]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/slub.c
printk-formats.txt: Better describe the difference between %pS and %pF
[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_lruvec_page_state(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_lruvec_page_state(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 > slub_cpu_partial(s) / 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, struct kmem_cache_cpu *c)
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         c->page = NULL;
2137         c->freelist = NULL;
2138 }
2139
2140 /*
2141  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2142  *
2143  * This function must be called with interrupts disabled
2144  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2145  * to guarantee no concurrent accesses).
2146  */
2147 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2148                 struct kmem_cache_cpu *c)
2149 {
2150 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2151         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2152         struct page *page, *discard_page = NULL;
2153
2154         while ((page = c->partial)) {
2155                 struct page new;
2156                 struct page old;
2157
2158                 c->partial = page->next;
2159
2160                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2161                 if (n != n2) {
2162                         if (n)
2163                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2164
2165                         n = n2;
2166                         spin_lock(&n->list_lock);
2167                 }
2168
2169                 do {
2170
2171                         old.freelist = page->freelist;
2172                         old.counters = page->counters;
2173                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2174
2175                         new.counters = old.counters;
2176                         new.freelist = old.freelist;
2177
2178                         new.frozen = 0;
2179
2180                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2181                                 old.freelist, old.counters,
2182                                 new.freelist, new.counters,
2183                                 "unfreezing slab"));
2184
2185                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2186                         page->next = discard_page;
2187                         discard_page = page;
2188                 } else {
2189                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2190                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2191                 }
2192         }
2193
2194         if (n)
2195                 spin_unlock(&n->list_lock);
2196
2197         while (discard_page) {
2198                 page = discard_page;
2199                 discard_page = discard_page->next;
2200
2201                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2202                 discard_slab(s, page);
2203                 stat(s, FREE_SLAB);
2204         }
2205 #endif
2206 }
2207
2208 /*
2209  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2210  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2211  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2212  * onto a random cpus partial slot.
2213  *
2214  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2215  * per node partial list.
2216  */
2217 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2218 {
2219 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2220         struct page *oldpage;
2221         int pages;
2222         int pobjects;
2223
2224         preempt_disable();
2225         do {
2226                 pages = 0;
2227                 pobjects = 0;
2228                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2229
2230                 if (oldpage) {
2231                         pobjects = oldpage->pobjects;
2232                         pages = oldpage->pages;
2233                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2234                                 unsigned long flags;
2235                                 /*
2236                                  * partial array is full. Move the existing
2237                                  * set to the per node partial list.
2238                                  */
2239                                 local_irq_save(flags);
2240                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2241                                 local_irq_restore(flags);
2242                                 oldpage = NULL;
2243                                 pobjects = 0;
2244                                 pages = 0;
2245                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2246                         }
2247                 }
2248
2249                 pages++;
2250                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2251
2252                 page->pages = pages;
2253                 page->pobjects = pobjects;
2254                 page->next = oldpage;
2255
2256         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2257                                                                 != oldpage);
2258         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2259                 unsigned long flags;
2260
2261                 local_irq_save(flags);
2262                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2263                 local_irq_restore(flags);
2264         }
2265         preempt_enable();
2266 #endif
2267 }
2268
2269 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2270 {
2271         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2272         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2273
2274         c->tid = next_tid(c->tid);
2275 }
2276
2277 /*
2278  * Flush cpu slab.
2279  *
2280  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2281  */
2282 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2283 {
2284         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2285
2286         if (likely(c)) {
2287                 if (c->page)
2288                         flush_slab(s, c);
2289
2290                 unfreeze_partials(s, c);
2291         }
2292 }
2293
2294 static void flush_cpu_slab(void *d)
2295 {
2296         struct kmem_cache *s = d;
2297
2298         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2299 }
2300
2301 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2302 {
2303         struct kmem_cache *s = info;
2304         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2305
2306         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2307 }
2308
2309 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2310 {
2311         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2312 }
2313
2314 /*
2315  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2316  * necessary.
2317  */
2318 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2319 {
2320         struct kmem_cache *s;
2321         unsigned long flags;
2322
2323         mutex_lock(&slab_mutex);
2324         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2325                 local_irq_save(flags);
2326                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2327                 local_irq_restore(flags);
2328         }
2329         mutex_unlock(&slab_mutex);
2330         return 0;
2331 }
2332
2333 /*
2334  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2335  * locality expectations.
2336  */
2337 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2338 {
2339 #ifdef CONFIG_NUMA
2340         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2341                 return 0;
2342 #endif
2343         return 1;
2344 }
2345
2346 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2347 static int count_free(struct page *page)
2348 {
2349         return page->objects - page->inuse;
2350 }
2351
2352 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2353 {
2354         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2355 }
2356 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2357
2358 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2359 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2360                                         int (*get_count)(struct page *))
2361 {
2362         unsigned long flags;
2363         unsigned long x = 0;
2364         struct page *page;
2365
2366         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2367         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2368                 x += get_count(page);
2369         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2370         return x;
2371 }
2372 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2373
2374 static noinline void
2375 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2376 {
2377 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2378         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2379                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2380         int node;
2381         struct kmem_cache_node *n;
2382
2383         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2384                 return;
2385
2386         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2387                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2388         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, default order: %d, min order: %d\n",
2389                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2390                 oo_order(s->min));
2391
2392         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2393                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2394                         s->name);
2395
2396         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2397                 unsigned long nr_slabs;
2398                 unsigned long nr_objs;
2399                 unsigned long nr_free;
2400
2401                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2402                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2403                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2404
2405                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2406                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2407         }
2408 #endif
2409 }
2410
2411 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2412                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2413 {
2414         void *freelist;
2415         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2416         struct page *page;
2417
2418         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2419
2420         if (freelist)
2421                 return freelist;
2422
2423         page = new_slab(s, flags, node);
2424         if (page) {
2425                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2426                 if (c->page)
2427                         flush_slab(s, c);
2428
2429                 /*
2430                  * No other reference to the page yet so we can
2431                  * muck around with it freely without cmpxchg
2432                  */
2433                 freelist = page->freelist;
2434                 page->freelist = NULL;
2435
2436                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2437                 c->page = page;
2438                 *pc = c;
2439         } else
2440                 freelist = NULL;
2441
2442         return freelist;
2443 }
2444
2445 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2446 {
2447         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2448                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2449
2450         return true;
2451 }
2452
2453 /*
2454  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2455  * per cpu freelist or deactivate the page.
2456  *
2457  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2458  *
2459  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2460  *
2461  * This function must be called with interrupt disabled.
2462  */
2463 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2464 {
2465         struct page new;
2466         unsigned long counters;
2467         void *freelist;
2468
2469         do {
2470                 freelist = page->freelist;
2471                 counters = page->counters;
2472
2473                 new.counters = counters;
2474                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2475
2476                 new.inuse = page->objects;
2477                 new.frozen = freelist != NULL;
2478
2479         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2480                 freelist, counters,
2481                 NULL, new.counters,
2482                 "get_freelist"));
2483
2484         return freelist;
2485 }
2486
2487 /*
2488  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2489  * debugging duties.
2490  *
2491  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2492  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2493  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2494  *
2495  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2496  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2497  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2498  *
2499  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2500  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2501  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2502  *
2503  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2504  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2505  */
2506 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2507                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2508 {
2509         void *freelist;
2510         struct page *page;
2511
2512         page = c->page;
2513         if (!page)
2514                 goto new_slab;
2515 redo:
2516
2517         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2518                 int searchnode = node;
2519
2520                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2521                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2522
2523                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2524                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2525                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2526                         goto new_slab;
2527                 }
2528         }
2529
2530         /*
2531          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2532          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2533          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2534          */
2535         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2536                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2537                 goto new_slab;
2538         }
2539
2540         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2541         freelist = c->freelist;
2542         if (freelist)
2543                 goto load_freelist;
2544
2545         freelist = get_freelist(s, page);
2546
2547         if (!freelist) {
2548                 c->page = NULL;
2549                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2550                 goto new_slab;
2551         }
2552
2553         stat(s, ALLOC_REFILL);
2554
2555 load_freelist:
2556         /*
2557          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2558          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2559          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2560          */
2561         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2562         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2563         c->tid = next_tid(c->tid);
2564         return freelist;
2565
2566 new_slab:
2567
2568         if (slub_percpu_partial(c)) {
2569                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2570                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2571                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2572                 goto redo;
2573         }
2574
2575         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2576
2577         if (unlikely(!freelist)) {
2578                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2579                 return NULL;
2580         }
2581
2582         page = c->page;
2583         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2584                 goto load_freelist;
2585
2586         /* Only entered in the debug case */
2587         if (kmem_cache_debug(s) &&
2588                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2589                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2590
2591         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2592         return freelist;
2593 }
2594
2595 /*
2596  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2597  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2598  */
2599 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2600                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2601 {
2602         void *p;
2603         unsigned long flags;
2604
2605         local_irq_save(flags);
2606 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2607         /*
2608          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2609          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2610          * pointer.
2611          */
2612         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2613 #endif
2614
2615         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2616         local_irq_restore(flags);
2617         return p;
2618 }
2619
2620 /*
2621  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2622  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2623  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2624  *
2625  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2626  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2627  *
2628  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2629  */
2630 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2631                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2632 {
2633         void *object;
2634         struct kmem_cache_cpu *c;
2635         struct page *page;
2636         unsigned long tid;
2637
2638         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2639         if (!s)
2640                 return NULL;
2641 redo:
2642         /*
2643          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2644          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2645          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2646          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2647          *
2648          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2649          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2650          * to check if it is matched or not.
2651          */
2652         do {
2653                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2654                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2655         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2656                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2657
2658         /*
2659          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2660          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2661          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2662          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2663          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2664          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2665          */
2666         barrier();
2667
2668         /*
2669          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2670          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2671          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2672          * linked list in between.
2673          */
2674
2675         object = c->freelist;
2676         page = c->page;
2677         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2678                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2679                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2680         } else {
2681                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2682
2683                 /*
2684                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2685                  * operation and if we are on the right processor.
2686                  *
2687                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2688                  * semantics!)
2689                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2690                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2691                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2692                  *
2693                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2694                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2695                  * other cpus.
2696                  */
2697                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2698                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2699                                 object, tid,
2700                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2701
2702                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2703                         goto redo;
2704                 }
2705                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2706                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2707         }
2708
2709         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2710                 memset(object, 0, s->object_size);
2711
2712         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2713
2714         return object;
2715 }
2716
2717 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2718                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2719 {
2720         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2721 }
2722
2723 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2724 {
2725         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2726
2727         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2728                                 s->size, gfpflags);
2729
2730         return ret;
2731 }
2732 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2733
2734 #ifdef CONFIG_TRACING
2735 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2736 {
2737         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2738         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2739         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2740         return ret;
2741 }
2742 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2743 #endif
2744
2745 #ifdef CONFIG_NUMA
2746 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2747 {
2748         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2749
2750         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2751                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2752
2753         return ret;
2754 }
2755 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2756
2757 #ifdef CONFIG_TRACING
2758 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2759                                     gfp_t gfpflags,
2760                                     int node, size_t size)
2761 {
2762         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2763
2764         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2765                            size, s->size, gfpflags, node);
2766
2767         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2768         return ret;
2769 }
2770 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2771 #endif
2772 #endif
2773
2774 /*
2775  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2776  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2777  *
2778  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2779  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2780  * handling required then we can return immediately.
2781  */
2782 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2783                         void *head, void *tail, int cnt,
2784                         unsigned long addr)
2785
2786 {
2787         void *prior;
2788         int was_frozen;
2789         struct page new;
2790         unsigned long counters;
2791         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2792         unsigned long uninitialized_var(flags);
2793
2794         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2795
2796         if (kmem_cache_debug(s) &&
2797             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2798                 return;
2799
2800         do {
2801                 if (unlikely(n)) {
2802                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2803                         n = NULL;
2804                 }
2805                 prior = page->freelist;
2806                 counters = page->counters;
2807                 set_freepointer(s, tail, prior);
2808                 new.counters = counters;
2809                 was_frozen = new.frozen;
2810                 new.inuse -= cnt;
2811                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2812
2813                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2814
2815                                 /*
2816                                  * Slab was on no list before and will be
2817                                  * partially empty
2818                                  * We can defer the list move and instead
2819                                  * freeze it.
2820                                  */
2821                                 new.frozen = 1;
2822
2823                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2824
2825                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2826                                 /*
2827                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2828                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2829                                  * drop the list_lock without any processing.
2830                                  *
2831                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2832                                  * other processors updating the list of slabs.
2833                                  */
2834                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2835
2836                         }
2837                 }
2838
2839         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2840                 prior, counters,
2841                 head, new.counters,
2842                 "__slab_free"));
2843
2844         if (likely(!n)) {
2845
2846                 /*
2847                  * If we just froze the page then put it onto the
2848                  * per cpu partial list.
2849                  */
2850                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2851                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2852                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2853                 }
2854                 /*
2855                  * The list lock was not taken therefore no list
2856                  * activity can be necessary.
2857                  */
2858                 if (was_frozen)
2859                         stat(s, FREE_FROZEN);
2860                 return;
2861         }
2862
2863         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2864                 goto slab_empty;
2865
2866         /*
2867          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2868          * then add it.
2869          */
2870         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2871                 if (kmem_cache_debug(s))
2872                         remove_full(s, n, page);
2873                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2874                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2875         }
2876         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2877         return;
2878
2879 slab_empty:
2880         if (prior) {
2881                 /*
2882                  * Slab on the partial list.
2883                  */
2884                 remove_partial(n, page);
2885                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2886         } else {
2887                 /* Slab must be on the full list */
2888                 remove_full(s, n, page);
2889         }
2890
2891         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2892         stat(s, FREE_SLAB);
2893         discard_slab(s, page);
2894 }
2895
2896 /*
2897  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2898  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2899  *
2900  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2901  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2902  * the item before.
2903  *
2904  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2905  * with all sorts of special processing.
2906  *
2907  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2908  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2909  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2910  */
2911 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
2912                                 struct page *page, void *head, void *tail,
2913                                 int cnt, unsigned long addr)
2914 {
2915         void *tail_obj = tail ? : head;
2916         struct kmem_cache_cpu *c;
2917         unsigned long tid;
2918 redo:
2919         /*
2920          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2921          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2922          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2923          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2924          */
2925         do {
2926                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2927                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2928         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2929                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2930
2931         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2932         barrier();
2933
2934         if (likely(page == c->page)) {
2935                 set_freepointer(s, tail_obj, c->freelist);
2936
2937                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2938                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2939                                 c->freelist, tid,
2940                                 head, next_tid(tid)))) {
2941
2942                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2943                         goto redo;
2944                 }
2945                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2946         } else
2947                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
2948
2949 }
2950
2951 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2952                                       void *head, void *tail, int cnt,
2953                                       unsigned long addr)
2954 {
2955         slab_free_freelist_hook(s, head, tail);
2956         /*
2957          * slab_free_freelist_hook() could have put the items into quarantine.
2958          * If so, no need to free them.
2959          */
2960         if (s->flags & SLAB_KASAN && !(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
2961                 return;
2962         do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
2963 }
2964
2965 #ifdef CONFIG_KASAN
2966 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
2967 {
2968         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
2969 }
2970 #endif
2971
2972 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2973 {
2974         s = cache_from_obj(s, x);
2975         if (!s)
2976                 return;
2977         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
2978         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2979 }
2980 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2981
2982 struct detached_freelist {
2983         struct page *page;
2984         void *tail;
2985         void *freelist;
2986         int cnt;
2987         struct kmem_cache *s;
2988 };
2989
2990 /*
2991  * This function progressively scans the array with free objects (with
2992  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
2993  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
2994  * page/objects.  This can happen without any need for
2995  * synchronization, because the objects are owned by running process.
2996  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
2997  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
2998  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
2999  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3000  * to performance reasons.
3001  */
3002 static inline
3003 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3004                             void **p, struct detached_freelist *df)
3005 {
3006         size_t first_skipped_index = 0;
3007         int lookahead = 3;
3008         void *object;
3009         struct page *page;
3010
3011         /* Always re-init detached_freelist */
3012         df->page = NULL;
3013
3014         do {
3015                 object = p[--size];
3016                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3017         } while (!object && size);
3018
3019         if (!object)
3020                 return 0;
3021
3022         page = virt_to_head_page(object);
3023         if (!s) {
3024                 /* Handle kalloc'ed objects */
3025                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3026                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3027                         kfree_hook(object);
3028                         __free_pages(page, compound_order(page));
3029                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3030                         return size;
3031                 }
3032                 /* Derive kmem_cache from object */
3033                 df->s = page->slab_cache;
3034         } else {
3035                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3036         }
3037
3038         /* Start new detached freelist */
3039         df->page = page;
3040         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3041         df->tail = object;
3042         df->freelist = object;
3043         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3044         df->cnt = 1;
3045
3046         while (size) {
3047                 object = p[--size];
3048                 if (!object)
3049                         continue; /* Skip processed objects */
3050
3051                 /* df->page is always set at this point */
3052                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3053                         /* Opportunity build freelist */
3054                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3055                         df->freelist = object;
3056                         df->cnt++;
3057                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3058
3059                         continue;
3060                 }
3061
3062                 /* Limit look ahead search */
3063                 if (!--lookahead)
3064                         break;
3065
3066                 if (!first_skipped_index)
3067                         first_skipped_index = size + 1;
3068         }
3069
3070         return first_skipped_index;
3071 }
3072
3073 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3074 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3075 {
3076         if (WARN_ON(!size))
3077                 return;
3078
3079         do {
3080                 struct detached_freelist df;
3081
3082                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3083                 if (!df.page)
3084                         continue;
3085
3086                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
3087         } while (likely(size));
3088 }
3089 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3090
3091 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3092 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3093                           void **p)
3094 {
3095         struct kmem_cache_cpu *c;
3096         int i;
3097
3098         /* memcg and kmem_cache debug support */
3099         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3100         if (unlikely(!s))
3101                 return false;
3102         /*
3103          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3104          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3105          * handlers invoking normal fastpath.
3106          */
3107         local_irq_disable();
3108         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3109
3110         for (i = 0; i < size; i++) {
3111                 void *object = c->freelist;
3112
3113                 if (unlikely(!object)) {
3114                         /*
3115                          * Invoking slow path likely have side-effect
3116                          * of re-populating per CPU c->freelist
3117                          */
3118                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3119                                             _RET_IP_, c);
3120                         if (unlikely(!p[i]))
3121                                 goto error;
3122
3123                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3124                         continue; /* goto for-loop */
3125                 }
3126                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3127                 p[i] = object;
3128         }
3129         c->tid = next_tid(c->tid);
3130         local_irq_enable();
3131
3132         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3133         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO)) {
3134                 int j;
3135
3136                 for (j = 0; j < i; j++)
3137                         memset(p[j], 0, s->object_size);
3138         }
3139
3140         /* memcg and kmem_cache debug support */
3141         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3142         return i;
3143 error:
3144         local_irq_enable();
3145         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3146         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3147         return 0;
3148 }
3149 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3150
3151
3152 /*
3153  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3154  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3155  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3156  * another.
3157  *
3158  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3159  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3160  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3161  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3162  * locking overhead.
3163  */
3164
3165 /*
3166  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3167  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3168  * and increases the number of allocations possible without having to
3169  * take the list_lock.
3170  */
3171 static int slub_min_order;
3172 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3173 static int slub_min_objects;
3174
3175 /*
3176  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3177  *
3178  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3179  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3180  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3181  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3182  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3183  * would be wasted.
3184  *
3185  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3186  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3187  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3188  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3189  *
3190  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3191  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3192  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3193  * of space in favor of a small page order.
3194  *
3195  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3196  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3197  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3198  * the smallest order which will fit the object.
3199  */
3200 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
3201                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
3202 {
3203         int order;
3204         int rem;
3205         int min_order = slub_min_order;
3206
3207         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3208                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3209
3210         for (order = max(min_order, get_order(min_objects * size + reserved));
3211                         order <= max_order; order++) {
3212
3213                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
3214
3215                 rem = (slab_size - reserved) % size;
3216
3217                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3218                         break;
3219         }
3220
3221         return order;
3222 }
3223
3224 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
3225 {
3226         int order;
3227         int min_objects;
3228         int fraction;
3229         int max_objects;
3230
3231         /*
3232          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3233          * works by first attempting to generate a layout with
3234          * the best configuration and backing off gradually.
3235          *
3236          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3237          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3238          */
3239         min_objects = slub_min_objects;
3240         if (!min_objects)
3241                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3242         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
3243         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3244
3245         while (min_objects > 1) {
3246                 fraction = 16;
3247                 while (fraction >= 4) {
3248                         order = slab_order(size, min_objects,
3249                                         slub_max_order, fraction, reserved);
3250                         if (order <= slub_max_order)
3251                                 return order;
3252                         fraction /= 2;
3253                 }
3254                 min_objects--;
3255         }
3256
3257         /*
3258          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3259          * lets see if we can place a single object there.
3260          */
3261         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
3262         if (order <= slub_max_order)
3263                 return order;
3264
3265         /*
3266          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3267          */
3268         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
3269         if (order < MAX_ORDER)
3270                 return order;
3271         return -ENOSYS;
3272 }
3273
3274 static void
3275 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3276 {
3277         n->nr_partial = 0;
3278         spin_lock_init(&n->list_lock);
3279         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3280 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3281         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3282         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3283         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3284 #endif
3285 }
3286
3287 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3288 {
3289         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3290                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3291
3292         /*
3293          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3294          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3295          */
3296         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3297                                      2 * sizeof(void *));
3298
3299         if (!s->cpu_slab)
3300                 return 0;
3301
3302         init_kmem_cache_cpus(s);
3303
3304         return 1;
3305 }
3306
3307 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3308
3309 /*
3310  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3311  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3312  * possible.
3313  *
3314  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3315  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3316  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3317  */
3318 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3319 {
3320         struct page *page;
3321         struct kmem_cache_node *n;
3322
3323         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3324
3325         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3326
3327         BUG_ON(!page);
3328         if (page_to_nid(page) != node) {
3329                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3330                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3331         }
3332
3333         n = page->freelist;
3334         BUG_ON(!n);
3335         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3336         page->inuse = 1;
3337         page->frozen = 0;
3338         kmem_cache_node->node[node] = n;
3339 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3340         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3341         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3342 #endif
3343         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node),
3344                       GFP_KERNEL);
3345         init_kmem_cache_node(n);
3346         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3347
3348         /*
3349          * No locks need to be taken here as it has just been
3350          * initialized and there is no concurrent access.
3351          */
3352         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3353 }
3354
3355 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3356 {
3357         int node;
3358         struct kmem_cache_node *n;
3359
3360         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3361                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3362                 s->node[node] = NULL;
3363         }
3364 }
3365
3366 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3367 {
3368         cache_random_seq_destroy(s);
3369         free_percpu(s->cpu_slab);
3370         free_kmem_cache_nodes(s);
3371 }
3372
3373 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3374 {
3375         int node;
3376
3377         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3378                 struct kmem_cache_node *n;
3379
3380                 if (slab_state == DOWN) {
3381                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3382                         continue;
3383                 }
3384                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3385                                                 GFP_KERNEL, node);
3386
3387                 if (!n) {
3388                         free_kmem_cache_nodes(s);
3389                         return 0;
3390                 }
3391
3392                 s->node[node] = n;
3393                 init_kmem_cache_node(n);
3394         }
3395         return 1;
3396 }
3397
3398 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3399 {
3400         if (min < MIN_PARTIAL)
3401                 min = MIN_PARTIAL;
3402         else if (min > MAX_PARTIAL)
3403                 min = MAX_PARTIAL;
3404         s->min_partial = min;
3405 }
3406
3407 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3408 {
3409 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3410         /*
3411          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3412          * per cpu partial lists of a processor.
3413          *
3414          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3415          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3416          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3417          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3418          *
3419          * This setting also determines
3420          *
3421          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3422          *    per node list when we reach the limit.
3423          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3424          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3425          *    50% to keep some capacity around for frees.
3426          */
3427         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3428                 s->cpu_partial = 0;
3429         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3430                 s->cpu_partial = 2;
3431         else if (s->size >= 1024)
3432                 s->cpu_partial = 6;
3433         else if (s->size >= 256)
3434                 s->cpu_partial = 13;
3435         else
3436                 s->cpu_partial = 30;
3437 #endif
3438 }
3439
3440 /*
3441  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3442  * a slab object.
3443  */
3444 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3445 {
3446         unsigned long flags = s->flags;
3447         size_t size = s->object_size;
3448         int order;
3449
3450         /*
3451          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3452          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3453          * the possible location of the free pointer.
3454          */
3455         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3456
3457 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3458         /*
3459          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3460          * the slab may touch the object after free or before allocation
3461          * then we should never poison the object itself.
3462          */
3463         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3464                         !s->ctor)
3465                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3466         else
3467                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3468
3469
3470         /*
3471          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3472          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3473          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3474          */
3475         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3476                 size += sizeof(void *);
3477 #endif
3478
3479         /*
3480          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3481          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3482          */
3483         s->inuse = size;
3484
3485         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3486                 s->ctor)) {
3487                 /*
3488                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3489                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3490                  * kmem_cache_free.
3491                  *
3492                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3493                  * destructor or are poisoning the objects.
3494                  */
3495                 s->offset = size;
3496                 size += sizeof(void *);
3497         }
3498
3499 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3500         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3501                 /*
3502                  * Need to store information about allocs and frees after
3503                  * the object.
3504                  */
3505                 size += 2 * sizeof(struct track);
3506 #endif
3507
3508         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3509 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3510         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3511                 /*
3512                  * Add some empty padding so that we can catch
3513                  * overwrites from earlier objects rather than let
3514                  * tracking information or the free pointer be
3515                  * corrupted if a user writes before the start
3516                  * of the object.
3517                  */
3518                 size += sizeof(void *);
3519
3520                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3521                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3522                 size += s->red_left_pad;
3523         }
3524 #endif
3525
3526         /*
3527          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3528          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3529          * each object to conform to the alignment.
3530          */
3531         size = ALIGN(size, s->align);
3532         s->size = size;
3533         if (forced_order >= 0)
3534                 order = forced_order;
3535         else
3536                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3537
3538         if (order < 0)
3539                 return 0;
3540
3541         s->allocflags = 0;
3542         if (order)
3543                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3544
3545         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3546                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3547
3548         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3549                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3550
3551         /*
3552          * Determine the number of objects per slab
3553          */
3554         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3555         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3556         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3557                 s->max = s->oo;
3558
3559         return !!oo_objects(s->oo);
3560 }
3561
3562 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3563 {
3564         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3565         s->reserved = 0;
3566
3567         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
3568                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3569
3570         if (!calculate_sizes(s, -1))
3571                 goto error;
3572         if (disable_higher_order_debug) {
3573                 /*
3574                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3575                  * order increased.
3576                  */
3577                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3578                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3579                         s->offset = 0;
3580                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3581                                 goto error;
3582                 }
3583         }
3584
3585 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3586     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3587         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3588                 /* Enable fast mode */
3589                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3590 #endif
3591
3592         /*
3593          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3594          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3595          */
3596         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3597
3598         set_cpu_partial(s);
3599
3600 #ifdef CONFIG_NUMA
3601         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3602 #endif
3603
3604         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3605         if (slab_state >= UP) {
3606                 if (init_cache_random_seq(s))
3607                         goto error;
3608         }
3609
3610         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3611                 goto error;
3612
3613         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3614                 return 0;
3615
3616         free_kmem_cache_nodes(s);
3617 error:
3618         if (flags & SLAB_PANIC)
3619                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3620                       s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3621                       oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3622         return -EINVAL;
3623 }
3624
3625 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3626                                                         const char *text)
3627 {
3628 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3629         void *addr = page_address(page);
3630         void *p;
3631         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3632                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3633         if (!map)
3634                 return;
3635         slab_err(s, page, text, s->name);
3636         slab_lock(page);
3637
3638         get_map(s, page, map);
3639         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3640
3641                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3642                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3643                         print_tracking(s, p);
3644                 }
3645         }
3646         slab_unlock(page);
3647         kfree(map);
3648 #endif
3649 }
3650
3651 /*
3652  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3653  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3654  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3655  */
3656 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3657 {
3658         LIST_HEAD(discard);
3659         struct page *page, *h;
3660
3661         BUG_ON(irqs_disabled());
3662         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3663         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3664                 if (!page->inuse) {
3665                         remove_partial(n, page);
3666                         list_add(&page->lru, &discard);
3667                 } else {
3668                         list_slab_objects(s, page,
3669                         "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3670                 }
3671         }
3672         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3673
3674         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, lru)
3675                 discard_slab(s, page);
3676 }
3677
3678 /*
3679  * Release all resources used by a slab cache.
3680  */
3681 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3682 {
3683         int node;
3684         struct kmem_cache_node *n;
3685
3686         flush_all(s);
3687         /* Attempt to free all objects */
3688         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3689                 free_partial(s, n);
3690                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3691                         return 1;
3692         }
3693         sysfs_slab_remove(s);
3694         return 0;
3695 }
3696
3697 /********************************************************************
3698  *              Kmalloc subsystem
3699  *******************************************************************/
3700
3701 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3702 {
3703         get_option(&str, &slub_min_order);
3704
3705         return 1;
3706 }
3707
3708 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3709
3710 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3711 {
3712         get_option(&str, &slub_max_order);
3713         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3714
3715         return 1;
3716 }
3717
3718 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3719
3720 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3721 {
3722         get_option(&str, &slub_min_objects);
3723
3724         return 1;
3725 }
3726
3727 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3728
3729 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3730 {
3731         struct kmem_cache *s;
3732         void *ret;
3733
3734         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3735                 return kmalloc_large(size, flags);
3736
3737         s = kmalloc_slab(size, flags);
3738
3739         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3740                 return s;
3741
3742         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3743
3744         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3745
3746         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3747
3748         return ret;
3749 }
3750 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3751
3752 #ifdef CONFIG_NUMA
3753 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3754 {
3755         struct page *page;
3756         void *ptr = NULL;
3757
3758         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3759         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3760         if (page)
3761                 ptr = page_address(page);
3762
3763         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3764         return ptr;
3765 }
3766
3767 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3768 {
3769         struct kmem_cache *s;
3770         void *ret;
3771
3772         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3773                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3774
3775                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3776                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3777                                    flags, node);
3778
3779                 return ret;
3780         }
3781
3782         s = kmalloc_slab(size, flags);
3783
3784         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3785                 return s;
3786
3787         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3788
3789         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3790
3791         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3792
3793         return ret;
3794 }
3795 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3796 #endif
3797
3798 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
3799 /*
3800  * Rejects objects that are incorrectly sized.
3801  *
3802  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
3803  * to indicate an error.
3804  */
3805 const char *__check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n,
3806                                 struct page *page)
3807 {
3808         struct kmem_cache *s;
3809         unsigned long offset;
3810         size_t object_size;
3811
3812         /* Find object and usable object size. */
3813         s = page->slab_cache;
3814         object_size = slab_ksize(s);
3815
3816         /* Reject impossible pointers. */
3817         if (ptr < page_address(page))
3818                 return s->name;
3819
3820         /* Find offset within object. */
3821         offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
3822
3823         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
3824         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3825                 if (offset < s->red_left_pad)
3826                         return s->name;
3827                 offset -= s->red_left_pad;
3828         }
3829
3830         /* Allow address range falling entirely within object size. */
3831         if (offset <= object_size && n <= object_size - offset)
3832                 return NULL;
3833
3834         return s->name;
3835 }
3836 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
3837
3838 static size_t __ksize(const void *object)
3839 {
3840         struct page *page;
3841
3842         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3843                 return 0;
3844
3845         page = virt_to_head_page(object);
3846
3847         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3848                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3849                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3850         }
3851
3852         return slab_ksize(page->slab_cache);
3853 }
3854
3855 size_t ksize(const void *object)
3856 {
3857         size_t size = __ksize(object);
3858         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3859          * so we need to unpoison this area.
3860          */
3861         kasan_unpoison_shadow(object, size);
3862         return size;
3863 }
3864 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3865
3866 void kfree(const void *x)
3867 {
3868         struct page *page;
3869         void *object = (void *)x;
3870
3871         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3872
3873         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3874                 return;
3875
3876         page = virt_to_head_page(x);
3877         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3878                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3879                 kfree_hook(x);
3880                 __free_pages(page, compound_order(page));
3881                 return;
3882         }
3883         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3884 }
3885 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3886
3887 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3888
3889 /*
3890  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3891  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3892  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3893  *
3894  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3895  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3896  * are freed in them.
3897  */
3898 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3899 {
3900         int node;
3901         int i;
3902         struct kmem_cache_node *n;
3903         struct page *page;
3904         struct page *t;
3905         struct list_head discard;
3906         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3907         unsigned long flags;
3908         int ret = 0;
3909
3910         flush_all(s);
3911         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3912                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3913                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3914                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3915
3916                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3917
3918                 /*
3919                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3920                  *
3921                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3922                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3923                  */
3924                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3925                         int free = page->objects - page->inuse;
3926
3927                         /* Do not reread page->inuse */
3928                         barrier();
3929
3930                         /* We do not keep full slabs on the list */
3931                         BUG_ON(free <= 0);
3932
3933                         if (free == page->objects) {
3934                                 list_move(&page->lru, &discard);
3935                                 n->nr_partial--;
3936                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
3937                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
3938                 }
3939
3940                 /*
3941                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
3942                  * partial list.
3943                  */
3944                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
3945                         list_splice(promote + i, &n->partial);
3946
3947                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3948
3949                 /* Release empty slabs */
3950                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
3951                         discard_slab(s, page);
3952
3953                 if (slabs_node(s, node))
3954                         ret = 1;
3955         }
3956
3957         return ret;
3958 }
3959
3960 #ifdef CONFIG_MEMCG
3961 static void kmemcg_cache_deact_after_rcu(struct kmem_cache *s)
3962 {
3963         /*
3964          * Called with all the locks held after a sched RCU grace period.
3965          * Even if @s becomes empty after shrinking, we can't know that @s
3966          * doesn't have allocations already in-flight and thus can't
3967          * destroy @s until the associated memcg is released.
3968          *
3969          * However, let's remove the sysfs files for empty caches here.
3970          * Each cache has a lot of interface files which aren't
3971          * particularly useful for empty draining caches; otherwise, we can
3972          * easily end up with millions of unnecessary sysfs files on
3973          * systems which have a lot of memory and transient cgroups.
3974          */
3975         if (!__kmem_cache_shrink(s))
3976                 sysfs_slab_remove(s);
3977 }
3978
3979 void __kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *s)
3980 {
3981         /*
3982          * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
3983          * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
3984          */
3985         slub_set_cpu_partial(s, 0);
3986         s->min_partial = 0;
3987
3988         /*
3989          * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial), so
3990          * we have to make sure the change is visible before shrinking.
3991          */
3992         slab_deactivate_memcg_cache_rcu_sched(s, kmemcg_cache_deact_after_rcu);
3993 }
3994 #endif
3995
3996 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3997 {
3998         struct kmem_cache *s;
3999
4000         mutex_lock(&slab_mutex);
4001         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4002                 __kmem_cache_shrink(s);
4003         mutex_unlock(&slab_mutex);
4004
4005         return 0;
4006 }
4007
4008 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4009 {
4010         struct kmem_cache_node *n;
4011         struct kmem_cache *s;
4012         struct memory_notify *marg = arg;
4013         int offline_node;
4014
4015         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4016
4017         /*
4018          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4019          * for it yet.
4020          */
4021         if (offline_node < 0)
4022                 return;
4023
4024         mutex_lock(&slab_mutex);
4025         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4026                 n = get_node(s, offline_node);
4027                 if (n) {
4028                         /*
4029                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
4030                          * that is going down. We were unable to free them,
4031                          * and offline_pages() function shouldn't call this
4032                          * callback. So, we must fail.
4033                          */
4034                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
4035
4036                         s->node[offline_node] = NULL;
4037                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4038                 }
4039         }
4040         mutex_unlock(&slab_mutex);
4041 }
4042
4043 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4044 {
4045         struct kmem_cache_node *n;
4046         struct kmem_cache *s;
4047         struct memory_notify *marg = arg;
4048         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4049         int ret = 0;
4050
4051         /*
4052          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4053          * already created. Nothing to do.
4054          */
4055         if (nid < 0)
4056                 return 0;
4057
4058         /*
4059          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4060          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4061          * online.
4062          */
4063         mutex_lock(&slab_mutex);
4064         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4065                 /*
4066                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4067                  *      since memory is not yet available from the node that
4068                  *      is brought up.
4069                  */
4070                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4071                 if (!n) {
4072                         ret = -ENOMEM;
4073                         goto out;
4074                 }
4075                 init_kmem_cache_node(n);
4076                 s->node[nid] = n;
4077         }
4078 out:
4079         mutex_unlock(&slab_mutex);
4080         return ret;
4081 }
4082
4083 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4084                                 unsigned long action, void *arg)
4085 {
4086         int ret = 0;
4087
4088         switch (action) {
4089         case MEM_GOING_ONLINE:
4090                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4091                 break;
4092         case MEM_GOING_OFFLINE:
4093                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4094                 break;
4095         case MEM_OFFLINE:
4096         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4097                 slab_mem_offline_callback(arg);
4098                 break;
4099         case MEM_ONLINE:
4100         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4101                 break;
4102         }
4103         if (ret)
4104                 ret = notifier_from_errno(ret);
4105         else
4106                 ret = NOTIFY_OK;
4107         return ret;
4108 }
4109
4110 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4111         .notifier_call = slab_memory_callback,
4112         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4113 };
4114
4115 /********************************************************************
4116  *                      Basic setup of slabs
4117  *******************************************************************/
4118
4119 /*
4120  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4121  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4122  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4123  */
4124
4125 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4126 {
4127         int node;
4128         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4129         struct kmem_cache_node *n;
4130
4131         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4132
4133         /*
4134          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4135          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4136          * IPIs around.
4137          */
4138         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4139         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4140                 struct page *p;
4141
4142                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
4143                         p->slab_cache = s;
4144
4145 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4146                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
4147                         p->slab_cache = s;
4148 #endif
4149         }
4150         slab_init_memcg_params(s);
4151         list_add(&s->list, &slab_caches);
4152         memcg_link_cache(s);
4153         return s;
4154 }
4155
4156 void __init kmem_cache_init(void)
4157 {
4158         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4159                 boot_kmem_cache_node;
4160
4161         if (debug_guardpage_minorder())
4162                 slub_max_order = 0;
4163
4164         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4165         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4166
4167         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4168                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
4169
4170         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4171
4172         /* Able to allocate the per node structures */
4173         slab_state = PARTIAL;
4174
4175         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4176                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4177                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4178                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
4179
4180         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4181
4182         /*
4183          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
4184          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
4185          * update any list pointers.
4186          */
4187         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4188
4189         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4190         setup_kmalloc_cache_index_table();
4191         create_kmalloc_caches(0);
4192
4193         /* Setup random freelists for each cache */
4194         init_freelist_randomization();
4195
4196         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4197                                   slub_cpu_dead);
4198
4199         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d, CPUs=%d, Nodes=%d\n",
4200                 cache_line_size(),
4201                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4202                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4203 }
4204
4205 void __init kmem_cache_init_late(void)
4206 {
4207 }
4208
4209 struct kmem_cache *
4210 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
4211                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
4212 {
4213         struct kmem_cache *s, *c;
4214
4215         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4216         if (s) {
4217                 s->refcount++;
4218
4219                 /*
4220                  * Adjust the object sizes so that we clear
4221                  * the complete object on kzalloc.
4222                  */
4223                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
4224                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4225
4226                 for_each_memcg_cache(c, s) {
4227                         c->object_size = s->object_size;
4228                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
4229                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
4230                 }
4231
4232                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4233                         s->refcount--;
4234                         s = NULL;
4235                 }
4236         }
4237
4238         return s;
4239 }
4240
4241 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
4242 {
4243         int err;
4244
4245         err = kmem_cache_open(s, flags);
4246         if (err)
4247                 return err;
4248
4249         /* Mutex is not taken during early boot */
4250         if (slab_state <= UP)
4251                 return 0;
4252
4253         memcg_propagate_slab_attrs(s);
4254         err = sysfs_slab_add(s);
4255         if (err)
4256                 __kmem_cache_release(s);
4257
4258         return err;
4259 }
4260
4261 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4262 {
4263         struct kmem_cache *s;
4264         void *ret;
4265
4266         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4267                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4268
4269         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4270
4271         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4272                 return s;
4273
4274         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4275
4276         /* Honor the call site pointer we received. */
4277         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4278
4279         return ret;
4280 }
4281
4282 #ifdef CONFIG_NUMA
4283 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4284                                         int node, unsigned long caller)
4285 {
4286         struct kmem_cache *s;
4287         void *ret;
4288
4289         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4290                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4291
4292                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4293                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4294                                    gfpflags, node);
4295
4296                 return ret;
4297         }
4298
4299         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4300
4301         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4302                 return s;
4303
4304         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4305
4306         /* Honor the call site pointer we received. */
4307         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4308
4309         return ret;
4310 }
4311 #endif
4312
4313 #ifdef CONFIG_SYSFS
4314 static int count_inuse(struct page *page)
4315 {
4316         return page->inuse;
4317 }
4318
4319 static int count_total(struct page *page)
4320 {
4321         return page->objects;
4322 }
4323 #endif
4324
4325 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4326 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4327                                                 unsigned long *map)
4328 {
4329         void *p;
4330         void *addr = page_address(page);
4331
4332         if (!check_slab(s, page) ||
4333                         !on_freelist(s, page, NULL))
4334                 return 0;
4335
4336         /* Now we know that a valid freelist exists */
4337         bitmap_zero(map, page->objects);
4338
4339         get_map(s, page, map);
4340         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4341                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4342                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4343                                 return 0;
4344         }
4345
4346         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4347                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4348                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4349                                 return 0;
4350         return 1;
4351 }
4352
4353 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4354                                                 unsigned long *map)
4355 {
4356         slab_lock(page);
4357         validate_slab(s, page, map);
4358         slab_unlock(page);
4359 }
4360
4361 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4362                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4363 {
4364         unsigned long count = 0;
4365         struct page *page;
4366         unsigned long flags;
4367
4368         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4369
4370         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4371                 validate_slab_slab(s, page, map);
4372                 count++;
4373         }
4374         if (count != n->nr_partial)
4375                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4376                        s->name, count, n->nr_partial);
4377
4378         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4379                 goto out;
4380
4381         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4382                 validate_slab_slab(s, page, map);
4383                 count++;
4384         }
4385         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4386                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4387                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4388
4389 out:
4390         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4391         return count;
4392 }
4393
4394 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4395 {
4396         int node;
4397         unsigned long count = 0;
4398         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4399                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4400         struct kmem_cache_node *n;
4401
4402         if (!map)
4403                 return -ENOMEM;
4404
4405         flush_all(s);
4406         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4407                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4408         kfree(map);
4409         return count;
4410 }
4411 /*
4412  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4413  * and freed.
4414  */
4415
4416 struct location {
4417         unsigned long count;
4418         unsigned long addr;
4419         long long sum_time;
4420         long min_time;
4421         long max_time;
4422         long min_pid;
4423         long max_pid;
4424         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4425         nodemask_t nodes;
4426 };
4427
4428 struct loc_track {
4429         unsigned long max;
4430         unsigned long count;
4431         struct location *loc;
4432 };
4433
4434 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4435 {
4436         if (t->max)
4437                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4438                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4439 }
4440
4441 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4442 {
4443         struct location *l;
4444         int order;
4445
4446         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4447
4448         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4449         if (!l)
4450                 return 0;
4451
4452         if (t->count) {
4453                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4454                 free_loc_track(t);
4455         }
4456         t->max = max;
4457         t->loc = l;
4458         return 1;
4459 }
4460
4461 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4462                                 const struct track *track)
4463 {
4464         long start, end, pos;
4465         struct location *l;
4466         unsigned long caddr;
4467         unsigned long age = jiffies - track->when;
4468
4469         start = -1;
4470         end = t->count;
4471
4472         for ( ; ; ) {
4473                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4474
4475                 /*
4476                  * There is nothing at "end". If we end up there
4477                  * we need to add something to before end.
4478                  */
4479                 if (pos == end)
4480                         break;
4481
4482                 caddr = t->loc[pos].addr;
4483                 if (track->addr == caddr) {
4484
4485                         l = &t->loc[pos];
4486                         l->count++;
4487                         if (track->when) {
4488                                 l->sum_time += age;
4489                                 if (age < l->min_time)
4490                                         l->min_time = age;
4491                                 if (age > l->max_time)
4492                                         l->max_time = age;
4493
4494                                 if (track->pid < l->min_pid)
4495                                         l->min_pid = track->pid;
4496                                 if (track->pid > l->max_pid)
4497                                         l->max_pid = track->pid;
4498
4499                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4500                                                 to_cpumask(l->cpus));
4501                         }
4502                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4503                         return 1;
4504                 }
4505
4506                 if (track->addr < caddr)
4507                         end = pos;
4508                 else
4509                         start = pos;
4510         }
4511
4512         /*
4513          * Not found. Insert new tracking element.
4514          */
4515         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4516                 return 0;
4517
4518         l = t->loc + pos;
4519         if (pos < t->count)
4520                 memmove(l + 1, l,
4521                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4522         t->count++;
4523         l->count = 1;
4524         l->addr = track->addr;
4525         l->sum_time = age;
4526         l->min_time = age;
4527         l->max_time = age;
4528         l->min_pid = track->pid;
4529         l->max_pid = track->pid;
4530         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4531         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4532         nodes_clear(l->nodes);
4533         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4534         return 1;
4535 }
4536
4537 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4538                 struct page *page, enum track_item alloc,
4539                 unsigned long *map)
4540 {
4541         void *addr = page_address(page);
4542         void *p;
4543
4544         bitmap_zero(map, page->objects);
4545         get_map(s, page, map);
4546
4547         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4548                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4549                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4550 }
4551
4552 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4553                                         enum track_item alloc)
4554 {
4555         int len = 0;
4556         unsigned long i;
4557         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4558         int node;
4559         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4560                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4561         struct kmem_cache_node *n;
4562
4563         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4564                                      GFP_TEMPORARY)) {
4565                 kfree(map);
4566                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4567         }
4568         /* Push back cpu slabs */
4569         flush_all(s);
4570
4571         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4572                 unsigned long flags;
4573                 struct page *page;
4574
4575                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4576                         continue;
4577
4578                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4579                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4580                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4581                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4582                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4583                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4584         }
4585
4586         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4587                 struct location *l = &t.loc[i];
4588
4589                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4590                         break;
4591                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4592
4593                 if (l->addr)
4594                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4595                 else
4596                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4597
4598                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4599                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4600                                 l->min_time,
4601                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4602                                 l->max_time);
4603                 } else
4604                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4605                                 l->min_time);
4606
4607                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4608                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4609                                 l->min_pid, l->max_pid);
4610                 else
4611                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4612                                 l->min_pid);
4613
4614                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4615                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4616                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4617                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4618                                          " cpus=%*pbl",
4619                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4620
4621                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4622                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4623                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4624                                          " nodes=%*pbl",
4625                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4626
4627                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4628         }
4629
4630         free_loc_track(&t);
4631         kfree(map);
4632         if (!t.count)
4633                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4634         return len;
4635 }
4636 #endif
4637
4638 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4639 static void __init resiliency_test(void)
4640 {
4641         u8 *p;
4642
4643         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4644
4645         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4646         pr_err("-----------------------\n");
4647         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4648
4649         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4650         p[16] = 0x12;
4651         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4652                p + 16);
4653
4654         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4655
4656         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4657         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4658         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4659         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4660                p);
4661         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4662
4663         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4664         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4665         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4666         *p = 0x56;
4667         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4668                p);
4669         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4670         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4671
4672         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4673         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4674         kfree(p);
4675         *p = 0x78;
4676         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4677         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4678
4679         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4680         kfree(p);
4681         p[50] = 0x9a;
4682         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4683         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4684
4685         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4686         kfree(p);
4687         p[512] = 0xab;
4688         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4689         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4690 }
4691 #else
4692 #ifdef CONFIG_SYSFS
4693 static void resiliency_test(void) {};
4694 #endif
4695 #endif
4696
4697 #ifdef CONFIG_SYSFS
4698 enum slab_stat_type {
4699         SL_ALL,                 /* All slabs */
4700         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4701         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4702         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4703         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4704 };
4705
4706 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4707 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4708 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4709 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4710 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4711
4712 #ifdef CONFIG_MEMCG
4713 static bool memcg_sysfs_enabled = IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_MEMCG_SYSFS_ON);
4714
4715 static int __init setup_slub_memcg_sysfs(char *str)
4716 {
4717         int v;
4718
4719         if (get_option(&str, &v) > 0)
4720                 memcg_sysfs_enabled = v;
4721
4722         return 1;
4723 }
4724
4725 __setup("slub_memcg_sysfs=", setup_slub_memcg_sysfs);
4726 #endif
4727
4728 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4729                             char *buf, unsigned long flags)
4730 {
4731         unsigned long total = 0;
4732         int node;
4733         int x;
4734         unsigned long *nodes;
4735
4736         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4737         if (!nodes)
4738                 return -ENOMEM;
4739
4740         if (flags & SO_CPU) {
4741                 int cpu;
4742
4743                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4744                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4745                                                                cpu);
4746                         int node;
4747                         struct page *page;
4748
4749                         page = READ_ONCE(c->page);
4750                         if (!page)
4751                                 continue;
4752
4753                         node = page_to_nid(page);
4754                         if (flags & SO_TOTAL)
4755                                 x = page->objects;
4756                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4757                                 x = page->inuse;
4758                         else
4759                                 x = 1;
4760
4761                         total += x;
4762                         nodes[node] += x;
4763
4764                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4765                         if (page) {
4766                                 node = page_to_nid(page);
4767                                 if (flags & SO_TOTAL)
4768                                         WARN_ON_ONCE(1);
4769                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4770                                         WARN_ON_ONCE(1);
4771                                 else
4772                                         x = page->pages;
4773                                 total += x;
4774                                 nodes[node] += x;
4775                         }
4776                 }
4777         }
4778
4779         get_online_mems();
4780 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4781         if (flags & SO_ALL) {
4782                 struct kmem_cache_node *n;
4783
4784                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4785
4786                         if (flags & SO_TOTAL)
4787                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4788                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4789                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4790                                         count_partial(n, count_free);
4791                         else
4792                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4793                         total += x;
4794                         nodes[node] += x;
4795                 }
4796
4797         } else
4798 #endif
4799         if (flags & SO_PARTIAL) {
4800                 struct kmem_cache_node *n;
4801
4802                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4803                         if (flags & SO_TOTAL)
4804                                 x = count_partial(n, count_total);
4805                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4806                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4807                         else
4808                                 x = n->nr_partial;
4809                         total += x;
4810                         nodes[node] += x;
4811                 }
4812         }
4813         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4814 #ifdef CONFIG_NUMA
4815         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4816                 if (nodes[node])
4817                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4818                                         node, nodes[node]);
4819 #endif
4820         put_online_mems();
4821         kfree(nodes);
4822         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4823 }
4824
4825 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4826 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4827 {
4828         int node;
4829         struct kmem_cache_node *n;
4830
4831         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4832                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4833                         return 1;
4834
4835         return 0;
4836 }
4837 #endif
4838
4839 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4840 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4841
4842 struct slab_attribute {
4843         struct attribute attr;
4844         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4845         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4846 };
4847
4848 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4849         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4850         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4851
4852 #define SLAB_ATTR(_name) \
4853         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4854         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4855
4856 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4857 {
4858         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4859 }
4860 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4861
4862 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4863 {
4864         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4865 }
4866 SLAB_ATTR_RO(align);
4867
4868 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4869 {
4870         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4871 }
4872 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4873
4874 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4875 {
4876         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4877 }
4878 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4879
4880 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4881                                 const char *buf, size_t length)
4882 {
4883         unsigned long order;
4884         int err;
4885
4886         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4887         if (err)
4888                 return err;
4889
4890         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4891                 return -EINVAL;
4892
4893         calculate_sizes(s, order);
4894         return length;
4895 }
4896
4897 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4898 {
4899         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4900 }
4901 SLAB_ATTR(order);
4902
4903 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4904 {
4905         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4906 }
4907
4908 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4909                                  size_t length)
4910 {
4911         unsigned long min;
4912         int err;
4913
4914         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4915         if (err)
4916                 return err;
4917
4918         set_min_partial(s, min);
4919         return length;
4920 }
4921 SLAB_ATTR(min_partial);
4922
4923 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4924 {
4925         return sprintf(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
4926 }
4927
4928 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4929                                  size_t length)
4930 {
4931         unsigned long objects;
4932         int err;
4933
4934         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4935         if (err)
4936                 return err;
4937         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4938                 return -EINVAL;
4939
4940         slub_set_cpu_partial(s, objects);
4941         flush_all(s);
4942         return length;
4943 }
4944 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4945
4946 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4947 {
4948         if (!s->ctor)
4949                 return 0;
4950         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4951 }
4952 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4953
4954 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4955 {
4956         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
4957 }
4958 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4959
4960 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4961 {
4962         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4963 }
4964 SLAB_ATTR_RO(partial);
4965
4966 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4967 {
4968         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4969 }
4970 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4971
4972 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4973 {
4974         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4975 }
4976 SLAB_ATTR_RO(objects);
4977
4978 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4979 {
4980         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4981 }
4982 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4983
4984 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4985 {
4986         int objects = 0;
4987         int pages = 0;
4988         int cpu;
4989         int len;
4990
4991         for_each_online_cpu(cpu) {
4992                 struct page *page;
4993
4994                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
4995
4996                 if (page) {
4997                         pages += page->pages;
4998                         objects += page->pobjects;
4999                 }
5000         }
5001
5002         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
5003
5004 #ifdef CONFIG_SMP
5005         for_each_online_cpu(cpu) {
5006                 struct page *page;
5007
5008                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5009
5010                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
5011                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
5012                                 page->pobjects, page->pages);
5013         }
5014 #endif
5015         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5016 }
5017 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5018
5019 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5020 {
5021         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5022 }
5023
5024 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
5025                                 const char *buf, size_t length)
5026 {
5027         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5028         if (buf[0] == '1')
5029                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5030         return length;
5031 }
5032 SLAB_ATTR(reclaim_account);
5033
5034 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5035 {
5036         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5037 }
5038 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5039
5040 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5041 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5042 {
5043         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5044 }
5045 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5046 #endif
5047
5048 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5049 {
5050         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5051 }
5052 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5053
5054 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5055 {
5056         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
5057 }
5058 SLAB_ATTR_RO(reserved);
5059
5060 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5061 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5062 {
5063         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5064 }
5065 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5066
5067 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5068 {
5069         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5070 }
5071 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5072
5073 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5074 {
5075         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5076 }
5077
5078 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
5079                                 const char *buf, size_t length)
5080 {
5081         s->flags &= ~SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5082         if (buf[0] == '1') {
5083                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5084                 s->flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5085         }
5086         return length;
5087 }
5088 SLAB_ATTR(sanity_checks);
5089
5090 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5091 {
5092         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5093 }
5094
5095 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5096                                                         size_t length)
5097 {
5098         /*
5099          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
5100          * as well as cause other issues like converting a mergeable
5101          * cache into an umergeable one.
5102          */
5103         if (s->refcount > 1)
5104                 return -EINVAL;
5105
5106         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
5107         if (buf[0] == '1') {
5108                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5109                 s->flags |= SLAB_TRACE;
5110         }
5111         return length;
5112 }
5113 SLAB_ATTR(trace);
5114
5115 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5116 {
5117         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5118 }
5119
5120 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
5121                                 const char *buf, size_t length)
5122 {
5123         if (any_slab_objects(s))
5124                 return -EBUSY;
5125
5126         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
5127         if (buf[0] == '1') {
5128                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
5129         }
5130         calculate_sizes(s, -1);
5131         return length;
5132 }
5133 SLAB_ATTR(red_zone);
5134
5135 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5136 {
5137         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5138 }
5139
5140 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
5141                                 const char *buf, size_t length)
5142 {
5143         if (any_slab_objects(s))
5144                 return -EBUSY;
5145
5146         s->flags &= ~SLAB_POISON;
5147         if (buf[0] == '1') {
5148                 s->flags |= SLAB_POISON;
5149         }
5150         calculate_sizes(s, -1);
5151         return length;
5152 }
5153 SLAB_ATTR(poison);
5154
5155 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5156 {
5157         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5158 }
5159
5160 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
5161                                 const char *buf, size_t length)
5162 {
5163         if (any_slab_objects(s))
5164                 return -EBUSY;
5165
5166         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
5167         if (buf[0] == '1') {
5168                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5169                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
5170         }
5171         calculate_sizes(s, -1);
5172         return length;
5173 }
5174 SLAB_ATTR(store_user);
5175
5176 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5177 {
5178         return 0;
5179 }
5180
5181 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5182                         const char *buf, size_t length)
5183 {
5184         int ret = -EINVAL;
5185
5186         if (buf[0] == '1') {
5187                 ret = validate_slab_cache(s);
5188                 if (ret >= 0)
5189                         ret = length;
5190         }
5191         return ret;
5192 }
5193 SLAB_ATTR(validate);
5194
5195 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5196 {
5197         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5198                 return -ENOSYS;
5199         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5200 }
5201 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5202
5203 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5204 {
5205         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5206                 return -ENOSYS;
5207         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5208 }
5209 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5210 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5211
5212 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5213 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5214 {
5215         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5216 }
5217
5218 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5219                                                         size_t length)
5220 {
5221         if (s->refcount > 1)
5222                 return -EINVAL;
5223
5224         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
5225         if (buf[0] == '1')
5226                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
5227         return length;
5228 }
5229 SLAB_ATTR(failslab);
5230 #endif
5231
5232 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5233 {
5234         return 0;
5235 }
5236
5237 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5238                         const char *buf, size_t length)
5239 {
5240         if (buf[0] == '1')
5241                 kmem_cache_shrink(s);
5242         else
5243                 return -EINVAL;
5244         return length;
5245 }
5246 SLAB_ATTR(shrink);
5247
5248 #ifdef CONFIG_NUMA
5249 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5250 {
5251         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5252 }
5253
5254 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5255                                 const char *buf, size_t length)
5256 {
5257         unsigned long ratio;
5258         int err;
5259
5260         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
5261         if (err)
5262                 return err;
5263
5264         if (ratio <= 100)
5265                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5266
5267         return length;
5268 }
5269 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5270 #endif
5271
5272 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5273 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5274 {
5275         unsigned long sum  = 0;
5276         int cpu;
5277         int len;
5278         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5279
5280         if (!data)
5281                 return -ENOMEM;
5282
5283         for_each_online_cpu(cpu) {
5284                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5285
5286                 data[cpu] = x;
5287                 sum += x;
5288         }
5289
5290         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5291
5292 #ifdef CONFIG_SMP
5293         for_each_online_cpu(cpu) {
5294                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5295                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5296         }
5297 #endif
5298         kfree(data);
5299         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5300 }
5301
5302 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5303 {
5304         int cpu;
5305
5306         for_each_online_cpu(cpu)
5307                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5308 }
5309
5310 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5311 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5312 {                                                               \
5313         return show_stat(s, buf, si);                           \
5314 }                                                               \
5315 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5316                                 const char *buf, size_t length) \
5317 {                                                               \
5318         if (buf[0] != '0')                                      \
5319                 return -EINVAL;                                 \
5320         clear_stat(s, si);                                      \
5321         return length;                                          \
5322 }                                                               \
5323 SLAB_ATTR(text);                                                \
5324
5325 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5326 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5327 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5328 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5329 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5330 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5331 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5332 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5333 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5334 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5335 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5336 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5337 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5338 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5339 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5340 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5341 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5342 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5343 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5344 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5345 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5346 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5347 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5348 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5349 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5350 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5351 #endif
5352
5353 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5354         &slab_size_attr.attr,
5355         &object_size_attr.attr,
5356         &objs_per_slab_attr.attr,
5357         &order_attr.attr,
5358         &min_partial_attr.attr,
5359         &cpu_partial_attr.attr,
5360         &objects_attr.attr,
5361         &objects_partial_attr.attr,
5362         &partial_attr.attr,
5363         &cpu_slabs_attr.attr,
5364         &ctor_attr.attr,
5365         &aliases_attr.attr,
5366         &align_attr.attr,
5367         &hwcache_align_attr.attr,
5368         &reclaim_account_attr.attr,
5369         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5370         &shrink_attr.attr,
5371         &reserved_attr.attr,
5372         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5373 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5374         &total_objects_attr.attr,
5375         &slabs_attr.attr,
5376         &sanity_checks_attr.attr,
5377         &trace_attr.attr,
5378         &red_zone_attr.attr,
5379         &poison_attr.attr,
5380         &store_user_attr.attr,
5381         &validate_attr.attr,
5382         &alloc_calls_attr.attr,
5383         &free_calls_attr.attr,
5384 #endif
5385 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5386         &cache_dma_attr.attr,
5387 #endif
5388 #ifdef CONFIG_NUMA
5389         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5390 #endif
5391 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5392         &alloc_fastpath_attr.attr,
5393         &alloc_slowpath_attr.attr,
5394         &free_fastpath_attr.attr,
5395         &free_slowpath_attr.attr,
5396         &free_frozen_attr.attr,
5397         &free_add_partial_attr.attr,
5398         &free_remove_partial_attr.attr,
5399         &alloc_from_partial_attr.attr,
5400         &alloc_slab_attr.attr,
5401         &alloc_refill_attr.attr,
5402         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5403         &free_slab_attr.attr,
5404         &cpuslab_flush_attr.attr,
5405         &deactivate_full_attr.attr,
5406         &deactivate_empty_attr.attr,
5407         &deactivate_to_head_attr.attr,
5408         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5409         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5410         &deactivate_bypass_attr.attr,
5411         &order_fallback_attr.attr,
5412         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5413         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5414         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5415         &cpu_partial_free_attr.attr,
5416         &cpu_partial_node_attr.attr,
5417         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5418 #endif
5419 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5420         &failslab_attr.attr,
5421 #endif
5422
5423         NULL
5424 };
5425
5426 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5427         .attrs = slab_attrs,
5428 };
5429
5430 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5431                                 struct attribute *attr,
5432                                 char *buf)
5433 {
5434         struct slab_attribute *attribute;
5435         struct kmem_cache *s;
5436         int err;
5437
5438         attribute = to_slab_attr(attr);
5439         s = to_slab(kobj);
5440
5441         if (!attribute->show)
5442                 return -EIO;
5443
5444         err = attribute->show(s, buf);
5445
5446         return err;
5447 }
5448
5449 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5450                                 struct attribute *attr,
5451                                 const char *buf, size_t len)
5452 {
5453         struct slab_attribute *attribute;
5454         struct kmem_cache *s;
5455         int err;
5456
5457         attribute = to_slab_attr(attr);
5458         s = to_slab(kobj);
5459
5460         if (!attribute->store)
5461                 return -EIO;
5462
5463         err = attribute->store(s, buf, len);
5464 #ifdef CONFIG_MEMCG
5465         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5466                 struct kmem_cache *c;
5467
5468                 mutex_lock(&slab_mutex);
5469                 if (s->max_attr_size < len)
5470                         s->max_attr_size = len;
5471
5472                 /*
5473                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5474                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5475                  * basically because not all attributes will have a well
5476                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5477                  * have permanent effects.
5478                  *
5479                  * Returning the error value of any of the children that fail
5480                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5481                  * error code won't be able to know anything about the state of
5482                  * the cache.
5483                  *
5484                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5485                  * has well defined semantics. The cache being written to
5486                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5487                  * through the descendants with best-effort propagation.
5488                  */
5489                 for_each_memcg_cache(c, s)
5490                         attribute->store(c, buf, len);
5491                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5492         }
5493 #endif
5494         return err;
5495 }
5496
5497 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5498 {
5499 #ifdef CONFIG_MEMCG
5500         int i;
5501         char *buffer = NULL;
5502         struct kmem_cache *root_cache;
5503
5504         if (is_root_cache(s))
5505                 return;
5506
5507         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5508
5509         /*
5510          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5511          * in copying default values around
5512          */
5513         if (!root_cache->max_attr_size)
5514                 return;
5515
5516         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5517                 char mbuf[64];
5518                 char *buf;
5519                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5520                 ssize_t len;
5521
5522                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5523                         continue;
5524
5525                 /*
5526                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5527                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5528                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5529                  *
5530                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5531                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5532                  * theoretically happen.
5533                  */
5534                 if (buffer)
5535                         buf = buffer;
5536                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5537                         buf = mbuf;
5538                 else {
5539                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5540                         if (WARN_ON(!buffer))
5541                                 continue;
5542                         buf = buffer;
5543                 }
5544
5545                 len = attr->show(root_cache, buf);
5546                 if (len > 0)
5547                         attr->store(s, buf, len);
5548         }
5549
5550         if (buffer)
5551                 free_page((unsigned long)buffer);
5552 #endif
5553 }
5554
5555 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5556 {
5557         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5558 }
5559
5560 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5561         .show = slab_attr_show,
5562         .store = slab_attr_store,
5563 };
5564
5565 static struct kobj_type slab_ktype = {
5566         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5567         .release = kmem_cache_release,
5568 };
5569
5570 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5571 {
5572         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5573
5574         if (ktype == &slab_ktype)
5575                 return 1;
5576         return 0;
5577 }
5578
5579 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5580         .filter = uevent_filter,
5581 };
5582
5583 static struct kset *slab_kset;
5584
5585 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5586 {
5587 #ifdef CONFIG_MEMCG
5588         if (!is_root_cache(s))
5589                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5590 #endif
5591         return slab_kset;
5592 }
5593
5594 #define ID_STR_LENGTH 64
5595
5596 /* Create a unique string id for a slab cache:
5597  *
5598  * Format       :[flags-]size
5599  */
5600 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5601 {
5602         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5603         char *p = name;
5604
5605         BUG_ON(!name);
5606
5607         *p++ = ':';
5608         /*
5609          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5610          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5611          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5612          * are matched during merging to guarantee that the id is
5613          * unique.
5614          */
5615         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5616                 *p++ = 'd';
5617         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5618                 *p++ = 'a';
5619         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5620                 *p++ = 'F';
5621         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5622                 *p++ = 't';
5623         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5624                 *p++ = 'A';
5625         if (p != name + 1)
5626                 *p++ = '-';
5627         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5628
5629         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5630         return name;
5631 }
5632
5633 static void sysfs_slab_remove_workfn(struct work_struct *work)
5634 {
5635         struct kmem_cache *s =
5636                 container_of(work, struct kmem_cache, kobj_remove_work);
5637
5638         if (!s->kobj.state_in_sysfs)
5639                 /*
5640                  * For a memcg cache, this may be called during
5641                  * deactivation and again on shutdown.  Remove only once.
5642                  * A cache is never shut down before deactivation is
5643                  * complete, so no need to worry about synchronization.
5644                  */
5645                 return;
5646
5647 #ifdef CONFIG_MEMCG
5648         kset_unregister(s->memcg_kset);
5649 #endif
5650         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5651         kobject_del(&s->kobj);
5652         kobject_put(&s->kobj);
5653 }
5654
5655 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5656 {
5657         int err;
5658         const char *name;
5659         struct kset *kset = cache_kset(s);
5660         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5661
5662         INIT_WORK(&s->kobj_remove_work, sysfs_slab_remove_workfn);
5663
5664         if (!kset) {
5665                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5666                 return 0;
5667         }
5668
5669         if (unmergeable) {
5670                 /*
5671                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5672                  * This is typically the case for debug situations. In that
5673                  * case we can catch duplicate names easily.
5674                  */
5675                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5676                 name = s->name;
5677         } else {
5678                 /*
5679                  * Create a unique name for the slab as a target
5680                  * for the symlinks.
5681                  */
5682                 name = create_unique_id(s);
5683         }
5684
5685         s->kobj.kset = kset;
5686         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5687         if (err)
5688                 goto out;
5689
5690         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5691         if (err)
5692                 goto out_del_kobj;
5693
5694 #ifdef CONFIG_MEMCG
5695         if (is_root_cache(s) && memcg_sysfs_enabled) {
5696                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5697                 if (!s->memcg_kset) {
5698                         err = -ENOMEM;
5699                         goto out_del_kobj;
5700                 }
5701         }
5702 #endif
5703
5704         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5705         if (!unmergeable) {
5706                 /* Setup first alias */
5707                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5708         }
5709 out:
5710         if (!unmergeable)
5711                 kfree(name);
5712         return err;
5713 out_del_kobj:
5714         kobject_del(&s->kobj);
5715         goto out;
5716 }
5717
5718 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5719 {
5720         if (slab_state < FULL)
5721                 /*
5722                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5723                  * cache from sysfs.
5724                  */
5725                 return;
5726
5727         kobject_get(&s->kobj);
5728         schedule_work(&s->kobj_remove_work);
5729 }
5730
5731 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5732 {
5733         if (slab_state >= FULL)
5734                 kobject_put(&s->kobj);
5735 }
5736
5737 /*
5738  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5739  * available lest we lose that information.
5740  */
5741 struct saved_alias {
5742         struct kmem_cache *s;
5743         const char *name;
5744         struct saved_alias *next;
5745 };
5746
5747 static struct saved_alias *alias_list;
5748
5749 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5750 {
5751         struct saved_alias *al;
5752
5753         if (slab_state == FULL) {
5754                 /*
5755                  * If we have a leftover link then remove it.
5756                  */
5757                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5758                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5759         }
5760
5761         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5762         if (!al)
5763                 return -ENOMEM;
5764
5765         al->s = s;
5766         al->name = name;
5767         al->next = alias_list;
5768         alias_list = al;
5769         return 0;
5770 }
5771
5772 static int __init slab_sysfs_init(void)
5773 {
5774         struct kmem_cache *s;
5775         int err;
5776
5777         mutex_lock(&slab_mutex);
5778
5779         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5780         if (!slab_kset) {
5781                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5782                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5783                 return -ENOSYS;
5784         }
5785
5786         slab_state = FULL;
5787
5788         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5789                 err = sysfs_slab_add(s);
5790                 if (err)
5791                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5792                                s->name);
5793         }
5794
5795         while (alias_list) {
5796                 struct saved_alias *al = alias_list;
5797
5798                 alias_list = alias_list->next;
5799                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5800                 if (err)
5801                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5802                                al->name);
5803                 kfree(al);
5804         }
5805
5806         mutex_unlock(&slab_mutex);
5807         resiliency_test();
5808         return 0;
5809 }
5810
5811 __initcall(slab_sysfs_init);
5812 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5813
5814 /*
5815  * The /proc/slabinfo ABI
5816  */
5817 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5818 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5819 {
5820         unsigned long nr_slabs = 0;
5821         unsigned long nr_objs = 0;
5822         unsigned long nr_free = 0;
5823         int node;
5824         struct kmem_cache_node *n;
5825
5826         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5827                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5828                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5829                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5830         }
5831
5832         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5833         sinfo->num_objs = nr_objs;
5834         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5835         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5836         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5837         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5838 }
5839
5840 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5841 {
5842 }
5843
5844 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5845                        size_t count, loff_t *ppos)
5846 {
5847         return -EIO;
5848 }
5849 #endif /* CONFIG_SLABINFO */