab was on no list before and will be
2822                                  * partially empty
2823                                  * We can defer the list move and instead
2824                                  * freeze it.
2825                                  */
2826                                 new.frozen = 1;
2827
2828                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2829
2830                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2831                                 /*
2832                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2833                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2834                                  * drop the list_lock without any processing.
2835                                  *
2836                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2837                                  * other processors updating the list of slabs.
2838                                  */
2839                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2840
2841                         }
2842                 }
2843
2844         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2845                 prior, counters,
2846                 head, new.counters,
2847                 "__slab_free"));
2848
2849         if (likely(!n)) {
2850
2851                 /*
2852                  * If we just froze the page then put it onto the
2853                  * per cpu partial list.
2854                  */
2855                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2856                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2857                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2858                 }
2859                 /*
2860                  * The list lock was not taken therefore no list
2861                  * activity can be necessary.
2862                  */
2863                 if (was_frozen)
2864                         stat(s, FREE_FROZEN);
2865                 return;
2866         }
2867
2868         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2869                 goto slab_empty;
2870
2871         /*
2872          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2873          * then add it.
2874          */
2875         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2876                 if (kmem_cache_debug(s))
2877                         remove_full(s, n, page);
2878                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2879                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2880         }
2881         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2882         return;
2883
2884 slab_empty:
2885         if (prior) {
2886                 /*
2887                  * Slab on the partial list.
2888                  */
2889                 remove_partial(n, page);
2890                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2891         } else {
2892                 /* Slab must be on the full list */
2893                 remove_full(s, n, page);
2894         }
2895
2896         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2897         stat(s, FREE_SLAB);
2898         discard_slab(s, page);
2899 }
2900
2901 /*
2902  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2903  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2904  *
2905  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2906  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2907  * the item before.
2908  *
2909  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2910  * with all sorts of special processing.
2911  *
2912  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2913  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2914  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2915  */
2916 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
2917                                 struct page *page, void *head, void *tail,
2918                                 int cnt, unsigned long addr)
2919 {
2920         void *tail_obj = tail ? : head;
2921         struct kmem_cache_cpu *c;
2922         unsigned long tid;
2923 redo:
2924         /*
2925          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2926          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2927          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2928          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2929          */
2930         do {
2931                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2932                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2933         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2934                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2935
2936         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2937         barrier();
2938
2939         if (likely(page == c->page)) {
2940                 set_freepointer(s, tail_obj, c->freelist);
2941
2942                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2943                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2944                                 c->freelist, tid,
2945                                 head, next_tid(tid)))) {
2946
2947                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2948                         goto redo;
2949                 }
2950                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2951         } else
2952                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
2953
2954 }
2955
2956 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2957                                       void *head, void *tail, int cnt,
2958                                       unsigned long addr)
2959 {
2960         slab_free_freelist_hook(s, head, tail);
2961         /*
2962          * slab_free_freelist_hook() could have put the items into quarantine.
2963          * If so, no need to free them.
2964          */
2965         if (s->flags & SLAB_KASAN && !(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
2966                 return;
2967         do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
2968 }
2969
2970 #ifdef CONFIG_KASAN
2971 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
2972 {
2973         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
2974 }
2975 #endif
2976
2977 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2978 {
2979         s = cache_from_obj(s, x);
2980         if (!s)
2981                 return;
2982         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
2983         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2984 }
2985 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2986
2987 struct detached_freelist {
2988         struct page *page;
2989         void *tail;
2990         void *freelist;
2991         int cnt;
2992         struct kmem_cache *s;
2993 };
2994
2995 /*
2996  * This function progressively scans the array with free objects (with
2997  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
2998  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
2999  * page/objects.  This can happen without any need for
3000  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3001  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3002  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3003  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3004  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3005  * to performance reasons.
3006  */
3007 static inline
3008 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3009                             void **p, struct detached_freelist *df)
3010 {
3011         size_t first_skipped_index = 0;
3012         int lookahead = 3;
3013         void *object;
3014         struct page *page;
3015
3016         /* Always re-init detached_freelist */
3017         df->page = NULL;
3018
3019         do {
3020                 object = p[--size];
3021                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3022         } while (!object && size);
3023
3024         if (!object)
3025                 return 0;
3026
3027         page = virt_to_head_page(object);
3028         if (!s) {
3029                 /* Handle kalloc'ed objects */
3030                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3031                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3032                         kfree_hook(object);
3033                         __free_pages(page, compound_order(page));
3034                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3035                         return size;
3036                 }
3037                 /* Derive kmem_cache from object */
3038                 df->s = page->slab_cache;
3039         } else {
3040                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3041         }
3042
3043         /* Start new detached freelist */
3044         df->page = page;
3045         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3046         df->tail = object;
3047         df->freelist = object;
3048         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3049         df->cnt = 1;
3050
3051         while (size) {
3052                 object = p[--size];
3053                 if (!object)
3054                         continue; /* Skip processed objects */
3055
3056                 /* df->page is always set at this point */
3057                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3058                         /* Opportunity build freelist */
3059                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3060                         df->freelist = object;
3061                         df->cnt++;
3062                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3063
3064                         continue;
3065                 }
3066
3067                 /* Limit look ahead search */
3068                 if (!--lookahead)
3069                         break;
3070
3071                 if (!first_skipped_index)
3072                         first_skipped_index = size + 1;
3073         }
3074
3075         return first_skipped_index;
3076 }
3077
3078 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3079 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3080 {
3081         if (WARN_ON(!size))
3082                 return;
3083
3084         do {
3085                 struct detached_freelist df;
3086
3087                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3088                 if (!df.page)
3089                         continue;
3090
3091                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
3092         } while (likely(size));
3093 }
3094 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3095
3096 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3097 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3098                           void **p)
3099 {
3100         struct kmem_cache_cpu *c;
3101         int i;
3102
3103         /* memcg and kmem_cache debug support */
3104         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3105         if (unlikely(!s))
3106                 return false;
3107         /*
3108          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3109          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3110          * handlers invoking normal fastpath.
3111          */
3112         local_irq_disable();
3113         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3114
3115         for (i = 0; i < size; i++) {
3116                 void *object = c->freelist;
3117
3118                 if (unlikely(!object)) {
3119                         /*
3120                          * Invoking slow path likely have side-effect
3121                          * of re-populating per CPU c->freelist
3122                          */
3123                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3124                                             _RET_IP_, c);
3125                         if (unlikely(!p[i]))
3126                                 goto error;
3127
3128                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3129                         continue; /* goto for-loop */
3130                 }
3131                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3132                 p[i] = object;
3133         }
3134         c->tid = next_tid(c->tid);
3135         local_irq_enable();
3136
3137         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3138         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO)) {
3139                 int j;
3140
3141                 for (j = 0; j < i; j++)
3142                         memset(p[j], 0, s->object_size);
3143         }
3144
3145         /* memcg and kmem_cache debug support */
3146         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3147         return i;
3148 error:
3149         local_irq_enable();
3150         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3151         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3152         return 0;
3153 }
3154 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3155
3156
3157 /*
3158  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3159  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3160  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3161  * another.
3162  *
3163  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3164  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3165  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3166  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3167  * locking overhead.
3168  */
3169
3170 /*
3171  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3172  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3173  * and increases the number of allocations possible without having to
3174  * take the list_lock.
3175  */
3176 static int slub_min_order;
3177 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3178 static int slub_min_objects;
3179
3180 /*
3181  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3182  *
3183  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3184  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3185  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3186  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3187  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3188  * would be wasted.
3189  *
3190  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3191  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3192  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3193  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3194  *
3195  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3196  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3197  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3198  * of space in favor of a small page order.
3199  *
3200  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3201  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3202  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3203  * the smallest order which will fit the object.
3204  */
3205 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
3206                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
3207 {
3208         int order;
3209         int rem;
3210         int min_order = slub_min_order;
3211
3212         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3213                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3214
3215         for (order = max(min_order, get_order(min_objects * size + reserved));
3216                         order <= max_order; order++) {
3217
3218                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
3219
3220                 rem = (slab_size - reserved) % size;
3221
3222                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3223                         break;
3224         }
3225
3226         return order;
3227 }
3228
3229 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
3230 {
3231         int order;
3232         int min_objects;
3233         int fraction;
3234         int max_objects;
3235
3236         /*
3237          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3238          * works by first attempting to generate a layout with
3239          * the best configuration and backing off gradually.
3240          *
3241          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3242          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3243          */
3244         min_objects = slub_min_objects;
3245         if (!min_objects)
3246                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3247         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
3248         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3249
3250         while (min_objects > 1) {
3251                 fraction = 16;
3252                 while (fraction >= 4) {
3253                         order = slab_order(size, min_objects,
3254                                         slub_max_order, fraction, reserved);
3255                         if (order <= slub_max_order)
3256                                 return order;
3257                         fraction /= 2;
3258                 }
3259                 min_objects--;
3260         }
3261
3262         /*
3263          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3264          * lets see if we can place a single object there.
3265          */
3266         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
3267         if (order <= slub_max_order)
3268                 return order;
3269
3270         /*
3271          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3272          */
3273         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
3274         if (order < MAX_ORDER)
3275                 return order;
3276         return -ENOSYS;
3277 }
3278
3279 static void
3280 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3281 {
3282         n->nr_partial = 0;
3283         spin_lock_init(&n->list_lock);
3284         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3285 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3286         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3287         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3288         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3289 #endif
3290 }
3291
3292 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3293 {
3294         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3295                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3296
3297         /*
3298          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3299          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3300          */
3301         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3302                                      2 * sizeof(void *));
3303
3304         if (!s->cpu_slab)
3305                 return 0;
3306
3307         init_kmem_cache_cpus(s);
3308
3309         return 1;
3310 }
3311
3312 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3313
3314 /*
3315  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3316  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3317  * possible.
3318  *
3319  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3320  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3321  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3322  */
3323 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3324 {
3325         struct page *page;
3326         struct kmem_cache_node *n;
3327
3328         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3329
3330         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3331
3332         BUG_ON(!page);
3333         if (page_to_nid(page) != node) {
3334                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3335                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3336         }
3337
3338         n = page->freelist;
3339         BUG_ON(!n);
3340         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3341         page->inuse = 1;
3342         page->frozen = 0;
3343         kmem_cache_node->node[node] = n;
3344 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3345         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3346         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3347 #endif
3348         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node),
3349                       GFP_KERNEL);
3350         init_kmem_cache_node(n);
3351         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3352
3353         /*
3354          * No locks need to be taken here as it has just been
3355          * initialized and there is no concurrent access.
3356          */
3357         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3358 }
3359
3360 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3361 {
3362         int node;
3363         struct kmem_cache_node *n;
3364
3365         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3366                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3367                 s->node[node] = NULL;
3368         }
3369 }
3370
3371 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3372 {
3373         cache_random_seq_destroy(s);
3374         free_percpu(s->cpu_slab);
3375         free_kmem_cache_nodes(s);
3376 }
3377
3378 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3379 {
3380         int node;
3381
3382         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3383                 struct kmem_cache_node *n;
3384
3385                 if (slab_state == DOWN) {
3386                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3387                         continue;
3388                 }
3389                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3390                                                 GFP_KERNEL, node);
3391
3392                 if (!n) {
3393                         free_kmem_cache_nodes(s);
3394                         return 0;
3395                 }
3396
3397                 s->node[node] = n;
3398                 init_kmem_cache_node(n);
3399         }
3400         return 1;
3401 }
3402
3403 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3404 {
3405         if (min < MIN_PARTIAL)
3406                 min = MIN_PARTIAL;
3407         else if (min > MAX_PARTIAL)
3408                 min = MAX_PARTIAL;
3409         s->min_partial = min;
3410 }
3411
3412 /*
3413  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3414  * a slab object.
3415  */
3416 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3417 {
3418         unsigned long flags = s->flags;
3419         size_t size = s->object_size;
3420         int order;
3421
3422         /*
3423          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3424          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3425          * the possible location of the free pointer.
3426          */
3427         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3428
3429 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3430         /*
3431          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3432          * the slab may touch the object after free or before allocation
3433          * then we should never poison the object itself.
3434          */
3435         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3436                         !s->ctor)
3437                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3438         else
3439                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3440
3441
3442         /*
3443          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3444          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3445          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3446          */
3447         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3448                 size += sizeof(void *);
3449 #endif
3450
3451         /*
3452          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3453          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3454          */
3455         s->inuse = size;
3456
3457         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3458                 s->ctor)) {
3459                 /*
3460                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3461                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3462                  * kmem_cache_free.
3463                  *
3464                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3465                  * destructor or are poisoning the objects.
3466                  */
3467                 s->offset = size;
3468                 size += sizeof(void *);
3469         }
3470
3471 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3472         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3473                 /*
3474                  * Need to store information about allocs and frees after
3475                  * the object.
3476                  */
3477                 size += 2 * sizeof(struct track);
3478 #endif
3479
3480         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3481 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3482         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3483                 /*
3484                  * Add some empty padding so that we can catch
3485                  * overwrites from earlier objects rather than let
3486                  * tracking information or the free pointer be
3487                  * corrupted if a user writes before the start
3488                  * of the object.
3489                  */
3490                 size += sizeof(void *);
3491
3492                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3493                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3494                 size += s->red_left_pad;
3495         }
3496 #endif
3497
3498         /*
3499          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3500          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3501          * each object to conform to the alignment.
3502          */
3503         size = ALIGN(size, s->align);
3504         s->size = size;
3505         if (forced_order >= 0)
3506                 order = forced_order;
3507         else
3508                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3509
3510         if (order < 0)
3511                 return 0;
3512
3513         s->allocflags = 0;
3514         if (order)
3515                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3516
3517         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3518                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3519
3520         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3521                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3522
3523         /*
3524          * Determine the number of objects per slab
3525          */
3526         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3527         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3528         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3529                 s->max = s->oo;
3530
3531         return !!oo_objects(s->oo);
3532 }
3533
3534 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3535 {
3536         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3537         s->reserved = 0;
3538
3539         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
3540                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3541
3542         if (!calculate_sizes(s, -1))
3543                 goto error;
3544         if (disable_higher_order_debug) {
3545                 /*
3546                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3547                  * order increased.
3548                  */
3549                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3550                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3551                         s->offset = 0;
3552                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3553                                 goto error;
3554                 }
3555         }
3556
3557 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3558     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3559         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3560                 /* Enable fast mode */
3561                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3562 #endif
3563
3564         /*
3565          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3566          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3567          */
3568         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3569
3570         /*
3571          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3572          * per cpu partial lists of a processor.
3573          *
3574          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3575          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3576          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3577          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3578          *
3579          * This setting also determines
3580          *
3581          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3582          *    per node list when we reach the limit.
3583          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3584          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3585          *    50% to keep some capacity around for frees.
3586          */
3587         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3588                 s->cpu_partial = 0;
3589         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3590                 s->cpu_partial = 2;
3591         else if (s->size >= 1024)
3592                 s->cpu_partial = 6;
3593         else if (s->size >= 256)
3594                 s->cpu_partial = 13;
3595         else
3596                 s->cpu_partial = 30;
3597
3598 #ifdef CONFIG_NUMA
3599         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3600 #endif
3601
3602         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3603         if (slab_state >= UP) {
3604                 if (init_cache_random_seq(s))
3605                         goto error;
3606         }
3607
3608         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3609                 goto error;
3610
3611         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3612                 return 0;
3613
3614         free_kmem_cache_nodes(s);
3615 error:
3616         if (flags & SLAB_PANIC)
3617                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3618                       s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3619                       oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3620         return -EINVAL;
3621 }
3622
3623 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3624                                                         const char *text)
3625 {
3626 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3627         void *addr = page_address(page);
3628         void *p;
3629         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3630                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3631         if (!map)
3632                 return;
3633         slab_err(s, page, text, s->name);
3634         slab_lock(page);
3635
3636         get_map(s, page, map);
3637         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3638
3639                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3640                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3641                         print_tracking(s, p);
3642                 }
3643         }
3644         slab_unlock(page);
3645         kfree(map);
3646 #endif
3647 }
3648
3649 /*
3650  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3651  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3652  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3653  */
3654 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3655 {
3656         LIST_HEAD(discard);
3657         struct page *page, *h;
3658
3659         BUG_ON(irqs_disabled());
3660         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3661         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3662                 if (!page->inuse) {
3663                         remove_partial(n, page);
3664                         list_add(&page->lru, &discard);
3665                 } else {
3666                         list_slab_objects(s, page,
3667                         "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3668                 }
3669         }
3670         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3671
3672         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, lru)
3673                 discard_slab(s, page);
3674 }
3675
3676 /*
3677  * Release all resources used by a slab cache.
3678  */
3679 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3680 {
3681         int node;
3682         struct kmem_cache_node *n;
3683
3684         flush_all(s);
3685         /* Attempt to free all objects */
3686         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3687                 free_partial(s, n);
3688                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3689                         return 1;
3690         }
3691         sysfs_slab_remove(s);
3692         return 0;
3693 }
3694
3695 /********************************************************************
3696  *              Kmalloc subsystem
3697  *******************************************************************/
3698
3699 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3700 {
3701         get_option(&str, &slub_min_order);
3702
3703         return 1;
3704 }
3705
3706 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3707
3708 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3709 {
3710         get_option(&str, &slub_max_order);
3711         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3712
3713         return 1;
3714 }
3715
3716 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3717
3718 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3719 {
3720         get_option(&str, &slub_min_objects);
3721
3722         return 1;
3723 }
3724
3725 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3726
3727 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3728 {
3729         struct kmem_cache *s;
3730         void *ret;
3731
3732         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3733                 return kmalloc_large(size, flags);
3734
3735         s = kmalloc_slab(size, flags);
3736
3737         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3738                 return s;
3739
3740         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3741
3742         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3743
3744         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3745
3746         return ret;
3747 }
3748 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3749
3750 #ifdef CONFIG_NUMA
3751 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3752 {
3753         struct page *page;
3754         void *ptr = NULL;
3755
3756         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3757         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3758         if (page)
3759                 ptr = page_address(page);
3760
3761         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3762         return ptr;
3763 }
3764
3765 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3766 {
3767         struct kmem_cache *s;
3768         void *ret;
3769
3770         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3771                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3772
3773                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3774                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3775                                    flags, node);
3776
3777                 return ret;
3778         }
3779
3780         s = kmalloc_slab(size, flags);
3781
3782         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3783                 return s;
3784
3785         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3786
3787         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3788
3789         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3790
3791         return ret;
3792 }
3793 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3794 #endif
3795
3796 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
3797 /*
3798  * Rejects objects that are incorrectly sized.
3799  *
3800  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
3801  * to indicate an error.
3802  */
3803 const char *__check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n,
3804                                 struct page *page)
3805 {
3806         struct kmem_cache *s;
3807         unsigned long offset;
3808         size_t object_size;
3809
3810         /* Find object and usable object size. */
3811         s = page->slab_cache;
3812         object_size = slab_ksize(s);
3813
3814         /* Reject impossible pointers. */
3815         if (ptr < page_address(page))
3816                 return s->name;
3817
3818         /* Find offset within object. */
3819         offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
3820
3821         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
3822         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3823                 if (offset < s->red_left_pad)
3824                         return s->name;
3825                 offset -= s->red_left_pad;
3826         }
3827
3828         /* Allow address range falling entirely within object size. */
3829         if (offset <= object_size && n <= object_size - offset)
3830                 return NULL;
3831
3832         return s->name;
3833 }
3834 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
3835
3836 static size_t __ksize(const void *object)
3837 {
3838         struct page *page;
3839
3840         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3841                 return 0;
3842
3843         page = virt_to_head_page(object);
3844
3845         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3846                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3847                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3848         }
3849
3850         return slab_ksize(page->slab_cache);
3851 }
3852
3853 size_t ksize(const void *object)
3854 {
3855         size_t size = __ksize(object);
3856         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3857          * so we need to unpoison this area.
3858          */
3859         kasan_unpoison_shadow(object, size);
3860         return size;
3861 }
3862 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3863
3864 void kfree(const void *x)
3865 {
3866         struct page *page;
3867         void *object = (void *)x;
3868
3869         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3870
3871         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3872                 return;
3873
3874         page = virt_to_head_page(x);
3875         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3876                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3877                 kfree_hook(x);
3878                 __free_pages(page, compound_order(page));
3879                 return;
3880         }
3881         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3882 }
3883 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3884
3885 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3886
3887 /*
3888  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3889  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3890  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3891  *
3892  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3893  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3894  * are freed in them.
3895  */
3896 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3897 {
3898         int node;
3899         int i;
3900         struct kmem_cache_node *n;
3901         struct page *page;
3902         struct page *t;
3903         struct list_head discard;
3904         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3905         unsigned long flags;
3906         int ret = 0;
3907
3908         flush_all(s);
3909         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3910                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3911                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3912                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3913
3914                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3915
3916                 /*
3917                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3918                  *
3919                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3920                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3921                  */
3922                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3923                         int free = page->objects - page->inuse;
3924
3925                         /* Do not reread page->inuse */
3926                         barrier();
3927
3928                         /* We do not keep full slabs on the list */
3929                         BUG_ON(free <= 0);
3930
3931                         if (free == page->objects) {
3932                                 list_move(&page->lru, &discard);
3933                                 n->nr_partial--;
3934                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
3935                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
3936                 }
3937
3938                 /*
3939                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
3940                  * partial list.
3941                  */
3942                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
3943                         list_splice(promote + i, &n->partial);
3944
3945                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3946
3947                 /* Release empty slabs */
3948                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
3949                         discard_slab(s, page);
3950
3951                 if (slabs_node(s, node))
3952                         ret = 1;
3953         }
3954
3955         return ret;
3956 }
3957
3958 #ifdef CONFIG_MEMCG
3959 static void kmemcg_cache_deact_after_rcu(struct kmem_cache *s)
3960 {
3961         /*
3962          * Called with all the locks held after a sched RCU grace period.
3963          * Even if @s becomes empty after shrinking, we can't know that @s
3964          * doesn't have allocations already in-flight and thus can't
3965          * destroy @s until the associated memcg is released.
3966          *
3967          * However, let's remove the sysfs files for empty caches here.
3968          * Each cache has a lot of interface files which aren't
3969          * particularly useful for empty draining caches; otherwise, we can
3970          * easily end up with millions of unnecessary sysfs files on
3971          * systems which have a lot of memory and transient cgroups.
3972          */
3973         if (!__kmem_cache_shrink(s))
3974                 sysfs_slab_remove(s);
3975 }
3976
3977 void __kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *s)
3978 {
3979         /*
3980          * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
3981          * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
3982          */
3983         s->cpu_partial = 0;
3984         s->min_partial = 0;
3985
3986         /*
3987          * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial), so
3988          * we have to make sure the change is visible before shrinking.
3989          */
3990         slab_deactivate_memcg_cache_rcu_sched(s, kmemcg_cache_deact_after_rcu);
3991 }
3992 #endif
3993
3994 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3995 {
3996         struct kmem_cache *s;
3997
3998         mutex_lock(&slab_mutex);
3999         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4000                 __kmem_cache_shrink(s);
4001         mutex_unlock(&slab_mutex);
4002
4003         return 0;
4004 }
4005
4006 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4007 {
4008         struct kmem_cache_node *n;
4009         struct kmem_cache *s;
4010         struct memory_notify *marg = arg;
4011         int offline_node;
4012
4013         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4014
4015         /*
4016          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4017          * for it yet.
4018          */
4019         if (offline_node < 0)
4020                 return;
4021
4022         mutex_lock(&slab_mutex);
4023         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4024                 n = get_node(s, offline_node);
4025                 if (n) {
4026                         /*
4027                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
4028                          * that is going down. We were unable to free them,
4029                          * and offline_pages() function shouldn't call this
4030                          * callback. So, we must fail.
4031                          */
4032                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
4033
4034                         s->node[offline_node] = NULL;
4035                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4036                 }
4037         }
4038         mutex_unlock(&slab_mutex);
4039 }
4040
4041 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4042 {
4043         struct kmem_cache_node *n;
4044         struct kmem_cache *s;
4045         struct memory_notify *marg = arg;
4046         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4047         int ret = 0;
4048
4049         /*
4050          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4051          * already created. Nothing to do.
4052          */
4053         if (nid < 0)
4054                 return 0;
4055
4056         /*
4057          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4058          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4059          * online.
4060          */
4061         mutex_lock(&slab_mutex);
4062         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4063                 /*
4064                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4065                  *      since memory is not yet available from the node that
4066                  *      is brought up.
4067                  */
4068                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4069                 if (!n) {
4070                         ret = -ENOMEM;
4071                         goto out;
4072                 }
4073                 init_kmem_cache_node(n);
4074                 s->node[nid] = n;
4075         }
4076 out:
4077         mutex_unlock(&slab_mutex);
4078         return ret;
4079 }
4080
4081 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4082                                 unsigned long action, void *arg)
4083 {
4084         int ret = 0;
4085
4086         switch (action) {
4087         case MEM_GOING_ONLINE:
4088                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4089                 break;
4090         case MEM_GOING_OFFLINE:
4091                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4092                 break;
4093         case MEM_OFFLINE:
4094         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4095                 slab_mem_offline_callback(arg);
4096                 break;
4097         case MEM_ONLINE:
4098         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4099                 break;
4100         }
4101         if (ret)
4102                 ret = notifier_from_errno(ret);
4103         else
4104                 ret = NOTIFY_OK;
4105         return ret;
4106 }
4107
4108 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4109         .notifier_call = slab_memory_callback,
4110         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4111 };
4112
4113 /********************************************************************
4114  *                      Basic setup of slabs
4115  *******************************************************************/
4116
4117 /*
4118  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4119  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4120  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4121  */
4122
4123 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4124 {
4125         int node;
4126         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4127         struct kmem_cache_node *n;
4128
4129         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4130
4131         /*
4132          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4133          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4134          * IPIs around.
4135          */
4136         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4137         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4138                 struct page *p;
4139
4140                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
4141                         p->slab_cache = s;
4142
4143 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4144                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
4145                         p->slab_cache = s;
4146 #endif
4147         }
4148         slab_init_memcg_params(s);
4149         list_add(&s->list, &slab_caches);
4150         memcg_link_cache(s);
4151         return s;
4152 }
4153
4154 void __init kmem_cache_init(void)
4155 {
4156         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4157                 boot_kmem_cache_node;
4158
4159         if (debug_guardpage_minorder())
4160                 slub_max_order = 0;
4161
4162         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4163         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4164
4165         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4166                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
4167
4168         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4169
4170         /* Able to allocate the per node structures */
4171         slab_state = PARTIAL;
4172
4173         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4174                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4175                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4176                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
4177
4178         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4179
4180         /*
4181          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
4182          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
4183          * update any list pointers.
4184          */
4185         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4186
4187         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4188         setup_kmalloc_cache_index_table();
4189         create_kmalloc_caches(0);
4190
4191         /* Setup random freelists for each cache */
4192         init_freelist_randomization();
4193
4194         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4195                                   slub_cpu_dead);
4196
4197         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d, CPUs=%d, Nodes=%d\n",
4198                 cache_line_size(),
4199                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4200                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4201 }
4202
4203 void __init kmem_cache_init_late(void)
4204 {
4205 }
4206
4207 struct kmem_cache *
4208 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
4209                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
4210 {
4211         struct kmem_cache *s, *c;
4212
4213         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4214         if (s) {
4215                 s->refcount++;
4216
4217                 /*
4218                  * Adjust the object sizes so that we clear
4219                  * the complete object on kzalloc.
4220                  */
4221                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
4222                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4223
4224                 for_each_memcg_cache(c, s) {
4225                         c->object_size = s->object_size;
4226                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
4227                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
4228                 }
4229
4230                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4231                         s->refcount--;
4232                         s = NULL;
4233                 }
4234         }
4235
4236         return s;
4237 }
4238
4239 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
4240 {
4241         int err;
4242
4243         err = kmem_cache_open(s, flags);
4244         if (err)
4245                 return err;
4246
4247         /* Mutex is not taken during early boot */
4248         if (slab_state <= UP)
4249                 return 0;
4250
4251         memcg_propagate_slab_attrs(s);
4252         err = sysfs_slab_add(s);
4253         if (err)
4254                 __kmem_cache_release(s);
4255
4256         return err;
4257 }
4258
4259 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4260 {
4261         struct kmem_cache *s;
4262         void *ret;
4263
4264         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4265                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4266
4267         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4268
4269         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4270                 return s;
4271
4272         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4273
4274         /* Honor the call site pointer we received. */
4275         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4276
4277         return ret;
4278 }
4279
4280 #ifdef CONFIG_NUMA
4281 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4282                                         int node, unsigned long caller)
4283 {
4284         struct kmem_cache *s;
4285         void *ret;
4286
4287         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4288                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4289
4290                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4291                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4292                                    gfpflags, node);
4293
4294                 return ret;
4295         }
4296
4297         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4298
4299         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4300                 return s;
4301
4302         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4303
4304         /* Honor the call site pointer we received. */
4305         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4306
4307         return ret;
4308 }
4309 #endif
4310
4311 #ifdef CONFIG_SYSFS
4312 static int count_inuse(struct page *page)
4313 {
4314         return page->inuse;
4315 }
4316
4317 static int count_total(struct page *page)
4318 {
4319         return page->objects;
4320 }
4321 #endif
4322
4323 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4324 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4325                                                 unsigned long *map)
4326 {
4327         void *p;
4328         void *addr = page_address(page);
4329
4330         if (!check_slab(s, page) ||
4331                         !on_freelist(s, page, NULL))
4332                 return 0;
4333
4334         /* Now we know that a valid freelist exists */
4335         bitmap_zero(map, page->objects);
4336
4337         get_map(s, page, map);
4338         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4339                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4340                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4341                                 return 0;
4342         }
4343
4344         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4345                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4346                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4347                                 return 0;
4348         return 1;
4349 }
4350
4351 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4352                                                 unsigned long *map)
4353 {
4354         slab_lock(page);
4355         validate_slab(s, page, map);
4356         slab_unlock(page);
4357 }
4358
4359 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4360                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4361 {
4362         unsigned long count = 0;
4363         struct page *page;
4364         unsigned long flags;
4365
4366         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4367
4368         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4369                 validate_slab_slab(s, page, map);
4370                 count++;
4371         }
4372         if (count != n->nr_partial)
4373                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4374                        s->name, count, n->nr_partial);
4375
4376         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4377                 goto out;
4378
4379         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4380                 validate_slab_slab(s, page, map);
4381                 count++;
4382         }
4383         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4384                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4385                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4386
4387 out:
4388         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4389         return count;
4390 }
4391
4392 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4393 {
4394         int node;
4395         unsigned long count = 0;
4396         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4397                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4398         struct kmem_cache_node *n;
4399
4400         if (!map)
4401                 return -ENOMEM;
4402
4403         flush_all(s);
4404         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4405                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4406         kfree(map);
4407         return count;
4408 }
4409 /*
4410  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4411  * and freed.
4412  */
4413
4414 struct location {
4415         unsigned long count;
4416         unsigned long addr;
4417         long long sum_time;
4418         long min_time;
4419         long max_time;
4420         long min_pid;
4421         long max_pid;
4422         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4423         nodemask_t nodes;
4424 };
4425
4426 struct loc_track {
4427         unsigned long max;
4428         unsigned long count;
4429         struct location *loc;
4430 };
4431
4432 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4433 {
4434         if (t->max)
4435                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4436                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4437 }
4438
4439 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4440 {
4441         struct location *l;
4442         int order;
4443
4444         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4445
4446         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4447         if (!l)
4448                 return 0;
4449
4450         if (t->count) {
4451                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4452                 free_loc_track(t);
4453         }
4454         t->max = max;
4455         t->loc = l;
4456         return 1;
4457 }
4458
4459 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4460                                 const struct track *track)
4461 {
4462         long start, end, pos;
4463         struct location *l;
4464         unsigned long caddr;
4465         unsigned long age = jiffies - track->when;
4466
4467         start = -1;
4468         end = t->count;
4469
4470         for ( ; ; ) {
4471                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4472
4473                 /*
4474                  * There is nothing at "end". If we end up there
4475                  * we need to add something to before end.
4476                  */
4477                 if (pos == end)
4478                         break;
4479
4480                 caddr = t->loc[pos].addr;
4481                 if (track->addr == caddr) {
4482
4483                         l = &t->loc[pos];
4484                         l->count++;
4485                         if (track->when) {
4486                                 l->sum_time += age;
4487                                 if (age < l->min_time)
4488                                         l->min_time = age;
4489                                 if (age > l->max_time)
4490                                         l->max_time = age;
4491
4492                                 if (track->pid < l->min_pid)
4493                                         l->min_pid = track->pid;
4494                                 if (track->pid > l->max_pid)
4495                                         l->max_pid = track->pid;
4496
4497                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4498                                                 to_cpumask(l->cpus));
4499                         }
4500                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4501                         return 1;
4502                 }
4503
4504                 if (track->addr < caddr)
4505                         end = pos;
4506                 else
4507                         start = pos;
4508         }
4509
4510         /*
4511          * Not found. Insert new tracking element.
4512          */
4513         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4514                 return 0;
4515
4516         l = t->loc + pos;
4517         if (pos < t->count)
4518                 memmove(l + 1, l,
4519                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4520         t->count++;
4521         l->count = 1;
4522         l->addr = track->addr;
4523         l->sum_time = age;
4524         l->min_time = age;
4525         l->max_time = age;
4526         l->min_pid = track->pid;
4527         l->max_pid = track->pid;
4528         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4529         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4530         nodes_clear(l->nodes);
4531         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4532         return 1;
4533 }
4534
4535 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4536                 struct page *page, enum track_item alloc,
4537                 unsigned long *map)
4538 {
4539         void *addr = page_address(page);
4540         void *p;
4541
4542         bitmap_zero(map, page->objects);
4543         get_map(s, page, map);
4544
4545         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4546                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4547                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4548 }
4549
4550 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4551                                         enum track_item alloc)
4552 {
4553         int len = 0;
4554         unsigned long i;
4555         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4556         int node;
4557         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4558                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4559         struct kmem_cache_node *n;
4560
4561         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4562                                      GFP_TEMPORARY)) {
4563                 kfree(map);
4564                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4565         }
4566         /* Push back cpu slabs */
4567         flush_all(s);
4568
4569         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4570                 unsigned long flags;
4571                 struct page *page;
4572
4573                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4574                         continue;
4575
4576                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4577                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4578                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4579                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4580                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4581                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4582         }
4583
4584         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4585                 struct location *l = &t.loc[i];
4586
4587                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4588                         break;
4589                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4590
4591                 if (l->addr)
4592                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4593                 else
4594                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4595
4596                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4597                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4598                                 l->min_time,
4599                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4600                                 l->max_time);
4601                 } else
4602                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4603                                 l->min_time);
4604
4605                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4606                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4607                                 l->min_pid, l->max_pid);
4608                 else
4609                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4610                                 l->min_pid);
4611
4612                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4613                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4614                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4615                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4616                                          " cpus=%*pbl",
4617                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4618
4619                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4620                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4621                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4622                                          " nodes=%*pbl",
4623                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4624
4625                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4626         }
4627
4628         free_loc_track(&t);
4629         kfree(map);
4630         if (!t.count)
4631                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4632         return len;
4633 }
4634 #endif
4635
4636 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4637 static void __init resiliency_test(void)
4638 {
4639         u8 *p;
4640
4641         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4642
4643         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4644         pr_err("-----------------------\n");
4645         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4646
4647         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4648         p[16] = 0x12;
4649         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4650                p + 16);
4651
4652         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4653
4654         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4655         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4656         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4657         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4658                p);
4659         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4660
4661         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4662         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4663         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4664         *p = 0x56;
4665         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4666                p);
4667         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4668         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4669
4670         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4671         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4672         kfree(p);
4673         *p = 0x78;
4674         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4675         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4676
4677         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4678         kfree(p);
4679         p[50] = 0x9a;
4680         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4681         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4682
4683         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4684         kfree(p);
4685         p[512] = 0xab;
4686         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4687         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4688 }
4689 #else
4690 #ifdef CONFIG_SYSFS
4691 static void resiliency_test(void) {};
4692 #endif
4693 #endif
4694
4695 #ifdef CONFIG_SYSFS
4696 enum slab_stat_type {
4697         SL_ALL,                 /* All slabs */
4698         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4699         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4700         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4701         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4702 };
4703
4704 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4705 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4706 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4707 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4708 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4709
4710 #ifdef CONFIG_MEMCG
4711 static bool memcg_sysfs_enabled = IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_MEMCG_SYSFS_ON);
4712
4713 static int __init setup_slub_memcg_sysfs(char *str)
4714 {
4715         int v;
4716
4717         if (get_option(&str, &v) > 0)
4718                 memcg_sysfs_enabled = v;
4719
4720         return 1;
4721 }
4722
4723 __setup("slub_memcg_sysfs=", setup_slub_memcg_sysfs);
4724 #endif
4725
4726 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4727                             char *buf, unsigned long flags)
4728 {
4729         unsigned long total = 0;
4730         int node;
4731         int x;
4732         unsigned long *nodes;
4733
4734         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4735         if (!nodes)
4736                 return -ENOMEM;
4737
4738         if (flags & SO_CPU) {
4739                 int cpu;
4740
4741                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4742                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4743                                                                cpu);
4744                         int node;
4745                         struct page *page;
4746
4747                         page = READ_ONCE(c->page);
4748                         if (!page)
4749                                 continue;
4750
4751                         node = page_to_nid(page);
4752                         if (flags & SO_TOTAL)
4753                                 x = page->objects;
4754                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4755                                 x = page->inuse;
4756                         else
4757                                 x = 1;
4758
4759                         total += x;
4760                         nodes[node] += x;
4761
4762                         page = READ_ONCE(c->partial);
4763                         if (page) {
4764                                 node = page_to_nid(page);
4765                                 if (flags & SO_TOTAL)
4766                                         WARN_ON_ONCE(1);
4767                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4768                                         WARN_ON_ONCE(1);
4769                                 else
4770                                         x = page->pages;
4771                                 total += x;
4772                                 nodes[node] += x;
4773                         }
4774                 }
4775         }
4776
4777         get_online_mems();
4778 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4779         if (flags & SO_ALL) {
4780                 struct kmem_cache_node *n;
4781
4782                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4783
4784                         if (flags & SO_TOTAL)
4785                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4786                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4787                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4788                                         count_partial(n, count_free);
4789                         else
4790                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4791                         total += x;
4792                         nodes[node] += x;
4793                 }
4794
4795         } else
4796 #endif
4797         if (flags & SO_PARTIAL) {
4798                 struct kmem_cache_node *n;
4799
4800                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4801                         if (flags & SO_TOTAL)
4802                                 x = count_partial(n, count_total);
4803                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4804                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4805                         else
4806                                 x = n->nr_partial;
4807                         total += x;
4808                         nodes[node] += x;
4809                 }
4810         }
4811         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4812 #ifdef CONFIG_NUMA
4813         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4814                 if (nodes[node])
4815                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4816                                         node, nodes[node]);
4817 #endif
4818         put_online_mems();
4819         kfree(nodes);
4820         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4821 }
4822
4823 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4824 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4825 {
4826         int node;
4827         struct kmem_cache_node *n;
4828
4829         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4830                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4831                         return 1;
4832
4833         return 0;
4834 }
4835 #endif
4836
4837 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4838 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4839
4840 struct slab_attribute {
4841         struct attribute attr;
4842         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4843         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4844 };
4845
4846 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4847         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4848         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4849
4850 #define SLAB_ATTR(_name) \
4851         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4852         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4853
4854 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4855 {
4856         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4857 }
4858 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4859
4860 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4861 {
4862         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4863 }
4864 SLAB_ATTR_RO(align);
4865
4866 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4867 {
4868         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4869 }
4870 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4871
4872 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4873 {
4874         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4875 }
4876 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4877
4878 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4879                                 const char *buf, size_t length)
4880 {
4881         unsigned long order;
4882         int err;
4883
4884         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4885         if (err)
4886                 return err;
4887
4888         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4889                 return -EINVAL;
4890
4891         calculate_sizes(s, order);
4892         return length;
4893 }
4894
4895 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4896 {
4897         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4898 }
4899 SLAB_ATTR(order);
4900
4901 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4902 {
4903         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4904 }
4905
4906 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4907                                  size_t length)
4908 {
4909         unsigned long min;
4910         int err;
4911
4912         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4913         if (err)
4914                 return err;
4915
4916         set_min_partial(s, min);
4917         return length;
4918 }
4919 SLAB_ATTR(min_partial);
4920
4921 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4922 {
4923         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4924 }
4925
4926 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4927                                  size_t length)
4928 {
4929         unsigned long objects;
4930         int err;
4931
4932         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4933         if (err)
4934                 return err;
4935         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4936                 return -EINVAL;
4937
4938         s->cpu_partial = objects;
4939         flush_all(s);
4940         return length;
4941 }
4942 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4943
4944 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4945 {
4946         if (!s->ctor)
4947                 return 0;
4948         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4949 }
4950 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4951
4952 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4953 {
4954         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
4955 }
4956 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4957
4958 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4959 {
4960         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4961 }
4962 SLAB_ATTR_RO(partial);
4963
4964 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4965 {
4966         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4967 }
4968 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4969
4970 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4971 {
4972         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4973 }
4974 SLAB_ATTR_RO(objects);
4975
4976 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4977 {
4978         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4979 }
4980 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4981
4982 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4983 {
4984         int objects = 0;
4985         int pages = 0;
4986         int cpu;
4987         int len;
4988
4989         for_each_online_cpu(cpu) {
4990                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4991
4992                 if (page) {
4993                         pages += page->pages;
4994                         objects += page->pobjects;
4995                 }
4996         }
4997
4998         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4999
5000 #ifdef CONFIG_SMP
5001         for_each_online_cpu(cpu) {
5002                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
5003
5004                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
5005                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
5006                                 page->pobjects, page->pages);
5007         }
5008 #endif
5009         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5010 }
5011 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5012
5013 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5014 {
5015         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5016 }
5017
5018 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
5019                                 const char *buf, size_t length)
5020 {
5021         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5022         if (buf[0] == '1')
5023                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5024         return length;
5025 }
5026 SLAB_ATTR(reclaim_account);
5027
5028 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5029 {
5030         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5031 }
5032 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5033
5034 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5035 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5036 {
5037         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5038 }
5039 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5040 #endif
5041
5042 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5043 {
5044         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5045 }
5046 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5047
5048 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5049 {
5050         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
5051 }
5052 SLAB_ATTR_RO(reserved);
5053
5054 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5055 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5056 {
5057         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5058 }
5059 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5060
5061 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5062 {
5063         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5064 }
5065 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5066
5067 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5068 {
5069         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5070 }
5071
5072 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
5073                                 const char *buf, size_t length)
5074 {
5075         s->flags &= ~SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5076         if (buf[0] == '1') {
5077                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5078                 s->flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5079         }
5080         return length;
5081 }
5082 SLAB_ATTR(sanity_checks);
5083
5084 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5085 {
5086         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5087 }
5088
5089 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5090                                                         size_t length)
5091 {
5092         /*
5093          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
5094          * as well as cause other issues like converting a mergeable
5095          * cache into an umergeable one.
5096          */
5097         if (s->refcount > 1)
5098                 return -EINVAL;
5099
5100         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
5101         if (buf[0] == '1') {
5102                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5103                 s->flags |= SLAB_TRACE;
5104         }
5105         return length;
5106 }
5107 SLAB_ATTR(trace);
5108
5109 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5110 {
5111         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5112 }
5113
5114 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
5115                                 const char *buf, size_t length)
5116 {
5117         if (any_slab_objects(s))
5118                 return -EBUSY;
5119
5120         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
5121         if (buf[0] == '1') {
5122                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
5123         }
5124         calculate_sizes(s, -1);
5125         return length;
5126 }
5127 SLAB_ATTR(red_zone);
5128
5129 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5130 {
5131         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5132 }
5133
5134 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
5135                                 const char *buf, size_t length)
5136 {
5137         if (any_slab_objects(s))
5138                 return -EBUSY;
5139
5140         s->flags &= ~SLAB_POISON;
5141         if (buf[0] == '1') {
5142                 s->flags |= SLAB_POISON;
5143         }
5144         calculate_sizes(s, -1);
5145         return length;
5146 }
5147 SLAB_ATTR(poison);
5148
5149 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5150 {
5151         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5152 }
5153
5154 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
5155                                 const char *buf, size_t length)
5156 {
5157         if (any_slab_objects(s))
5158                 return -EBUSY;
5159
5160         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
5161         if (buf[0] == '1') {
5162                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5163                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
5164         }
5165         calculate_sizes(s, -1);
5166         return length;
5167 }
5168 SLAB_ATTR(store_user);
5169
5170 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5171 {
5172         return 0;
5173 }
5174
5175 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5176                         const char *buf, size_t length)
5177 {
5178         int ret = -EINVAL;
5179
5180         if (buf[0] == '1') {
5181                 ret = validate_slab_cache(s);
5182                 if (ret >= 0)
5183                         ret = length;
5184         }
5185         return ret;
5186 }
5187 SLAB_ATTR(validate);
5188
5189 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5190 {
5191         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5192                 return -ENOSYS;
5193         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5194 }
5195 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5196
5197 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5198 {
5199         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5200                 return -ENOSYS;
5201         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5202 }
5203 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5204 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5205
5206 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5207 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5208 {
5209         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5210 }
5211
5212 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5213                                                         size_t length)
5214 {
5215         if (s->refcount > 1)
5216                 return -EINVAL;
5217
5218         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
5219         if (buf[0] == '1')
5220                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
5221         return length;
5222 }
5223 SLAB_ATTR(failslab);
5224 #endif
5225
5226 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5227 {
5228         return 0;
5229 }
5230
5231 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5232                         const char *buf, size_t length)
5233 {
5234         if (buf[0] == '1')
5235                 kmem_cache_shrink(s);
5236         else
5237                 return -EINVAL;
5238         return length;
5239 }
5240 SLAB_ATTR(shrink);
5241
5242 #ifdef CONFIG_NUMA
5243 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5244 {
5245         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5246 }
5247
5248 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5249                                 const char *buf, size_t length)
5250 {
5251         unsigned long ratio;
5252         int err;
5253
5254         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
5255         if (err)
5256                 return err;
5257
5258         if (ratio <= 100)
5259                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5260
5261         return length;
5262 }
5263 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5264 #endif
5265
5266 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5267 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5268 {
5269         unsigned long sum  = 0;
5270         int cpu;
5271         int len;
5272         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5273
5274         if (!data)
5275                 return -ENOMEM;
5276
5277         for_each_online_cpu(cpu) {
5278                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5279
5280                 data[cpu] = x;
5281                 sum += x;
5282         }
5283
5284         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5285
5286 #ifdef CONFIG_SMP
5287         for_each_online_cpu(cpu) {
5288                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5289                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5290         }
5291 #endif
5292         kfree(data);
5293         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5294 }
5295
5296 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5297 {
5298         int cpu;
5299
5300         for_each_online_cpu(cpu)
5301                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5302 }
5303
5304 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5305 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5306 {                                                               \
5307         return show_stat(s, buf, si);                           \
5308 }                                                               \
5309 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5310                                 const char *buf, size_t length) \
5311 {                                                               \
5312         if (buf[0] != '0')                                      \
5313                 return -EINVAL;                                 \
5314         clear_stat(s, si);                                      \
5315         return length;                                          \
5316 }                                                               \
5317 SLAB_ATTR(text);                                                \
5318
5319 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5320 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5321 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5322 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5323 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5324 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5325 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5326 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5327 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5328 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5329 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5330 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5331 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5332 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5333 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5334 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5335 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5336 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5337 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5338 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5339 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5340 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5341 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5342 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5343 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5344 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5345 #endif
5346
5347 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5348         &slab_size_attr.attr,
5349         &object_size_attr.attr,
5350         &objs_per_slab_attr.attr,
5351         &order_attr.attr,
5352         &min_partial_attr.attr,
5353         &cpu_partial_attr.attr,
5354         &objects_attr.attr,
5355         &objects_partial_attr.attr,
5356         &partial_attr.attr,
5357         &cpu_slabs_attr.attr,
5358         &ctor_attr.attr,
5359         &aliases_attr.attr,
5360         &align_attr.attr,
5361         &hwcache_align_attr.attr,
5362         &reclaim_account_attr.attr,
5363         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5364         &shrink_attr.attr,
5365         &reserved_attr.attr,
5366         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5367 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5368         &total_objects_attr.attr,
5369         &slabs_attr.attr,
5370         &sanity_checks_attr.attr,
5371         &trace_attr.attr,
5372         &red_zone_attr.attr,
5373         &poison_attr.attr,
5374         &store_user_attr.attr,
5375         &validate_attr.attr,
5376         &alloc_calls_attr.attr,
5377         &free_calls_attr.attr,
5378 #endif
5379 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5380         &cache_dma_attr.attr,
5381 #endif
5382 #ifdef CONFIG_NUMA
5383         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5384 #endif
5385 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5386         &alloc_fastpath_attr.attr,
5387         &alloc_slowpath_attr.attr,
5388         &free_fastpath_attr.attr,
5389         &free_slowpath_attr.attr,
5390         &free_frozen_attr.attr,
5391         &free_add_partial_attr.attr,
5392         &free_remove_partial_attr.attr,
5393         &alloc_from_partial_attr.attr,
5394         &alloc_slab_attr.attr,
5395         &alloc_refill_attr.attr,
5396         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5397         &free_slab_attr.attr,
5398         &cpuslab_flush_attr.attr,
5399         &deactivate_full_attr.attr,
5400         &deactivate_empty_attr.attr,
5401         &deactivate_to_head_attr.attr,
5402         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5403         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5404         &deactivate_bypass_attr.attr,
5405         &order_fallback_attr.attr,
5406         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5407         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5408         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5409         &cpu_partial_free_attr.attr,
5410         &cpu_partial_node_attr.attr,
5411         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5412 #endif
5413 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5414         &failslab_attr.attr,
5415 #endif
5416
5417         NULL
5418 };
5419
5420 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5421         .attrs = slab_attrs,
5422 };
5423
5424 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5425                                 struct attribute *attr,
5426                                 char *buf)
5427 {
5428         struct slab_attribute *attribute;
5429         struct kmem_cache *s;
5430         int err;
5431
5432         attribute = to_slab_attr(attr);
5433         s = to_slab(kobj);
5434
5435         if (!attribute->show)
5436                 return -EIO;
5437
5438         err = attribute->show(s, buf);
5439
5440         return err;
5441 }
5442
5443 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5444                                 struct attribute *attr,
5445                                 const char *buf, size_t len)
5446 {
5447         struct slab_attribute *attribute;
5448         struct kmem_cache *s;
5449         int err;
5450
5451         attribute = to_slab_attr(attr);
5452         s = to_slab(kobj);
5453
5454         if (!attribute->store)
5455                 return -EIO;
5456
5457         err = attribute->store(s, buf, len);
5458 #ifdef CONFIG_MEMCG
5459         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5460                 struct kmem_cache *c;
5461
5462                 mutex_lock(&slab_mutex);
5463                 if (s->max_attr_size < len)
5464                         s->max_attr_size = len;
5465
5466                 /*
5467                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5468                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5469                  * basically because not all attributes will have a well
5470                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5471                  * have permanent effects.
5472                  *
5473                  * Returning the error value of any of the children that fail
5474                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5475                  * error code won't be able to know anything about the state of
5476                  * the cache.
5477                  *
5478                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5479                  * has well defined semantics. The cache being written to
5480                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5481                  * through the descendants with best-effort propagation.
5482                  */
5483                 for_each_memcg_cache(c, s)
5484                         attribute->store(c, buf, len);
5485                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5486         }
5487 #endif
5488         return err;
5489 }
5490
5491 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5492 {
5493 #ifdef CONFIG_MEMCG
5494         int i;
5495         char *buffer = NULL;
5496         struct kmem_cache *root_cache;
5497
5498         if (is_root_cache(s))
5499                 return;
5500
5501         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5502
5503         /*
5504          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5505          * in copying default values around
5506          */
5507         if (!root_cache->max_attr_size)
5508                 return;
5509
5510         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5511                 char mbuf[64];
5512                 char *buf;
5513                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5514                 ssize_t len;
5515
5516                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5517                         continue;
5518
5519                 /*
5520                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5521                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5522                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5523                  *
5524                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5525                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5526                  * theoretically happen.
5527                  */
5528                 if (buffer)
5529                         buf = buffer;
5530                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5531                         buf = mbuf;
5532                 else {
5533                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5534                         if (WARN_ON(!buffer))
5535                                 continue;
5536                         buf = buffer;
5537                 }
5538
5539                 len = attr->show(root_cache, buf);
5540                 if (len > 0)
5541                         attr->store(s, buf, len);
5542         }
5543
5544         if (buffer)
5545                 free_page((unsigned long)buffer);
5546 #endif
5547 }
5548
5549 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5550 {
5551         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5552 }
5553
5554 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5555         .show = slab_attr_show,
5556         .store = slab_attr_store,
5557 };
5558
5559 static struct kobj_type slab_ktype = {
5560         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5561         .release = kmem_cache_release,
5562 };
5563
5564 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5565 {
5566         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5567
5568         if (ktype == &slab_ktype)
5569                 return 1;
5570         return 0;
5571 }
5572
5573 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5574         .filter = uevent_filter,
5575 };
5576
5577 static struct kset *slab_kset;
5578
5579 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5580 {
5581 #ifdef CONFIG_MEMCG
5582         if (!is_root_cache(s))
5583                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5584 #endif
5585         return slab_kset;
5586 }
5587
5588 #define ID_STR_LENGTH 64
5589
5590 /* Create a unique string id for a slab cache:
5591  *
5592  * Format       :[flags-]size
5593  */
5594 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5595 {
5596         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5597         char *p = name;
5598
5599         BUG_ON(!name);
5600
5601         *p++ = ':';
5602         /*
5603          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5604          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5605          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5606          * are matched during merging to guarantee that the id is
5607          * unique.
5608          */
5609         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5610                 *p++ = 'd';
5611         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5612                 *p++ = 'a';
5613         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5614                 *p++ = 'F';
5615         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5616                 *p++ = 't';
5617         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5618                 *p++ = 'A';
5619         if (p != name + 1)
5620                 *p++ = '-';
5621         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5622
5623         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5624         return name;
5625 }
5626
5627 static void sysfs_slab_remove_workfn(struct work_struct *work)
5628 {
5629         struct kmem_cache *s =
5630                 container_of(work, struct kmem_cache, kobj_remove_work);
5631
5632         if (!s->kobj.state_in_sysfs)
5633                 /*
5634                  * For a memcg cache, this may be called during
5635                  * deactivation and again on shutdown.  Remove only once.
5636                  * A cache is never shut down before deactivation is
5637                  * complete, so no need to worry about synchronization.
5638                  */
5639                 return;
5640
5641 #ifdef CONFIG_MEMCG
5642         kset_unregister(s->memcg_kset);
5643 #endif
5644         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5645         kobject_del(&s->kobj);
5646         kobject_put(&s->kobj);
5647 }
5648
5649 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5650 {
5651         int err;
5652         const char *name;
5653         struct kset *kset = cache_kset(s);
5654         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5655
5656         INIT_WORK(&s->kobj_remove_work, sysfs_slab_remove_workfn);
5657
5658         if (!kset) {
5659                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5660                 return 0;
5661         }
5662
5663         if (unmergeable) {
5664                 /*
5665                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5666                  * This is typically the case for debug situations. In that
5667                  * case we can catch duplicate names easily.
5668                  */
5669                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5670                 name = s->name;
5671         } else {
5672                 /*
5673                  * Create a unique name for the slab as a target
5674                  * for the symlinks.
5675                  */
5676                 name = create_unique_id(s);
5677         }
5678
5679         s->kobj.kset = kset;
5680         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5681         if (err)
5682                 goto out;
5683
5684         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5685         if (err)
5686                 goto out_del_kobj;
5687
5688 #ifdef CONFIG_MEMCG
5689         if (is_root_cache(s) && memcg_sysfs_enabled) {
5690                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5691                 if (!s->memcg_kset) {
5692                         err = -ENOMEM;
5693                         goto out_del_kobj;
5694                 }
5695         }
5696 #endif
5697
5698         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5699         if (!unmergeable) {
5700                 /* Setup first alias */
5701                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5702         }
5703 out:
5704         if (!unmergeable)
5705                 kfree(name);
5706         return err;
5707 out_del_kobj:
5708         kobject_del(&s->kobj);
5709         goto out;
5710 }
5711
5712 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5713 {
5714         if (slab_state < FULL)
5715                 /*
5716                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5717                  * cache from sysfs.
5718                  */
5719                 return;
5720
5721         kobject_get(&s->kobj);
5722         schedule_work(&s->kobj_remove_work);
5723 }
5724
5725 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5726 {
5727         if (slab_state >= FULL)
5728                 kobject_put(&s->kobj);
5729 }
5730
5731 /*
5732  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5733  * available lest we lose that information.
5734  */
5735 struct saved_alias {
5736         struct kmem_cache *s;
5737         const char *name;
5738         struct saved_alias *next;
5739 };
5740
5741 static struct saved_alias *alias_list;
5742
5743 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5744 {
5745         struct saved_alias *al;
5746
5747         if (slab_state == FULL) {
5748                 /*
5749                  * If we have a leftover link then remove it.
5750                  */
5751                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5752                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5753         }
5754
5755         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5756         if (!al)
5757                 return -ENOMEM;
5758
5759         al->s = s;
5760         al->name = name;
5761         al->next = alias_list;
5762         alias_list = al;
5763         return 0;
5764 }
5765
5766 static int __init slab_sysfs_init(void)
5767 {
5768         struct kmem_cache *s;
5769         int err;
5770
5771         mutex_lock(&slab_mutex);
5772
5773         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5774         if (!slab_kset) {
5775                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5776                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5777                 return -ENOSYS;
5778         }
5779
5780         slab_state = FULL;
5781
5782         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5783                 err = sysfs_slab_add(s);
5784                 if (err)
5785                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5786                                s->name);
5787         }
5788
5789         while (alias_list) {
5790                 struct saved_alias *al = alias_list;
5791
5792                 alias_list = alias_list->next;
5793                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5794                 if (err)
5795                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5796                                al->name);
5797                 kfree(al);
5798         }
5799
5800         mutex_unlock(&slab_mutex);
5801         resiliency_test();
5802         return 0;
5803 }
5804
5805 __initcall(slab_sysfs_init);
5806 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5807
5808 /*
5809  * The /proc/slabinfo ABI
5810  */
5811 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5812 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5813 {
5814         unsigned long nr_slabs = 0;
5815         unsigned long nr_objs = 0;
5816         unsigned long nr_free = 0;
5817         int node;
5818         struct kmem_cache_node *n;
5819
5820         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5821                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5822                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5823                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5824         }
5825
5826         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5827         sinfo->num_objs = nr_objs;
5828         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5829         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5830         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5831         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5832 }
5833
5834 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5835 {
5836 }
5837
5838 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5839                        size_t count, loff_t *ppos)
5840 {
5841         return -EIO;
5842 }
5843 #endif /* CONFIG_SLABINFO */