]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - mm/slub.c
slab, slub, slob: add slab_flags_t
[linux.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/bitops.h>
19 #include <linux/slab.h>
20 #include "slab.h"
21 #include <linux/proc_fs.h>
22 #include <linux/notifier.h>
23 #include <linux/seq_file.h>
24 #include <linux/kasan.h>
25 #include <linux/kmemcheck.h>
26 #include <linux/cpu.h>
27 #include <linux/cpuset.h>
28 #include <linux/mempolicy.h>
29 #include <linux/ctype.h>
30 #include <linux/debugobjects.h>
31 #include <linux/kallsyms.h>
32 #include <linux/memory.h>
33 #include <linux/math64.h>
34 #include <linux/fault-inject.h>
35 #include <linux/stacktrace.h>
36 #include <linux/prefetch.h>
37 #include <linux/memcontrol.h>
38 #include <linux/random.h>
39
40 #include <trace/events/kmem.h>
41
42 #include "internal.h"
43
44 /*
45  * Lock order:
46  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
47  *   2. node->list_lock
48  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
49  *
50  *   slab_mutex
51  *
52  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
53  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
54  *
55  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
56  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
57  *   double word in the page struct. Meaning
58  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
59  *      B. page->counters       -> Counters of objects
60  *      C. page->frozen         -> frozen state
61  *
62  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
63  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
64  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
65  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
66  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
67  *
68  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
69  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
70  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
71  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
72  *   modified without taking the list lock).
73  *
74  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
75  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
76  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
77  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
78  *   the list lock.
79  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
80  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
81  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
82  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
83  *
84  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
85  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
86  *
87  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
88  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
89  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
90  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
91  * cannot scan all objects.
92  *
93  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
94  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
95  * fast frees and allocs.
96  *
97  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
98  *
99  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
100  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
101  *                      such as satisfying allocations for a specific
102  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
103  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
104  *                      list operations. It is up to the processor holding
105  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
106  *                      when the slab is no longer needed.
107  *
108  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
109  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
110  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
111  *                      freelist that allows lockless access to
112  *                      free objects in addition to the regular freelist
113  *                      that requires the slab lock.
114  *
115  * PageError            Slab requires special handling due to debug
116  *                      options set. This moves slab handling out of
117  *                      the fast path and disables lockless freelists.
118  */
119
120 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
121 {
122 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
123         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
124 #else
125         return 0;
126 #endif
127 }
128
129 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
130 {
131         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE)
132                 p += s->red_left_pad;
133
134         return p;
135 }
136
137 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
138 {
139 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
140         return !kmem_cache_debug(s);
141 #else
142         return false;
143 #endif
144 }
145
146 /*
147  * Issues still to be resolved:
148  *
149  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
150  *
151  * - Variable sizing of the per node arrays
152  */
153
154 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
155 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
156
157 /* Enable to log cmpxchg failures */
158 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
159
160 /*
161  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
162  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
163  */
164 #define MIN_PARTIAL 5
165
166 /*
167  * Maximum number of desirable partial slabs.
168  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
169  * sort the partial list by the number of objects in use.
170  */
171 #define MAX_PARTIAL 10
172
173 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
174                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
175
176 /*
177  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
178  * issues when checking or reading debug information
179  */
180 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
181                                 SLAB_TRACE)
182
183
184 /*
185  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
186  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
187  * metadata.
188  */
189 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
190
191 #define OO_SHIFT        16
192 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
193 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
194
195 /* Internal SLUB flags */
196 /* Poison object */
197 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000UL)
198 /* Use cmpxchg_double */
199 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000UL)
200
201 /*
202  * Tracking user of a slab.
203  */
204 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
205 struct track {
206         unsigned long addr;     /* Called from address */
207 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
208         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
209 #endif
210         int cpu;                /* Was running on cpu */
211         int pid;                /* Pid context */
212         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
213 };
214
215 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
216
217 #ifdef CONFIG_SYSFS
218 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
219 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
220 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
221 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s);
222 #else
223 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
224 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
225                                                         { return 0; }
226 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
227 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
228 #endif
229
230 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
231 {
232 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
233         /*
234          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
235          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
236          */
237         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
238 #endif
239 }
240
241 /********************************************************************
242  *                      Core slab cache functions
243  *******************************************************************/
244
245 /*
246  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
247  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
248  * random number.
249  */
250 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
251                                  unsigned long ptr_addr)
252 {
253 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
254         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^ ptr_addr);
255 #else
256         return ptr;
257 #endif
258 }
259
260 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
261 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
262                                          void *ptr_addr)
263 {
264         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
265                             (unsigned long)ptr_addr);
266 }
267
268 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
269 {
270         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
271 }
272
273 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
274 {
275         if (object)
276                 prefetch(freelist_dereference(s, object + s->offset));
277 }
278
279 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
280 {
281         unsigned long freepointer_addr;
282         void *p;
283
284         if (!debug_pagealloc_enabled())
285                 return get_freepointer(s, object);
286
287         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
288         probe_kernel_read(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
289         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
290 }
291
292 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
293 {
294         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
295
296 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
297         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
298 #endif
299
300         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
301 }
302
303 /* Loop over all objects in a slab */
304 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
305         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
306                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
307                 __p += (__s)->size)
308
309 #define for_each_object_idx(__p, __idx, __s, __addr, __objects) \
310         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr), __idx = 1; \
311                 __idx <= __objects; \
312                 __p += (__s)->size, __idx++)
313
314 /* Determine object index from a given position */
315 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
316 {
317         return (p - addr) / s->size;
318 }
319
320 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
321 {
322         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
323 }
324
325 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
326                 unsigned long size, int reserved)
327 {
328         struct kmem_cache_order_objects x = {
329                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
330         };
331
332         return x;
333 }
334
335 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
336 {
337         return x.x >> OO_SHIFT;
338 }
339
340 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
341 {
342         return x.x & OO_MASK;
343 }
344
345 /*
346  * Per slab locking using the pagelock
347  */
348 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
349 {
350         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
351         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
352 }
353
354 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
355 {
356         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
357         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
358 }
359
360 static inline void set_page_slub_counters(struct page *page, unsigned long counters_new)
361 {
362         struct page tmp;
363         tmp.counters = counters_new;
364         /*
365          * page->counters can cover frozen/inuse/objects as well
366          * as page->_refcount.  If we assign to ->counters directly
367          * we run the risk of losing updates to page->_refcount, so
368          * be careful and only assign to the fields we need.
369          */
370         page->frozen  = tmp.frozen;
371         page->inuse   = tmp.inuse;
372         page->objects = tmp.objects;
373 }
374
375 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
376 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
377                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
378                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
379                 const char *n)
380 {
381         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
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                 slab_lock(page);
393                 if (page->freelist == freelist_old &&
394                                         page->counters == counters_old) {
395                         page->freelist = freelist_new;
396                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
397                         slab_unlock(page);
398                         return true;
399                 }
400                 slab_unlock(page);
401         }
402
403         cpu_relax();
404         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
405
406 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
407         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
408 #endif
409
410         return false;
411 }
412
413 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
414                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
415                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
416                 const char *n)
417 {
418 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
419     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
420         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
421                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
422                                    freelist_old, counters_old,
423                                    freelist_new, counters_new))
424                         return true;
425         } else
426 #endif
427         {
428                 unsigned long flags;
429
430                 local_irq_save(flags);
431                 slab_lock(page);
432                 if (page->freelist == freelist_old &&
433                                         page->counters == counters_old) {
434                         page->freelist = freelist_new;
435                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
436                         slab_unlock(page);
437                         local_irq_restore(flags);
438                         return true;
439                 }
440                 slab_unlock(page);
441                 local_irq_restore(flags);
442         }
443
444         cpu_relax();
445         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
446
447 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
448         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
449 #endif
450
451         return false;
452 }
453
454 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
455 /*
456  * Determine a map of object in use on a page.
457  *
458  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
459  * not vanish from under us.
460  */
461 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
462 {
463         void *p;
464         void *addr = page_address(page);
465
466         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
467                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
468 }
469
470 static inline int size_from_object(struct kmem_cache *s)
471 {
472         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
473                 return s->size - s->red_left_pad;
474
475         return s->size;
476 }
477
478 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
479 {
480         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
481                 p -= s->red_left_pad;
482
483         return p;
484 }
485
486 /*
487  * Debug settings:
488  */
489 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
490 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
491 #else
492 static slab_flags_t slub_debug;
493 #endif
494
495 static char *slub_debug_slabs;
496 static int disable_higher_order_debug;
497
498 /*
499  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
500  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
501  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
502  * to tell kasan that these accesses are OK.
503  */
504 static inline void metadata_access_enable(void)
505 {
506         kasan_disable_current();
507 }
508
509 static inline void metadata_access_disable(void)
510 {
511         kasan_enable_current();
512 }
513
514 /*
515  * Object debugging
516  */
517
518 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
519 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
520                                 struct page *page, void *object)
521 {
522         void *base;
523
524         if (!object)
525                 return 1;
526
527         base = page_address(page);
528         object = restore_red_left(s, object);
529         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
530                 (object - base) % s->size) {
531                 return 0;
532         }
533
534         return 1;
535 }
536
537 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
538                           unsigned int length)
539 {
540         metadata_access_enable();
541         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
542                         length, 1);
543         metadata_access_disable();
544 }
545
546 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
547         enum track_item alloc)
548 {
549         struct track *p;
550
551         if (s->offset)
552                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
553         else
554                 p = object + s->inuse;
555
556         return p + alloc;
557 }
558
559 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
560                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
561 {
562         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
563
564         if (addr) {
565 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
566                 struct stack_trace trace;
567                 int i;
568
569                 trace.nr_entries = 0;
570                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
571                 trace.entries = p->addrs;
572                 trace.skip = 3;
573                 metadata_access_enable();
574                 save_stack_trace(&trace);
575                 metadata_access_disable();
576
577                 /* See rant in lockdep.c */
578                 if (trace.nr_entries != 0 &&
579                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
580                         trace.nr_entries--;
581
582                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
583                         p->addrs[i] = 0;
584 #endif
585                 p->addr = addr;
586                 p->cpu = smp_processor_id();
587                 p->pid = current->pid;
588                 p->when = jiffies;
589         } else
590                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
591 }
592
593 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
594 {
595         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
596                 return;
597
598         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
599         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
600 }
601
602 static void print_track(const char *s, struct track *t)
603 {
604         if (!t->addr)
605                 return;
606
607         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
608                s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
609 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
610         {
611                 int i;
612                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
613                         if (t->addrs[i])
614                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
615                         else
616                                 break;
617         }
618 #endif
619 }
620
621 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
622 {
623         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
624                 return;
625
626         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
627         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
628 }
629
630 static void print_page_info(struct page *page)
631 {
632         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
633                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
634
635 }
636
637 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
638 {
639         struct va_format vaf;
640         va_list args;
641
642         va_start(args, fmt);
643         vaf.fmt = fmt;
644         vaf.va = &args;
645         pr_err("=============================================================================\n");
646         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
647         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
648
649         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
650         va_end(args);
651 }
652
653 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
654 {
655         struct va_format vaf;
656         va_list args;
657
658         va_start(args, fmt);
659         vaf.fmt = fmt;
660         vaf.va = &args;
661         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
662         va_end(args);
663 }
664
665 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
666 {
667         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
668         u8 *addr = page_address(page);
669
670         print_tracking(s, p);
671
672         print_page_info(page);
673
674         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
675                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
676
677         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
678                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p - s->red_left_pad,
679                               s->red_left_pad);
680         else if (p > addr + 16)
681                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
682
683         print_section(KERN_ERR, "Object ", p,
684                       min_t(unsigned long, s->object_size, PAGE_SIZE));
685         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
686                 print_section(KERN_ERR, "Redzone ", p + s->object_size,
687                         s->inuse - s->object_size);
688
689         if (s->offset)
690                 off = s->offset + sizeof(void *);
691         else
692                 off = s->inuse;
693
694         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
695                 off += 2 * sizeof(struct track);
696
697         off += kasan_metadata_size(s);
698
699         if (off != size_from_object(s))
700                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
701                 print_section(KERN_ERR, "Padding ", p + off,
702                               size_from_object(s) - off);
703
704         dump_stack();
705 }
706
707 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
708                         u8 *object, char *reason)
709 {
710         slab_bug(s, "%s", reason);
711         print_trailer(s, page, object);
712 }
713
714 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
715                         const char *fmt, ...)
716 {
717         va_list args;
718         char buf[100];
719
720         va_start(args, fmt);
721         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
722         va_end(args);
723         slab_bug(s, "%s", buf);
724         print_page_info(page);
725         dump_stack();
726 }
727
728 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
729 {
730         u8 *p = object;
731
732         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
733                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
734
735         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
736                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
737                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
738         }
739
740         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
741                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
742 }
743
744 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
745                                                 void *from, void *to)
746 {
747         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
748         memset(from, data, to - from);
749 }
750
751 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
752                         u8 *object, char *what,
753                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
754 {
755         u8 *fault;
756         u8 *end;
757
758         metadata_access_enable();
759         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
760         metadata_access_disable();
761         if (!fault)
762                 return 1;
763
764         end = start + bytes;
765         while (end > fault && end[-1] == value)
766                 end--;
767
768         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
769         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
770                                         fault, end - 1, fault[0], value);
771         print_trailer(s, page, object);
772
773         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
774         return 0;
775 }
776
777 /*
778  * Object layout:
779  *
780  * object address
781  *      Bytes of the object to be managed.
782  *      If the freepointer may overlay the object then the free
783  *      pointer is the first word of the object.
784  *
785  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
786  *      0xa5 (POISON_END)
787  *
788  * object + s->object_size
789  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
790  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
791  *      object_size == inuse.
792  *
793  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
794  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
795  *
796  * object + s->inuse
797  *      Meta data starts here.
798  *
799  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
800  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
801  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
802  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
803  *              before the word boundary.
804  *
805  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
806  *
807  * object + s->size
808  *      Nothing is used beyond s->size.
809  *
810  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
811  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
812  * may be used with merged slabcaches.
813  */
814
815 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
816 {
817         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
818
819         if (s->offset)
820                 /* Freepointer is placed after the object. */
821                 off += sizeof(void *);
822
823         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
824                 /* We also have user information there */
825                 off += 2 * sizeof(struct track);
826
827         off += kasan_metadata_size(s);
828
829         if (size_from_object(s) == off)
830                 return 1;
831
832         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
833                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
834 }
835
836 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
837 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
838 {
839         u8 *start;
840         u8 *fault;
841         u8 *end;
842         int length;
843         int remainder;
844
845         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
846                 return 1;
847
848         start = page_address(page);
849         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
850         end = start + length;
851         remainder = length % s->size;
852         if (!remainder)
853                 return 1;
854
855         metadata_access_enable();
856         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
857         metadata_access_disable();
858         if (!fault)
859                 return 1;
860         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
861                 end--;
862
863         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
864         print_section(KERN_ERR, "Padding ", end - remainder, remainder);
865
866         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
867         return 0;
868 }
869
870 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
871                                         void *object, u8 val)
872 {
873         u8 *p = object;
874         u8 *endobject = object + s->object_size;
875
876         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
877                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
878                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
879                         return 0;
880
881                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
882                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
883                         return 0;
884         } else {
885                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
886                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
887                                 endobject, POISON_INUSE,
888                                 s->inuse - s->object_size);
889                 }
890         }
891
892         if (s->flags & SLAB_POISON) {
893                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
894                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
895                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
896                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
897                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
898                         return 0;
899                 /*
900                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
901                  */
902                 check_pad_bytes(s, page, p);
903         }
904
905         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
906                 /*
907                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
908                  * freepointer while object is allocated.
909                  */
910                 return 1;
911
912         /* Check free pointer validity */
913         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
914                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
915                 /*
916                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
917                  * of the free objects in this slab. May cause
918                  * another error because the object count is now wrong.
919                  */
920                 set_freepointer(s, p, NULL);
921                 return 0;
922         }
923         return 1;
924 }
925
926 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
927 {
928         int maxobj;
929
930         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
931
932         if (!PageSlab(page)) {
933                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
934                 return 0;
935         }
936
937         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
938         if (page->objects > maxobj) {
939                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
940                         page->objects, maxobj);
941                 return 0;
942         }
943         if (page->inuse > page->objects) {
944                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
945                         page->inuse, page->objects);
946                 return 0;
947         }
948         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
949         slab_pad_check(s, page);
950         return 1;
951 }
952
953 /*
954  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
955  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
956  */
957 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
958 {
959         int nr = 0;
960         void *fp;
961         void *object = NULL;
962         int max_objects;
963
964         fp = page->freelist;
965         while (fp && nr <= page->objects) {
966                 if (fp == search)
967                         return 1;
968                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
969                         if (object) {
970                                 object_err(s, page, object,
971                                         "Freechain corrupt");
972                                 set_freepointer(s, object, NULL);
973                         } else {
974                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
975                                 page->freelist = NULL;
976                                 page->inuse = page->objects;
977                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
978                                 return 0;
979                         }
980                         break;
981                 }
982                 object = fp;
983                 fp = get_freepointer(s, object);
984                 nr++;
985         }
986
987         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
988         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
989                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
990
991         if (page->objects != max_objects) {
992                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
993                          page->objects, max_objects);
994                 page->objects = max_objects;
995                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
996         }
997         if (page->inuse != page->objects - nr) {
998                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
999                          page->inuse, page->objects - nr);
1000                 page->inuse = page->objects - nr;
1001                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
1002         }
1003         return search == NULL;
1004 }
1005
1006 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1007                                                                 int alloc)
1008 {
1009         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1010                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1011                         s->name,
1012                         alloc ? "alloc" : "free",
1013                         object, page->inuse,
1014                         page->freelist);
1015
1016                 if (!alloc)
1017                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1018                                         s->object_size);
1019
1020                 dump_stack();
1021         }
1022 }
1023
1024 /*
1025  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1026  */
1027 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1028         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1029 {
1030         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1031                 return;
1032
1033         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1034         list_add(&page->lru, &n->full);
1035 }
1036
1037 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1038 {
1039         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1040                 return;
1041
1042         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1043         list_del(&page->lru);
1044 }
1045
1046 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1047 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1048 {
1049         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1050
1051         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1052 }
1053
1054 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1055 {
1056         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1057 }
1058
1059 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1060 {
1061         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1062
1063         /*
1064          * May be called early in order to allocate a slab for the
1065          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1066          * dilemma by deferring the increment of the count during
1067          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1068          */
1069         if (likely(n)) {
1070                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1071                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1072         }
1073 }
1074 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1075 {
1076         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1077
1078         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1079         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1080 }
1081
1082 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1083 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1084                                                                 void *object)
1085 {
1086         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1087                 return;
1088
1089         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1090         init_tracking(s, object);
1091 }
1092
1093 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1094                                         struct page *page,
1095                                         void *object, unsigned long addr)
1096 {
1097         if (!check_slab(s, page))
1098                 return 0;
1099
1100         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1101                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1102                 return 0;
1103         }
1104
1105         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1106                 return 0;
1107
1108         return 1;
1109 }
1110
1111 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1112                                         struct page *page,
1113                                         void *object, unsigned long addr)
1114 {
1115         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1116                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object, addr))
1117                         goto bad;
1118         }
1119
1120         /* Success perform special debug activities for allocs */
1121         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1122                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1123         trace(s, page, object, 1);
1124         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1125         return 1;
1126
1127 bad:
1128         if (PageSlab(page)) {
1129                 /*
1130                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1131                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1132                  * as used avoids touching the remaining objects.
1133                  */
1134                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1135                 page->inuse = page->objects;
1136                 page->freelist = NULL;
1137         }
1138         return 0;
1139 }
1140
1141 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1142                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1143 {
1144         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1145                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1146                 return 0;
1147         }
1148
1149         if (on_freelist(s, page, object)) {
1150                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1151                 return 0;
1152         }
1153
1154         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1155                 return 0;
1156
1157         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1158                 if (!PageSlab(page)) {
1159                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1160                                  object);
1161                 } else if (!page->slab_cache) {
1162                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1163                                object);
1164                         dump_stack();
1165                 } else
1166                         object_err(s, page, object,
1167                                         "page slab pointer corrupt.");
1168                 return 0;
1169         }
1170         return 1;
1171 }
1172
1173 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1174 static noinline int free_debug_processing(
1175         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1176         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1177         unsigned long addr)
1178 {
1179         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1180         void *object = head;
1181         int cnt = 0;
1182         unsigned long uninitialized_var(flags);
1183         int ret = 0;
1184
1185         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1186         slab_lock(page);
1187
1188         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1189                 if (!check_slab(s, page))
1190                         goto out;
1191         }
1192
1193 next_object:
1194         cnt++;
1195
1196         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1197                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1198                         goto out;
1199         }
1200
1201         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1202                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1203         trace(s, page, object, 0);
1204         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1205         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1206
1207         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1208         if (object != tail) {
1209                 object = get_freepointer(s, object);
1210                 goto next_object;
1211         }
1212         ret = 1;
1213
1214 out:
1215         if (cnt != bulk_cnt)
1216                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1217                          bulk_cnt, cnt);
1218
1219         slab_unlock(page);
1220         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1221         if (!ret)
1222                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1223         return ret;
1224 }
1225
1226 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1227 {
1228         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1229         if (*str++ != '=' || !*str)
1230                 /*
1231                  * No options specified. Switch on full debugging.
1232                  */
1233                 goto out;
1234
1235         if (*str == ',')
1236                 /*
1237                  * No options but restriction on slabs. This means full
1238                  * debugging for slabs matching a pattern.
1239                  */
1240                 goto check_slabs;
1241
1242         slub_debug = 0;
1243         if (*str == '-')
1244                 /*
1245                  * Switch off all debugging measures.
1246                  */
1247                 goto out;
1248
1249         /*
1250          * Determine which debug features should be switched on
1251          */
1252         for (; *str && *str != ','; str++) {
1253                 switch (tolower(*str)) {
1254                 case 'f':
1255                         slub_debug |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1256                         break;
1257                 case 'z':
1258                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1259                         break;
1260                 case 'p':
1261                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1262                         break;
1263                 case 'u':
1264                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1265                         break;
1266                 case 't':
1267                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1268                         break;
1269                 case 'a':
1270                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1271                         break;
1272                 case 'o':
1273                         /*
1274                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1275                          * order would increase as a result.
1276                          */
1277                         disable_higher_order_debug = 1;
1278                         break;
1279                 default:
1280                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1281                                *str);
1282                 }
1283         }
1284
1285 check_slabs:
1286         if (*str == ',')
1287                 slub_debug_slabs = str + 1;
1288 out:
1289         return 1;
1290 }
1291
1292 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1293
1294 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1295         slab_flags_t flags, const char *name,
1296         void (*ctor)(void *))
1297 {
1298         /*
1299          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1300          */
1301         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1302                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1303                 flags |= slub_debug;
1304
1305         return flags;
1306 }
1307 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1308 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1309                         struct page *page, void *object) {}
1310
1311 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1312         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1313
1314 static inline int free_debug_processing(
1315         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1316         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1317         unsigned long addr) { return 0; }
1318
1319 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1320                         { return 1; }
1321 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1322                         void *object, u8 val) { return 1; }
1323 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1324                                         struct page *page) {}
1325 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1326                                         struct page *page) {}
1327 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1328         slab_flags_t flags, const char *name,
1329         void (*ctor)(void *))
1330 {
1331         return flags;
1332 }
1333 #define slub_debug 0
1334
1335 #define disable_higher_order_debug 0
1336
1337 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1338                                                         { return 0; }
1339 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1340                                                         { return 0; }
1341 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1342                                                         int objects) {}
1343 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1344                                                         int objects) {}
1345
1346 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1347
1348 /*
1349  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1350  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1351  */
1352 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1353 {
1354         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1355         kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1356 }
1357
1358 static inline void kfree_hook(const void *x)
1359 {
1360         kmemleak_free(x);
1361         kasan_kfree_large(x);
1362 }
1363
1364 static inline void *slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1365 {
1366         void *freeptr;
1367
1368         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1369
1370         /*
1371          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1372          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1373          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1374          */
1375 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
1376         {
1377                 unsigned long flags;
1378
1379                 local_irq_save(flags);
1380                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
1381                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1382                 local_irq_restore(flags);
1383         }
1384 #endif
1385         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1386                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1387
1388         freeptr = get_freepointer(s, x);
1389         /*
1390          * kasan_slab_free() may put x into memory quarantine, delaying its
1391          * reuse. In this case the object's freelist pointer is changed.
1392          */
1393         kasan_slab_free(s, x);
1394         return freeptr;
1395 }
1396
1397 static inline void slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1398                                            void *head, void *tail)
1399 {
1400 /*
1401  * Compiler cannot detect this function can be removed if slab_free_hook()
1402  * evaluates to nothing.  Thus, catch all relevant config debug options here.
1403  */
1404 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) ||                \
1405         defined(CONFIG_LOCKDEP) ||              \
1406         defined(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK) ||       \
1407         defined(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_FREE) ||   \
1408         defined(CONFIG_KASAN)
1409
1410         void *object = head;
1411         void *tail_obj = tail ? : head;
1412         void *freeptr;
1413
1414         do {
1415                 freeptr = slab_free_hook(s, object);
1416         } while ((object != tail_obj) && (object = freeptr));
1417 #endif
1418 }
1419
1420 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1421                                 void *object)
1422 {
1423         setup_object_debug(s, page, object);
1424         kasan_init_slab_obj(s, object);
1425         if (unlikely(s->ctor)) {
1426                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1427                 s->ctor(object);
1428                 kasan_poison_object_data(s, object);
1429         }
1430 }
1431
1432 /*
1433  * Slab allocation and freeing
1434  */
1435 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1436                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1437 {
1438         struct page *page;
1439         int order = oo_order(oo);
1440
1441         flags |= __GFP_NOTRACK;
1442
1443         if (node == NUMA_NO_NODE)
1444                 page = alloc_pages(flags, order);
1445         else
1446                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1447
1448         if (page && memcg_charge_slab(page, flags, order, s)) {
1449                 __free_pages(page, order);
1450                 page = NULL;
1451         }
1452
1453         return page;
1454 }
1455
1456 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1457 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1458 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1459 {
1460         int err;
1461         unsigned long i, count = oo_objects(s->oo);
1462
1463         /* Bailout if already initialised */
1464         if (s->random_seq)
1465                 return 0;
1466
1467         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1468         if (err) {
1469                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1470                         s->name);
1471                 return err;
1472         }
1473
1474         /* Transform to an offset on the set of pages */
1475         if (s->random_seq) {
1476                 for (i = 0; i < count; i++)
1477                         s->random_seq[i] *= s->size;
1478         }
1479         return 0;
1480 }
1481
1482 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1483 static void __init init_freelist_randomization(void)
1484 {
1485         struct kmem_cache *s;
1486
1487         mutex_lock(&slab_mutex);
1488
1489         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1490                 init_cache_random_seq(s);
1491
1492         mutex_unlock(&slab_mutex);
1493 }
1494
1495 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1496 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1497                                 unsigned long *pos, void *start,
1498                                 unsigned long page_limit,
1499                                 unsigned long freelist_count)
1500 {
1501         unsigned int idx;
1502
1503         /*
1504          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1505          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1506          */
1507         do {
1508                 idx = s->random_seq[*pos];
1509                 *pos += 1;
1510                 if (*pos >= freelist_count)
1511                         *pos = 0;
1512         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1513
1514         return (char *)start + idx;
1515 }
1516
1517 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1518 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1519 {
1520         void *start;
1521         void *cur;
1522         void *next;
1523         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1524
1525         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1526                 return false;
1527
1528         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1529         pos = get_random_int() % freelist_count;
1530
1531         page_limit = page->objects * s->size;
1532         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1533
1534         /* First entry is used as the base of the freelist */
1535         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1536                                 freelist_count);
1537         page->freelist = cur;
1538
1539         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1540                 setup_object(s, page, cur);
1541                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1542                         freelist_count);
1543                 set_freepointer(s, cur, next);
1544                 cur = next;
1545         }
1546         setup_object(s, page, cur);
1547         set_freepointer(s, cur, NULL);
1548
1549         return true;
1550 }
1551 #else
1552 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1553 {
1554         return 0;
1555 }
1556 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1557 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1558 {
1559         return false;
1560 }
1561 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1562
1563 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1564 {
1565         struct page *page;
1566         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1567         gfp_t alloc_gfp;
1568         void *start, *p;
1569         int idx, order;
1570         bool shuffle;
1571
1572         flags &= gfp_allowed_mask;
1573
1574         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1575                 local_irq_enable();
1576
1577         flags |= s->allocflags;
1578
1579         /*
1580          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1581          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1582          */
1583         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1584         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1585                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1586
1587         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1588         if (unlikely(!page)) {
1589                 oo = s->min;
1590                 alloc_gfp = flags;
1591                 /*
1592                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1593                  * Try a lower order alloc if possible
1594                  */
1595                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1596                 if (unlikely(!page))
1597                         goto out;
1598                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1599         }
1600
1601         if (kmemcheck_enabled &&
1602             !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1603                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1604
1605                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), alloc_gfp, node);
1606
1607                 /*
1608                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1609                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1610                  */
1611                 if (s->ctor)
1612                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1613                 else
1614                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1615         }
1616
1617         page->objects = oo_objects(oo);
1618
1619         order = compound_order(page);
1620         page->slab_cache = s;
1621         __SetPageSlab(page);
1622         if (page_is_pfmemalloc(page))
1623                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1624
1625         start = page_address(page);
1626
1627         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1628                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1629
1630         kasan_poison_slab(page);
1631
1632         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1633
1634         if (!shuffle) {
1635                 for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1636                         setup_object(s, page, p);
1637                         if (likely(idx < page->objects))
1638                                 set_freepointer(s, p, p + s->size);
1639                         else
1640                                 set_freepointer(s, p, NULL);
1641                 }
1642                 page->freelist = fixup_red_left(s, start);
1643         }
1644
1645         page->inuse = page->objects;
1646         page->frozen = 1;
1647
1648 out:
1649         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1650                 local_irq_disable();
1651         if (!page)
1652                 return NULL;
1653
1654         mod_lruvec_page_state(page,
1655                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1656                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1657                 1 << oo_order(oo));
1658
1659         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1660
1661         return page;
1662 }
1663
1664 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1665 {
1666         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1667                 gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
1668                 flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
1669                 pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
1670                                 invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
1671                 dump_stack();
1672         }
1673
1674         return allocate_slab(s,
1675                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1676 }
1677
1678 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1679 {
1680         int order = compound_order(page);
1681         int pages = 1 << order;
1682
1683         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1684                 void *p;
1685
1686                 slab_pad_check(s, page);
1687                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1688                                                 page->objects)
1689                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1690         }
1691
1692         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1693
1694         mod_lruvec_page_state(page,
1695                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1696                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1697                 -pages);
1698
1699         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1700         __ClearPageSlab(page);
1701
1702         page_mapcount_reset(page);
1703         if (current->reclaim_state)
1704                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1705         memcg_uncharge_slab(page, order, s);
1706         __free_pages(page, order);
1707 }
1708
1709 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1710         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1711
1712 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1713 {
1714         struct page *page;
1715
1716         if (need_reserve_slab_rcu)
1717                 page = virt_to_head_page(h);
1718         else
1719                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1720
1721         __free_slab(page->slab_cache, page);
1722 }
1723
1724 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1725 {
1726         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1727                 struct rcu_head *head;
1728
1729                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1730                         int order = compound_order(page);
1731                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1732
1733                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1734                         head = page_address(page) + offset;
1735                 } else {
1736                         head = &page->rcu_head;
1737                 }
1738
1739                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1740         } else
1741                 __free_slab(s, page);
1742 }
1743
1744 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1745 {
1746         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1747         free_slab(s, page);
1748 }
1749
1750 /*
1751  * Management of partially allocated slabs.
1752  */
1753 static inline void
1754 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1755 {
1756         n->nr_partial++;
1757         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1758                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1759         else
1760                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1761 }
1762
1763 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1764                                 struct page *page, int tail)
1765 {
1766         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1767         __add_partial(n, page, tail);
1768 }
1769
1770 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1771                                         struct page *page)
1772 {
1773         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1774         list_del(&page->lru);
1775         n->nr_partial--;
1776 }
1777
1778 /*
1779  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1780  * return the pointer to the freelist.
1781  *
1782  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1783  */
1784 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1785                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1786                 int mode, int *objects)
1787 {
1788         void *freelist;
1789         unsigned long counters;
1790         struct page new;
1791
1792         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1793
1794         /*
1795          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1796          * The old freelist is the list of objects for the
1797          * per cpu allocation list.
1798          */
1799         freelist = page->freelist;
1800         counters = page->counters;
1801         new.counters = counters;
1802         *objects = new.objects - new.inuse;
1803         if (mode) {
1804                 new.inuse = page->objects;
1805                 new.freelist = NULL;
1806         } else {
1807                 new.freelist = freelist;
1808         }
1809
1810         VM_BUG_ON(new.frozen);
1811         new.frozen = 1;
1812
1813         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1814                         freelist, counters,
1815                         new.freelist, new.counters,
1816                         "acquire_slab"))
1817                 return NULL;
1818
1819         remove_partial(n, page);
1820         WARN_ON(!freelist);
1821         return freelist;
1822 }
1823
1824 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1825 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1826
1827 /*
1828  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1829  */
1830 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1831                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1832 {
1833         struct page *page, *page2;
1834         void *object = NULL;
1835         int available = 0;
1836         int objects;
1837
1838         /*
1839          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1840          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1841          * partial slab and there is none available then get_partials()
1842          * will return NULL.
1843          */
1844         if (!n || !n->nr_partial)
1845                 return NULL;
1846
1847         spin_lock(&n->list_lock);
1848         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1849                 void *t;
1850
1851                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1852                         continue;
1853
1854                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1855                 if (!t)
1856                         break;
1857
1858                 available += objects;
1859                 if (!object) {
1860                         c->page = page;
1861                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1862                         object = t;
1863                 } else {
1864                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1865                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1866                 }
1867                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1868                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
1869                         break;
1870
1871         }
1872         spin_unlock(&n->list_lock);
1873         return object;
1874 }
1875
1876 /*
1877  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1878  */
1879 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1880                 struct kmem_cache_cpu *c)
1881 {
1882 #ifdef CONFIG_NUMA
1883         struct zonelist *zonelist;
1884         struct zoneref *z;
1885         struct zone *zone;
1886         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1887         void *object;
1888         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1889
1890         /*
1891          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1892          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1893          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1894          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1895          *
1896          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1897          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1898          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1899          * from other nodes and filled up.
1900          *
1901          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
1902          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
1903          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
1904          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
1905          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1906          * with available objects.
1907          */
1908         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1909                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1910                 return NULL;
1911
1912         do {
1913                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1914                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1915                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1916                         struct kmem_cache_node *n;
1917
1918                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1919
1920                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1921                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1922                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1923                                 if (object) {
1924                                         /*
1925                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1926                                          * here - if mems_allowed was updated in
1927                                          * parallel, that was a harmless race
1928                                          * between allocation and the cpuset
1929                                          * update
1930                                          */
1931                                         return object;
1932                                 }
1933                         }
1934                 }
1935         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1936 #endif
1937         return NULL;
1938 }
1939
1940 /*
1941  * Get a partial page, lock it and return it.
1942  */
1943 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1944                 struct kmem_cache_cpu *c)
1945 {
1946         void *object;
1947         int searchnode = node;
1948
1949         if (node == NUMA_NO_NODE)
1950                 searchnode = numa_mem_id();
1951         else if (!node_present_pages(node))
1952                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1953
1954         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1955         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1956                 return object;
1957
1958         return get_any_partial(s, flags, c);
1959 }
1960
1961 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1962 /*
1963  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1964  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1965  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1966  */
1967 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1968 #else
1969 /*
1970  * No preemption supported therefore also no need to check for
1971  * different cpus.
1972  */
1973 #define TID_STEP 1
1974 #endif
1975
1976 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1977 {
1978         return tid + TID_STEP;
1979 }
1980
1981 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1982 {
1983         return tid % TID_STEP;
1984 }
1985
1986 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1987 {
1988         return tid / TID_STEP;
1989 }
1990
1991 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1992 {
1993         return cpu;
1994 }
1995
1996 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1997                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1998 {
1999 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2000         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2001
2002         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2003
2004 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2005         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2006                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2007                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2008         else
2009 #endif
2010         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2011                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2012                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2013         else
2014                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2015                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2016 #endif
2017         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2018 }
2019
2020 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2021 {
2022         int cpu;
2023
2024         for_each_possible_cpu(cpu)
2025                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2026 }
2027
2028 /*
2029  * Remove the cpu slab
2030  */
2031 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2032                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2033 {
2034         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2035         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2036         int lock = 0;
2037         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2038         void *nextfree;
2039         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2040         struct page new;
2041         struct page old;
2042
2043         if (page->freelist) {
2044                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2045                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2046         }
2047
2048         /*
2049          * Stage one: Free all available per cpu objects back
2050          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
2051          * last one.
2052          *
2053          * There is no need to take the list->lock because the page
2054          * is still frozen.
2055          */
2056         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
2057                 void *prior;
2058                 unsigned long counters;
2059
2060                 do {
2061                         prior = page->freelist;
2062                         counters = page->counters;
2063                         set_freepointer(s, freelist, prior);
2064                         new.counters = counters;
2065                         new.inuse--;
2066                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
2067
2068                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2069                         prior, counters,
2070                         freelist, new.counters,
2071                         "drain percpu freelist"));
2072
2073                 freelist = nextfree;
2074         }
2075
2076         /*
2077          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
2078          * list presence reflects the actual number of objects
2079          * during unfreeze.
2080          *
2081          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2082          * with the count. If there is a mismatch then the page
2083          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2084          *
2085          * Then we restart the process which may have to remove
2086          * the page from the list that we just put it on again
2087          * because the number of objects in the slab may have
2088          * changed.
2089          */
2090 redo:
2091
2092         old.freelist = page->freelist;
2093         old.counters = page->counters;
2094         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2095
2096         /* Determine target state of the slab */
2097         new.counters = old.counters;
2098         if (freelist) {
2099                 new.inuse--;
2100                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
2101                 new.freelist = freelist;
2102         } else
2103                 new.freelist = old.freelist;
2104
2105         new.frozen = 0;
2106
2107         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2108                 m = M_FREE;
2109         else if (new.freelist) {
2110                 m = M_PARTIAL;
2111                 if (!lock) {
2112                         lock = 1;
2113                         /*
2114                          * Taking the spinlock removes the possiblity
2115                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2116                          * is frozen
2117                          */
2118                         spin_lock(&n->list_lock);
2119                 }
2120         } else {
2121                 m = M_FULL;
2122                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
2123                         lock = 1;
2124                         /*
2125                          * This also ensures that the scanning of full
2126                          * slabs from diagnostic functions will not see
2127                          * any frozen slabs.
2128                          */
2129                         spin_lock(&n->list_lock);
2130                 }
2131         }
2132
2133         if (l != m) {
2134
2135                 if (l == M_PARTIAL)
2136
2137                         remove_partial(n, page);
2138
2139                 else if (l == M_FULL)
2140
2141                         remove_full(s, n, page);
2142
2143                 if (m == M_PARTIAL) {
2144
2145                         add_partial(n, page, tail);
2146                         stat(s, tail);
2147
2148                 } else if (m == M_FULL) {
2149
2150                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2151                         add_full(s, n, page);
2152
2153                 }
2154         }
2155
2156         l = m;
2157         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2158                                 old.freelist, old.counters,
2159                                 new.freelist, new.counters,
2160                                 "unfreezing slab"))
2161                 goto redo;
2162
2163         if (lock)
2164                 spin_unlock(&n->list_lock);
2165
2166         if (m == M_FREE) {
2167                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2168                 discard_slab(s, page);
2169                 stat(s, FREE_SLAB);
2170         }
2171
2172         c->page = NULL;
2173         c->freelist = NULL;
2174 }
2175
2176 /*
2177  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2178  *
2179  * This function must be called with interrupts disabled
2180  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2181  * to guarantee no concurrent accesses).
2182  */
2183 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2184                 struct kmem_cache_cpu *c)
2185 {
2186 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2187         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2188         struct page *page, *discard_page = NULL;
2189
2190         while ((page = c->partial)) {
2191                 struct page new;
2192                 struct page old;
2193
2194                 c->partial = page->next;
2195
2196                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2197                 if (n != n2) {
2198                         if (n)
2199                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2200
2201                         n = n2;
2202                         spin_lock(&n->list_lock);
2203                 }
2204
2205                 do {
2206
2207                         old.freelist = page->freelist;
2208                         old.counters = page->counters;
2209                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2210
2211                         new.counters = old.counters;
2212                         new.freelist = old.freelist;
2213
2214                         new.frozen = 0;
2215
2216                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2217                                 old.freelist, old.counters,
2218                                 new.freelist, new.counters,
2219                                 "unfreezing slab"));
2220
2221                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2222                         page->next = discard_page;
2223                         discard_page = page;
2224                 } else {
2225                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2226                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2227                 }
2228         }
2229
2230         if (n)
2231                 spin_unlock(&n->list_lock);
2232
2233         while (discard_page) {
2234                 page = discard_page;
2235                 discard_page = discard_page->next;
2236
2237                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2238                 discard_slab(s, page);
2239                 stat(s, FREE_SLAB);
2240         }
2241 #endif
2242 }
2243
2244 /*
2245  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2246  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2247  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2248  * onto a random cpus partial slot.
2249  *
2250  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2251  * per node partial list.
2252  */
2253 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2254 {
2255 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2256         struct page *oldpage;
2257         int pages;
2258         int pobjects;
2259
2260         preempt_disable();
2261         do {
2262                 pages = 0;
2263                 pobjects = 0;
2264                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2265
2266                 if (oldpage) {
2267                         pobjects = oldpage->pobjects;
2268                         pages = oldpage->pages;
2269                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2270                                 unsigned long flags;
2271                                 /*
2272                                  * partial array is full. Move the existing
2273                                  * set to the per node partial list.
2274                                  */
2275                                 local_irq_save(flags);
2276                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2277                                 local_irq_restore(flags);
2278                                 oldpage = NULL;
2279                                 pobjects = 0;
2280                                 pages = 0;
2281                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2282                         }
2283                 }
2284
2285                 pages++;
2286                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2287
2288                 page->pages = pages;
2289                 page->pobjects = pobjects;
2290                 page->next = oldpage;
2291
2292         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2293                                                                 != oldpage);
2294         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2295                 unsigned long flags;
2296
2297                 local_irq_save(flags);
2298                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2299                 local_irq_restore(flags);
2300         }
2301         preempt_enable();
2302 #endif
2303 }
2304
2305 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2306 {
2307         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2308         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2309
2310         c->tid = next_tid(c->tid);
2311 }
2312
2313 /*
2314  * Flush cpu slab.
2315  *
2316  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2317  */
2318 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2319 {
2320         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2321
2322         if (likely(c)) {
2323                 if (c->page)
2324                         flush_slab(s, c);
2325
2326                 unfreeze_partials(s, c);
2327         }
2328 }
2329
2330 static void flush_cpu_slab(void *d)
2331 {
2332         struct kmem_cache *s = d;
2333
2334         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2335 }
2336
2337 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2338 {
2339         struct kmem_cache *s = info;
2340         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2341
2342         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2343 }
2344
2345 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2346 {
2347         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2348 }
2349
2350 /*
2351  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2352  * necessary.
2353  */
2354 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2355 {
2356         struct kmem_cache *s;
2357         unsigned long flags;
2358
2359         mutex_lock(&slab_mutex);
2360         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2361                 local_irq_save(flags);
2362                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2363                 local_irq_restore(flags);
2364         }
2365         mutex_unlock(&slab_mutex);
2366         return 0;
2367 }
2368
2369 /*
2370  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2371  * locality expectations.
2372  */
2373 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2374 {
2375 #ifdef CONFIG_NUMA
2376         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2377                 return 0;
2378 #endif
2379         return 1;
2380 }
2381
2382 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2383 static int count_free(struct page *page)
2384 {
2385         return page->objects - page->inuse;
2386 }
2387
2388 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2389 {
2390         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2391 }
2392 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2393
2394 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2395 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2396                                         int (*get_count)(struct page *))
2397 {
2398         unsigned long flags;
2399         unsigned long x = 0;
2400         struct page *page;
2401
2402         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2403         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2404                 x += get_count(page);
2405         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2406         return x;
2407 }
2408 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2409
2410 static noinline void
2411 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2412 {
2413 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2414         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2415                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2416         int node;
2417         struct kmem_cache_node *n;
2418
2419         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2420                 return;
2421
2422         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2423                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2424         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, default order: %d, min order: %d\n",
2425                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2426                 oo_order(s->min));
2427
2428         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2429                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2430                         s->name);
2431
2432         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2433                 unsigned long nr_slabs;
2434                 unsigned long nr_objs;
2435                 unsigned long nr_free;
2436
2437                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2438                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2439                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2440
2441                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2442                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2443         }
2444 #endif
2445 }
2446
2447 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2448                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2449 {
2450         void *freelist;
2451         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2452         struct page *page;
2453
2454         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2455
2456         if (freelist)
2457                 return freelist;
2458
2459         page = new_slab(s, flags, node);
2460         if (page) {
2461                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2462                 if (c->page)
2463                         flush_slab(s, c);
2464
2465                 /*
2466                  * No other reference to the page yet so we can
2467                  * muck around with it freely without cmpxchg
2468                  */
2469                 freelist = page->freelist;
2470                 page->freelist = NULL;
2471
2472                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2473                 c->page = page;
2474                 *pc = c;
2475         } else
2476                 freelist = NULL;
2477
2478         return freelist;
2479 }
2480
2481 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2482 {
2483         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2484                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2485
2486         return true;
2487 }
2488
2489 /*
2490  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2491  * per cpu freelist or deactivate the page.
2492  *
2493  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2494  *
2495  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2496  *
2497  * This function must be called with interrupt disabled.
2498  */
2499 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2500 {
2501         struct page new;
2502         unsigned long counters;
2503         void *freelist;
2504
2505         do {
2506                 freelist = page->freelist;
2507                 counters = page->counters;
2508
2509                 new.counters = counters;
2510                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2511
2512                 new.inuse = page->objects;
2513                 new.frozen = freelist != NULL;
2514
2515         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2516                 freelist, counters,
2517                 NULL, new.counters,
2518                 "get_freelist"));
2519
2520         return freelist;
2521 }
2522
2523 /*
2524  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2525  * debugging duties.
2526  *
2527  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2528  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2529  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2530  *
2531  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2532  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2533  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2534  *
2535  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2536  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2537  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2538  *
2539  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2540  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2541  */
2542 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2543                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2544 {
2545         void *freelist;
2546         struct page *page;
2547
2548         page = c->page;
2549         if (!page)
2550                 goto new_slab;
2551 redo:
2552
2553         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2554                 int searchnode = node;
2555
2556                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2557                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2558
2559                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2560                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2561                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2562                         goto new_slab;
2563                 }
2564         }
2565
2566         /*
2567          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2568          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2569          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2570          */
2571         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2572                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2573                 goto new_slab;
2574         }
2575
2576         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2577         freelist = c->freelist;
2578         if (freelist)
2579                 goto load_freelist;
2580
2581         freelist = get_freelist(s, page);
2582
2583         if (!freelist) {
2584                 c->page = NULL;
2585                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2586                 goto new_slab;
2587         }
2588
2589         stat(s, ALLOC_REFILL);
2590
2591 load_freelist:
2592         /*
2593          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2594          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2595          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2596          */
2597         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2598         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2599         c->tid = next_tid(c->tid);
2600         return freelist;
2601
2602 new_slab:
2603
2604         if (slub_percpu_partial(c)) {
2605                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2606                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2607                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2608                 goto redo;
2609         }
2610
2611         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2612
2613         if (unlikely(!freelist)) {
2614                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2615                 return NULL;
2616         }
2617
2618         page = c->page;
2619         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2620                 goto load_freelist;
2621
2622         /* Only entered in the debug case */
2623         if (kmem_cache_debug(s) &&
2624                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2625                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2626
2627         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2628         return freelist;
2629 }
2630
2631 /*
2632  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2633  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2634  */
2635 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2636                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2637 {
2638         void *p;
2639         unsigned long flags;
2640
2641         local_irq_save(flags);
2642 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2643         /*
2644          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2645          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2646          * pointer.
2647          */
2648         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2649 #endif
2650
2651         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2652         local_irq_restore(flags);
2653         return p;
2654 }
2655
2656 /*
2657  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2658  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2659  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2660  *
2661  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2662  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2663  *
2664  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2665  */
2666 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2667                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2668 {
2669         void *object;
2670         struct kmem_cache_cpu *c;
2671         struct page *page;
2672         unsigned long tid;
2673
2674         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2675         if (!s)
2676                 return NULL;
2677 redo:
2678         /*
2679          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2680          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2681          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2682          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2683          *
2684          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2685          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2686          * to check if it is matched or not.
2687          */
2688         do {
2689                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2690                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2691         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2692                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2693
2694         /*
2695          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2696          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2697          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2698          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2699          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2700          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2701          */
2702         barrier();
2703
2704         /*
2705          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2706          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2707          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2708          * linked list in between.
2709          */
2710
2711         object = c->freelist;
2712         page = c->page;
2713         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2714                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2715                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2716         } else {
2717                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2718
2719                 /*
2720                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2721                  * operation and if we are on the right processor.
2722                  *
2723                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2724                  * semantics!)
2725                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2726                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2727                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2728                  *
2729                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2730                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2731                  * other cpus.
2732                  */
2733                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2734                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2735                                 object, tid,
2736                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2737
2738                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2739                         goto redo;
2740                 }
2741                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2742                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2743         }
2744
2745         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2746                 memset(object, 0, s->object_size);
2747
2748         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2749
2750         return object;
2751 }
2752
2753 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2754                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2755 {
2756         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2757 }
2758
2759 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2760 {
2761         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2762
2763         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2764                                 s->size, gfpflags);
2765
2766         return ret;
2767 }
2768 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2769
2770 #ifdef CONFIG_TRACING
2771 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2772 {
2773         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2774         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2775         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2776         return ret;
2777 }
2778 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2779 #endif
2780
2781 #ifdef CONFIG_NUMA
2782 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2783 {
2784         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2785
2786         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2787                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2788
2789         return ret;
2790 }
2791 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2792
2793 #ifdef CONFIG_TRACING
2794 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2795                                     gfp_t gfpflags,
2796                                     int node, size_t size)
2797 {
2798         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2799
2800         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2801                            size, s->size, gfpflags, node);
2802
2803         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2804         return ret;
2805 }
2806 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2807 #endif
2808 #endif
2809
2810 /*
2811  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2812  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2813  *
2814  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2815  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2816  * handling required then we can return immediately.
2817  */
2818 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2819                         void *head, void *tail, int cnt,
2820                         unsigned long addr)
2821
2822 {
2823         void *prior;
2824         int was_frozen;
2825         struct page new;
2826         unsigned long counters;
2827         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2828         unsigned long uninitialized_var(flags);
2829
2830         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2831
2832         if (kmem_cache_debug(s) &&
2833             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2834                 return;
2835
2836         do {
2837                 if (unlikely(n)) {
2838                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2839                         n = NULL;
2840                 }
2841                 prior = page->freelist;
2842                 counters = page->counters;
2843                 set_freepointer(s, tail, prior);
2844                 new.counters = counters;
2845                 was_frozen = new.frozen;
2846                 new.inuse -= cnt;
2847                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2848
2849                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2850
2851                                 /*
2852                                  * Slab was on no list before and will be
2853                                  * partially empty
2854                                  * We can defer the list move and instead
2855                                  * freeze it.
2856                                  */
2857                                 new.frozen = 1;
2858
2859                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2860
2861                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2862                                 /*
2863                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2864                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2865                                  * drop the list_lock without any processing.
2866                                  *
2867                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2868                                  * other processors updating the list of slabs.
2869                                  */
2870                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2871
2872                         }
2873                 }
2874
2875         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2876                 prior, counters,
2877                 head, new.counters,
2878                 "__slab_free"));
2879
2880         if (likely(!n)) {
2881
2882                 /*
2883                  * If we just froze the page then put it onto the
2884                  * per cpu partial list.
2885                  */
2886                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2887                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2888                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2889                 }
2890                 /*
2891                  * The list lock was not taken therefore no list
2892                  * activity can be necessary.
2893                  */
2894                 if (was_frozen)
2895                         stat(s, FREE_FROZEN);
2896                 return;
2897         }
2898
2899         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2900                 goto slab_empty;
2901
2902         /*
2903          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2904          * then add it.
2905          */
2906         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2907                 if (kmem_cache_debug(s))
2908                         remove_full(s, n, page);
2909                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2910                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2911         }
2912         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2913         return;
2914
2915 slab_empty:
2916         if (prior) {
2917                 /*
2918                  * Slab on the partial list.
2919                  */
2920                 remove_partial(n, page);
2921                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2922         } else {
2923                 /* Slab must be on the full list */
2924                 remove_full(s, n, page);
2925         }
2926
2927         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2928         stat(s, FREE_SLAB);
2929         discard_slab(s, page);
2930 }
2931
2932 /*
2933  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2934  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2935  *
2936  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2937  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2938  * the item before.
2939  *
2940  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2941  * with all sorts of special processing.
2942  *
2943  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2944  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2945  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2946  */
2947 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
2948                                 struct page *page, void *head, void *tail,
2949                                 int cnt, unsigned long addr)
2950 {
2951         void *tail_obj = tail ? : head;
2952         struct kmem_cache_cpu *c;
2953         unsigned long tid;
2954 redo:
2955         /*
2956          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2957          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2958          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2959          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2960          */
2961         do {
2962                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2963                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2964         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2965                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2966
2967         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2968         barrier();
2969
2970         if (likely(page == c->page)) {
2971                 set_freepointer(s, tail_obj, c->freelist);
2972
2973                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2974                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2975                                 c->freelist, tid,
2976                                 head, next_tid(tid)))) {
2977
2978                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2979                         goto redo;
2980                 }
2981                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2982         } else
2983                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
2984
2985 }
2986
2987 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2988                                       void *head, void *tail, int cnt,
2989                                       unsigned long addr)
2990 {
2991         slab_free_freelist_hook(s, head, tail);
2992         /*
2993          * slab_free_freelist_hook() could have put the items into quarantine.
2994          * If so, no need to free them.
2995          */
2996         if (s->flags & SLAB_KASAN && !(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
2997                 return;
2998         do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
2999 }
3000
3001 #ifdef CONFIG_KASAN
3002 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3003 {
3004         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3005 }
3006 #endif
3007
3008 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3009 {
3010         s = cache_from_obj(s, x);
3011         if (!s)
3012                 return;
3013         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3014         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
3015 }
3016 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3017
3018 struct detached_freelist {
3019         struct page *page;
3020         void *tail;
3021         void *freelist;
3022         int cnt;
3023         struct kmem_cache *s;
3024 };
3025
3026 /*
3027  * This function progressively scans the array with free objects (with
3028  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3029  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3030  * page/objects.  This can happen without any need for
3031  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3032  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3033  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3034  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3035  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3036  * to performance reasons.
3037  */
3038 static inline
3039 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3040                             void **p, struct detached_freelist *df)
3041 {
3042         size_t first_skipped_index = 0;
3043         int lookahead = 3;
3044         void *object;
3045         struct page *page;
3046
3047         /* Always re-init detached_freelist */
3048         df->page = NULL;
3049
3050         do {
3051                 object = p[--size];
3052                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3053         } while (!object && size);
3054
3055         if (!object)
3056                 return 0;
3057
3058         page = virt_to_head_page(object);
3059         if (!s) {
3060                 /* Handle kalloc'ed objects */
3061                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3062                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3063                         kfree_hook(object);
3064                         __free_pages(page, compound_order(page));
3065                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3066                         return size;
3067                 }
3068                 /* Derive kmem_cache from object */
3069                 df->s = page->slab_cache;
3070         } else {
3071                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3072         }
3073
3074         /* Start new detached freelist */
3075         df->page = page;
3076         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3077         df->tail = object;
3078         df->freelist = object;
3079         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3080         df->cnt = 1;
3081
3082         while (size) {
3083                 object = p[--size];
3084                 if (!object)
3085                         continue; /* Skip processed objects */
3086
3087                 /* df->page is always set at this point */
3088                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3089                         /* Opportunity build freelist */
3090                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3091                         df->freelist = object;
3092                         df->cnt++;
3093                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3094
3095                         continue;
3096                 }
3097
3098                 /* Limit look ahead search */
3099                 if (!--lookahead)
3100                         break;
3101
3102                 if (!first_skipped_index)
3103                         first_skipped_index = size + 1;
3104         }
3105
3106         return first_skipped_index;
3107 }
3108
3109 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3110 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3111 {
3112         if (WARN_ON(!size))
3113                 return;
3114
3115         do {
3116                 struct detached_freelist df;
3117
3118                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3119                 if (!df.page)
3120                         continue;
3121
3122                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
3123         } while (likely(size));
3124 }
3125 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3126
3127 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3128 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3129                           void **p)
3130 {
3131         struct kmem_cache_cpu *c;
3132         int i;
3133
3134         /* memcg and kmem_cache debug support */
3135         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3136         if (unlikely(!s))
3137                 return false;
3138         /*
3139          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3140          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3141          * handlers invoking normal fastpath.
3142          */
3143         local_irq_disable();
3144         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3145
3146         for (i = 0; i < size; i++) {
3147                 void *object = c->freelist;
3148
3149                 if (unlikely(!object)) {
3150                         /*
3151                          * Invoking slow path likely have side-effect
3152                          * of re-populating per CPU c->freelist
3153                          */
3154                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3155                                             _RET_IP_, c);
3156                         if (unlikely(!p[i]))
3157                                 goto error;
3158
3159                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3160                         continue; /* goto for-loop */
3161                 }
3162                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3163                 p[i] = object;
3164         }
3165         c->tid = next_tid(c->tid);
3166         local_irq_enable();
3167
3168         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3169         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO)) {
3170                 int j;
3171
3172                 for (j = 0; j < i; j++)
3173                         memset(p[j], 0, s->object_size);
3174         }
3175
3176         /* memcg and kmem_cache debug support */
3177         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3178         return i;
3179 error:
3180         local_irq_enable();
3181         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3182         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3183         return 0;
3184 }
3185 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3186
3187
3188 /*
3189  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3190  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3191  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3192  * another.
3193  *
3194  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3195  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3196  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3197  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3198  * locking overhead.
3199  */
3200
3201 /*
3202  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3203  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3204  * and increases the number of allocations possible without having to
3205  * take the list_lock.
3206  */
3207 static int slub_min_order;
3208 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3209 static int slub_min_objects;
3210
3211 /*
3212  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3213  *
3214  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3215  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3216  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3217  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3218  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3219  * would be wasted.
3220  *
3221  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3222  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3223  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3224  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3225  *
3226  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3227  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3228  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3229  * of space in favor of a small page order.
3230  *
3231  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3232  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3233  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3234  * the smallest order which will fit the object.
3235  */
3236 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
3237                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
3238 {
3239         int order;
3240         int rem;
3241         int min_order = slub_min_order;
3242
3243         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3244                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3245
3246         for (order = max(min_order, get_order(min_objects * size + reserved));
3247                         order <= max_order; order++) {
3248
3249                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
3250
3251                 rem = (slab_size - reserved) % size;
3252
3253                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3254                         break;
3255         }
3256
3257         return order;
3258 }
3259
3260 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
3261 {
3262         int order;
3263         int min_objects;
3264         int fraction;
3265         int max_objects;
3266
3267         /*
3268          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3269          * works by first attempting to generate a layout with
3270          * the best configuration and backing off gradually.
3271          *
3272          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3273          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3274          */
3275         min_objects = slub_min_objects;
3276         if (!min_objects)
3277                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3278         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
3279         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3280
3281         while (min_objects > 1) {
3282                 fraction = 16;
3283                 while (fraction >= 4) {
3284                         order = slab_order(size, min_objects,
3285                                         slub_max_order, fraction, reserved);
3286                         if (order <= slub_max_order)
3287                                 return order;
3288                         fraction /= 2;
3289                 }
3290                 min_objects--;
3291         }
3292
3293         /*
3294          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3295          * lets see if we can place a single object there.
3296          */
3297         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
3298         if (order <= slub_max_order)
3299                 return order;
3300
3301         /*
3302          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3303          */
3304         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
3305         if (order < MAX_ORDER)
3306                 return order;
3307         return -ENOSYS;
3308 }
3309
3310 static void
3311 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3312 {
3313         n->nr_partial = 0;
3314         spin_lock_init(&n->list_lock);
3315         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3316 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3317         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3318         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3319         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3320 #endif
3321 }
3322
3323 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3324 {
3325         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3326                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3327
3328         /*
3329          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3330          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3331          */
3332         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3333                                      2 * sizeof(void *));
3334
3335         if (!s->cpu_slab)
3336                 return 0;
3337
3338         init_kmem_cache_cpus(s);
3339
3340         return 1;
3341 }
3342
3343 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3344
3345 /*
3346  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3347  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3348  * possible.
3349  *
3350  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3351  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3352  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3353  */
3354 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3355 {
3356         struct page *page;
3357         struct kmem_cache_node *n;
3358
3359         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3360
3361         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3362
3363         BUG_ON(!page);
3364         if (page_to_nid(page) != node) {
3365                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3366                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3367         }
3368
3369         n = page->freelist;
3370         BUG_ON(!n);
3371         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3372         page->inuse = 1;
3373         page->frozen = 0;
3374         kmem_cache_node->node[node] = n;
3375 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3376         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3377         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3378 #endif
3379         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node),
3380                       GFP_KERNEL);
3381         init_kmem_cache_node(n);
3382         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3383
3384         /*
3385          * No locks need to be taken here as it has just been
3386          * initialized and there is no concurrent access.
3387          */
3388         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3389 }
3390
3391 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3392 {
3393         int node;
3394         struct kmem_cache_node *n;
3395
3396         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3397                 s->node[node] = NULL;
3398                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3399         }
3400 }
3401
3402 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3403 {
3404         cache_random_seq_destroy(s);
3405         free_percpu(s->cpu_slab);
3406         free_kmem_cache_nodes(s);
3407 }
3408
3409 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3410 {
3411         int node;
3412
3413         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3414                 struct kmem_cache_node *n;
3415
3416                 if (slab_state == DOWN) {
3417                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3418                         continue;
3419                 }
3420                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3421                                                 GFP_KERNEL, node);
3422
3423                 if (!n) {
3424                         free_kmem_cache_nodes(s);
3425                         return 0;
3426                 }
3427
3428                 init_kmem_cache_node(n);
3429                 s->node[node] = n;
3430         }
3431         return 1;
3432 }
3433
3434 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3435 {
3436         if (min < MIN_PARTIAL)
3437                 min = MIN_PARTIAL;
3438         else if (min > MAX_PARTIAL)
3439                 min = MAX_PARTIAL;
3440         s->min_partial = min;
3441 }
3442
3443 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3444 {
3445 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3446         /*
3447          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3448          * per cpu partial lists of a processor.
3449          *
3450          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3451          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3452          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3453          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3454          *
3455          * This setting also determines
3456          *
3457          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3458          *    per node list when we reach the limit.
3459          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3460          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3461          *    50% to keep some capacity around for frees.
3462          */
3463         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3464                 s->cpu_partial = 0;
3465         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3466                 s->cpu_partial = 2;
3467         else if (s->size >= 1024)
3468                 s->cpu_partial = 6;
3469         else if (s->size >= 256)
3470                 s->cpu_partial = 13;
3471         else
3472                 s->cpu_partial = 30;
3473 #endif
3474 }
3475
3476 /*
3477  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3478  * a slab object.
3479  */
3480 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3481 {
3482         slab_flags_t flags = s->flags;
3483         size_t size = s->object_size;
3484         int order;
3485
3486         /*
3487          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3488          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3489          * the possible location of the free pointer.
3490          */
3491         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3492
3493 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3494         /*
3495          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3496          * the slab may touch the object after free or before allocation
3497          * then we should never poison the object itself.
3498          */
3499         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3500                         !s->ctor)
3501                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3502         else
3503                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3504
3505
3506         /*
3507          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3508          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3509          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3510          */
3511         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3512                 size += sizeof(void *);
3513 #endif
3514
3515         /*
3516          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3517          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3518          */
3519         s->inuse = size;
3520
3521         if (((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3522                 s->ctor)) {
3523                 /*
3524                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3525                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3526                  * kmem_cache_free.
3527                  *
3528                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3529                  * destructor or are poisoning the objects.
3530                  */
3531                 s->offset = size;
3532                 size += sizeof(void *);
3533         }
3534
3535 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3536         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3537                 /*
3538                  * Need to store information about allocs and frees after
3539                  * the object.
3540                  */
3541                 size += 2 * sizeof(struct track);
3542 #endif
3543
3544         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3545 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3546         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3547                 /*
3548                  * Add some empty padding so that we can catch
3549                  * overwrites from earlier objects rather than let
3550                  * tracking information or the free pointer be
3551                  * corrupted if a user writes before the start
3552                  * of the object.
3553                  */
3554                 size += sizeof(void *);
3555
3556                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3557                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3558                 size += s->red_left_pad;
3559         }
3560 #endif
3561
3562         /*
3563          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3564          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3565          * each object to conform to the alignment.
3566          */
3567         size = ALIGN(size, s->align);
3568         s->size = size;
3569         if (forced_order >= 0)
3570                 order = forced_order;
3571         else
3572                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3573
3574         if (order < 0)
3575                 return 0;
3576
3577         s->allocflags = 0;
3578         if (order)
3579                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3580
3581         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3582                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3583
3584         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3585                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3586
3587         /*
3588          * Determine the number of objects per slab
3589          */
3590         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3591         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3592         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3593                 s->max = s->oo;
3594
3595         return !!oo_objects(s->oo);
3596 }
3597
3598 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3599 {
3600         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3601         s->reserved = 0;
3602 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3603         s->random = get_random_long();
3604 #endif
3605
3606         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
3607                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3608
3609         if (!calculate_sizes(s, -1))
3610                 goto error;
3611         if (disable_higher_order_debug) {
3612                 /*
3613                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3614                  * order increased.
3615                  */
3616                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3617                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3618                         s->offset = 0;
3619                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3620                                 goto error;
3621                 }
3622         }
3623
3624 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3625     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3626         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3627                 /* Enable fast mode */
3628                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3629 #endif
3630
3631         /*
3632          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3633          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3634          */
3635         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3636
3637         set_cpu_partial(s);
3638
3639 #ifdef CONFIG_NUMA
3640         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3641 #endif
3642
3643         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3644         if (slab_state >= UP) {
3645                 if (init_cache_random_seq(s))
3646                         goto error;
3647         }
3648
3649         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3650                 goto error;
3651
3652         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3653                 return 0;
3654
3655         free_kmem_cache_nodes(s);
3656 error:
3657         if (flags & SLAB_PANIC)
3658                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3659                       s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3660                       oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3661         return -EINVAL;
3662 }
3663
3664 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3665                                                         const char *text)
3666 {
3667 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3668         void *addr = page_address(page);
3669         void *p;
3670         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3671                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3672         if (!map)
3673                 return;
3674         slab_err(s, page, text, s->name);
3675         slab_lock(page);
3676
3677         get_map(s, page, map);
3678         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3679
3680                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3681                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3682                         print_tracking(s, p);
3683                 }
3684         }
3685         slab_unlock(page);
3686         kfree(map);
3687 #endif
3688 }
3689
3690 /*
3691  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3692  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3693  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3694  */
3695 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3696 {
3697         LIST_HEAD(discard);
3698         struct page *page, *h;
3699
3700         BUG_ON(irqs_disabled());
3701         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3702         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3703                 if (!page->inuse) {
3704                         remove_partial(n, page);
3705                         list_add(&page->lru, &discard);
3706                 } else {
3707                         list_slab_objects(s, page,
3708                         "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3709                 }
3710         }
3711         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3712
3713         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, lru)
3714                 discard_slab(s, page);
3715 }
3716
3717 /*
3718  * Release all resources used by a slab cache.
3719  */
3720 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3721 {
3722         int node;
3723         struct kmem_cache_node *n;
3724
3725         flush_all(s);
3726         /* Attempt to free all objects */
3727         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3728                 free_partial(s, n);
3729                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3730                         return 1;
3731         }
3732         sysfs_slab_remove(s);
3733         return 0;
3734 }
3735
3736 /********************************************************************
3737  *              Kmalloc subsystem
3738  *******************************************************************/
3739
3740 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3741 {
3742         get_option(&str, &slub_min_order);
3743
3744         return 1;
3745 }
3746
3747 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3748
3749 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3750 {
3751         get_option(&str, &slub_max_order);
3752         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3753
3754         return 1;
3755 }
3756
3757 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3758
3759 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3760 {
3761         get_option(&str, &slub_min_objects);
3762
3763         return 1;
3764 }
3765
3766 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3767
3768 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3769 {
3770         struct kmem_cache *s;
3771         void *ret;
3772
3773         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3774                 return kmalloc_large(size, flags);
3775
3776         s = kmalloc_slab(size, flags);
3777
3778         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3779                 return s;
3780
3781         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3782
3783         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3784
3785         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3786
3787         return ret;
3788 }
3789 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3790
3791 #ifdef CONFIG_NUMA
3792 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3793 {
3794         struct page *page;
3795         void *ptr = NULL;
3796
3797         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3798         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3799         if (page)
3800                 ptr = page_address(page);
3801
3802         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3803         return ptr;
3804 }
3805
3806 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3807 {
3808         struct kmem_cache *s;
3809         void *ret;
3810
3811         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3812                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3813
3814                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3815                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3816                                    flags, node);
3817
3818                 return ret;
3819         }
3820
3821         s = kmalloc_slab(size, flags);
3822
3823         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3824                 return s;
3825
3826         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3827
3828         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3829
3830         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3831
3832         return ret;
3833 }
3834 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3835 #endif
3836
3837 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
3838 /*
3839  * Rejects objects that are incorrectly sized.
3840  *
3841  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
3842  * to indicate an error.
3843  */
3844 const char *__check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n,
3845                                 struct page *page)
3846 {
3847         struct kmem_cache *s;
3848         unsigned long offset;
3849         size_t object_size;
3850
3851         /* Find object and usable object size. */
3852         s = page->slab_cache;
3853         object_size = slab_ksize(s);
3854
3855         /* Reject impossible pointers. */
3856         if (ptr < page_address(page))
3857                 return s->name;
3858
3859         /* Find offset within object. */
3860         offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
3861
3862         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
3863         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3864                 if (offset < s->red_left_pad)
3865                         return s->name;
3866                 offset -= s->red_left_pad;
3867         }
3868
3869         /* Allow address range falling entirely within object size. */
3870         if (offset <= object_size && n <= object_size - offset)
3871                 return NULL;
3872
3873         return s->name;
3874 }
3875 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
3876
3877 static size_t __ksize(const void *object)
3878 {
3879         struct page *page;
3880
3881         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3882                 return 0;
3883
3884         page = virt_to_head_page(object);
3885
3886         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3887                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3888                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3889         }
3890
3891         return slab_ksize(page->slab_cache);
3892 }
3893
3894 size_t ksize(const void *object)
3895 {
3896         size_t size = __ksize(object);
3897         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3898          * so we need to unpoison this area.
3899          */
3900         kasan_unpoison_shadow(object, size);
3901         return size;
3902 }
3903 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3904
3905 void kfree(const void *x)
3906 {
3907         struct page *page;
3908         void *object = (void *)x;
3909
3910         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3911
3912         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3913                 return;
3914
3915         page = virt_to_head_page(x);
3916         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3917                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3918                 kfree_hook(x);
3919                 __free_pages(page, compound_order(page));
3920                 return;
3921         }
3922         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3923 }
3924 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3925
3926 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3927
3928 /*
3929  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3930  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3931  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3932  *
3933  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3934  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3935  * are freed in them.
3936  */
3937 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3938 {
3939         int node;
3940         int i;
3941         struct kmem_cache_node *n;
3942         struct page *page;
3943         struct page *t;
3944         struct list_head discard;
3945         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3946         unsigned long flags;
3947         int ret = 0;
3948
3949         flush_all(s);
3950         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3951                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3952                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3953                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3954
3955                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3956
3957                 /*
3958                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3959                  *
3960                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3961                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3962                  */
3963                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3964                         int free = page->objects - page->inuse;
3965
3966                         /* Do not reread page->inuse */
3967                         barrier();
3968
3969                         /* We do not keep full slabs on the list */
3970                         BUG_ON(free <= 0);
3971
3972                         if (free == page->objects) {
3973                                 list_move(&page->lru, &discard);
3974                                 n->nr_partial--;
3975                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
3976                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
3977                 }
3978
3979                 /*
3980                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
3981                  * partial list.
3982                  */
3983                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
3984                         list_splice(promote + i, &n->partial);
3985
3986                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3987
3988                 /* Release empty slabs */
3989                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
3990                         discard_slab(s, page);
3991
3992                 if (slabs_node(s, node))
3993                         ret = 1;
3994         }
3995
3996         return ret;
3997 }
3998
3999 #ifdef CONFIG_MEMCG
4000 static void kmemcg_cache_deact_after_rcu(struct kmem_cache *s)
4001 {
4002         /*
4003          * Called with all the locks held after a sched RCU grace period.
4004          * Even if @s becomes empty after shrinking, we can't know that @s
4005          * doesn't have allocations already in-flight and thus can't
4006          * destroy @s until the associated memcg is released.
4007          *
4008          * However, let's remove the sysfs files for empty caches here.
4009          * Each cache has a lot of interface files which aren't
4010          * particularly useful for empty draining caches; otherwise, we can
4011          * easily end up with millions of unnecessary sysfs files on
4012          * systems which have a lot of memory and transient cgroups.
4013          */
4014         if (!__kmem_cache_shrink(s))
4015                 sysfs_slab_remove(s);
4016 }
4017
4018 void __kmemcg_cache_deactivate(struct kmem_cache *s)
4019 {
4020         /*
4021          * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
4022          * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
4023          */
4024         slub_set_cpu_partial(s, 0);
4025         s->min_partial = 0;
4026
4027         /*
4028          * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial), so
4029          * we have to make sure the change is visible before shrinking.
4030          */
4031         slab_deactivate_memcg_cache_rcu_sched(s, kmemcg_cache_deact_after_rcu);
4032 }
4033 #endif
4034
4035 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4036 {
4037         struct kmem_cache *s;
4038
4039         mutex_lock(&slab_mutex);
4040         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4041                 __kmem_cache_shrink(s);
4042         mutex_unlock(&slab_mutex);
4043
4044         return 0;
4045 }
4046
4047 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4048 {
4049         struct kmem_cache_node *n;
4050         struct kmem_cache *s;
4051         struct memory_notify *marg = arg;
4052         int offline_node;
4053
4054         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4055
4056         /*
4057          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4058          * for it yet.
4059          */
4060         if (offline_node < 0)
4061                 return;
4062
4063         mutex_lock(&slab_mutex);
4064         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4065                 n = get_node(s, offline_node);
4066                 if (n) {
4067                         /*
4068                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
4069                          * that is going down. We were unable to free them,
4070                          * and offline_pages() function shouldn't call this
4071                          * callback. So, we must fail.
4072                          */
4073                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
4074
4075                         s->node[offline_node] = NULL;
4076                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4077                 }
4078         }
4079         mutex_unlock(&slab_mutex);
4080 }
4081
4082 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4083 {
4084         struct kmem_cache_node *n;
4085         struct kmem_cache *s;
4086         struct memory_notify *marg = arg;
4087         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4088         int ret = 0;
4089
4090         /*
4091          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4092          * already created. Nothing to do.
4093          */
4094         if (nid < 0)
4095                 return 0;
4096
4097         /*
4098          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4099          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4100          * online.
4101          */
4102         mutex_lock(&slab_mutex);
4103         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4104                 /*
4105                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4106                  *      since memory is not yet available from the node that
4107                  *      is brought up.
4108                  */
4109                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4110                 if (!n) {
4111                         ret = -ENOMEM;
4112                         goto out;
4113                 }
4114                 init_kmem_cache_node(n);
4115                 s->node[nid] = n;
4116         }
4117 out:
4118         mutex_unlock(&slab_mutex);
4119         return ret;
4120 }
4121
4122 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4123                                 unsigned long action, void *arg)
4124 {
4125         int ret = 0;
4126
4127         switch (action) {
4128         case MEM_GOING_ONLINE:
4129                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4130                 break;
4131         case MEM_GOING_OFFLINE:
4132                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4133                 break;
4134         case MEM_OFFLINE:
4135         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4136                 slab_mem_offline_callback(arg);
4137                 break;
4138         case MEM_ONLINE:
4139         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4140                 break;
4141         }
4142         if (ret)
4143                 ret = notifier_from_errno(ret);
4144         else
4145                 ret = NOTIFY_OK;
4146         return ret;
4147 }
4148
4149 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4150         .notifier_call = slab_memory_callback,
4151         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4152 };
4153
4154 /********************************************************************
4155  *                      Basic setup of slabs
4156  *******************************************************************/
4157
4158 /*
4159  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4160  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4161  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4162  */
4163
4164 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4165 {
4166         int node;
4167         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4168         struct kmem_cache_node *n;
4169
4170         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4171
4172         /*
4173          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4174          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4175          * IPIs around.
4176          */
4177         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4178         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4179                 struct page *p;
4180
4181                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
4182                         p->slab_cache = s;
4183
4184 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4185                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
4186                         p->slab_cache = s;
4187 #endif
4188         }
4189         slab_init_memcg_params(s);
4190         list_add(&s->list, &slab_caches);
4191         memcg_link_cache(s);
4192         return s;
4193 }
4194
4195 void __init kmem_cache_init(void)
4196 {
4197         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4198                 boot_kmem_cache_node;
4199
4200         if (debug_guardpage_minorder())
4201                 slub_max_order = 0;
4202
4203         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4204         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4205
4206         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4207                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
4208
4209         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4210
4211         /* Able to allocate the per node structures */
4212         slab_state = PARTIAL;
4213
4214         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4215                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4216                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4217                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
4218
4219         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4220
4221         /*
4222          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
4223          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
4224          * update any list pointers.
4225          */
4226         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4227
4228         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4229         setup_kmalloc_cache_index_table();
4230         create_kmalloc_caches(0);
4231
4232         /* Setup random freelists for each cache */
4233         init_freelist_randomization();
4234
4235         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4236                                   slub_cpu_dead);
4237
4238         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d, CPUs=%u, Nodes=%d\n",
4239                 cache_line_size(),
4240                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4241                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4242 }
4243
4244 void __init kmem_cache_init_late(void)
4245 {
4246 }
4247
4248 struct kmem_cache *
4249 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
4250                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4251 {
4252         struct kmem_cache *s, *c;
4253
4254         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4255         if (s) {
4256                 s->refcount++;
4257
4258                 /*
4259                  * Adjust the object sizes so that we clear
4260                  * the complete object on kzalloc.
4261                  */
4262                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
4263                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4264
4265                 for_each_memcg_cache(c, s) {
4266                         c->object_size = s->object_size;
4267                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
4268                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
4269                 }
4270
4271                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4272                         s->refcount--;
4273                         s = NULL;
4274                 }
4275         }
4276
4277         return s;
4278 }
4279
4280 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4281 {
4282         int err;
4283
4284         err = kmem_cache_open(s, flags);
4285         if (err)
4286                 return err;
4287
4288         /* Mutex is not taken during early boot */
4289         if (slab_state <= UP)
4290                 return 0;
4291
4292         memcg_propagate_slab_attrs(s);
4293         err = sysfs_slab_add(s);
4294         if (err)
4295                 __kmem_cache_release(s);
4296
4297         return err;
4298 }
4299
4300 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4301 {
4302         struct kmem_cache *s;
4303         void *ret;
4304
4305         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4306                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4307
4308         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4309
4310         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4311                 return s;
4312
4313         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4314
4315         /* Honor the call site pointer we received. */
4316         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4317
4318         return ret;
4319 }
4320
4321 #ifdef CONFIG_NUMA
4322 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4323                                         int node, unsigned long caller)
4324 {
4325         struct kmem_cache *s;
4326         void *ret;
4327
4328         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4329                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4330
4331                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4332                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4333                                    gfpflags, node);
4334
4335                 return ret;
4336         }
4337
4338         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4339
4340         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4341                 return s;
4342
4343         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4344
4345         /* Honor the call site pointer we received. */
4346         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4347
4348         return ret;
4349 }
4350 #endif
4351
4352 #ifdef CONFIG_SYSFS
4353 static int count_inuse(struct page *page)
4354 {
4355         return page->inuse;
4356 }
4357
4358 static int count_total(struct page *page)
4359 {
4360         return page->objects;
4361 }
4362 #endif
4363
4364 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4365 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4366                                                 unsigned long *map)
4367 {
4368         void *p;
4369         void *addr = page_address(page);
4370
4371         if (!check_slab(s, page) ||
4372                         !on_freelist(s, page, NULL))
4373                 return 0;
4374
4375         /* Now we know that a valid freelist exists */
4376         bitmap_zero(map, page->objects);
4377
4378         get_map(s, page, map);
4379         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4380                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4381                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4382                                 return 0;
4383         }
4384
4385         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4386                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4387                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4388                                 return 0;
4389         return 1;
4390 }
4391
4392 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4393                                                 unsigned long *map)
4394 {
4395         slab_lock(page);
4396         validate_slab(s, page, map);
4397         slab_unlock(page);
4398 }
4399
4400 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4401                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4402 {
4403         unsigned long count = 0;
4404         struct page *page;
4405         unsigned long flags;
4406
4407         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4408
4409         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4410                 validate_slab_slab(s, page, map);
4411                 count++;
4412         }
4413         if (count != n->nr_partial)
4414                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4415                        s->name, count, n->nr_partial);
4416
4417         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4418                 goto out;
4419
4420         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4421                 validate_slab_slab(s, page, map);
4422                 count++;
4423         }
4424         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4425                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4426                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4427
4428 out:
4429         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4430         return count;
4431 }
4432
4433 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4434 {
4435         int node;
4436         unsigned long count = 0;
4437         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4438                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4439         struct kmem_cache_node *n;
4440
4441         if (!map)
4442                 return -ENOMEM;
4443
4444         flush_all(s);
4445         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4446                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4447         kfree(map);
4448         return count;
4449 }
4450 /*
4451  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4452  * and freed.
4453  */
4454
4455 struct location {
4456         unsigned long count;
4457         unsigned long addr;
4458         long long sum_time;
4459         long min_time;
4460         long max_time;
4461         long min_pid;
4462         long max_pid;
4463         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4464         nodemask_t nodes;
4465 };
4466
4467 struct loc_track {
4468         unsigned long max;
4469         unsigned long count;
4470         struct location *loc;
4471 };
4472
4473 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4474 {
4475         if (t->max)
4476                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4477                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4478 }
4479
4480 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4481 {
4482         struct location *l;
4483         int order;
4484
4485         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4486
4487         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4488         if (!l)
4489                 return 0;
4490
4491         if (t->count) {
4492                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4493                 free_loc_track(t);
4494         }
4495         t->max = max;
4496         t->loc = l;
4497         return 1;
4498 }
4499
4500 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4501                                 const struct track *track)
4502 {
4503         long start, end, pos;
4504         struct location *l;
4505         unsigned long caddr;
4506         unsigned long age = jiffies - track->when;
4507
4508         start = -1;
4509         end = t->count;
4510
4511         for ( ; ; ) {
4512                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4513
4514                 /*
4515                  * There is nothing at "end". If we end up there
4516                  * we need to add something to before end.
4517                  */
4518                 if (pos == end)
4519                         break;
4520
4521                 caddr = t->loc[pos].addr;
4522                 if (track->addr == caddr) {
4523
4524                         l = &t->loc[pos];
4525                         l->count++;
4526                         if (track->when) {
4527                                 l->sum_time += age;
4528                                 if (age < l->min_time)
4529                                         l->min_time = age;
4530                                 if (age > l->max_time)
4531                                         l->max_time = age;
4532
4533                                 if (track->pid < l->min_pid)
4534                                         l->min_pid = track->pid;
4535                                 if (track->pid > l->max_pid)
4536                                         l->max_pid = track->pid;
4537
4538                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4539                                                 to_cpumask(l->cpus));
4540                         }
4541                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4542                         return 1;
4543                 }
4544
4545                 if (track->addr < caddr)
4546                         end = pos;
4547                 else
4548                         start = pos;
4549         }
4550
4551         /*
4552          * Not found. Insert new tracking element.
4553          */
4554         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4555                 return 0;
4556
4557         l = t->loc + pos;
4558         if (pos < t->count)
4559                 memmove(l + 1, l,
4560                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4561         t->count++;
4562         l->count = 1;
4563         l->addr = track->addr;
4564         l->sum_time = age;
4565         l->min_time = age;
4566         l->max_time = age;
4567         l->min_pid = track->pid;
4568         l->max_pid = track->pid;
4569         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4570         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4571         nodes_clear(l->nodes);
4572         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4573         return 1;
4574 }
4575
4576 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4577                 struct page *page, enum track_item alloc,
4578                 unsigned long *map)
4579 {
4580         void *addr = page_address(page);
4581         void *p;
4582
4583         bitmap_zero(map, page->objects);
4584         get_map(s, page, map);
4585
4586         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4587                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4588                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4589 }
4590
4591 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4592                                         enum track_item alloc)
4593 {
4594         int len = 0;
4595         unsigned long i;
4596         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4597         int node;
4598         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4599                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4600         struct kmem_cache_node *n;
4601
4602         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4603                                      GFP_KERNEL)) {
4604                 kfree(map);
4605                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4606         }
4607         /* Push back cpu slabs */
4608         flush_all(s);
4609
4610         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4611                 unsigned long flags;
4612                 struct page *page;
4613
4614                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4615                         continue;
4616
4617                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4618                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4619                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4620                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4621                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4622                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4623         }
4624
4625         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4626                 struct location *l = &t.loc[i];
4627
4628                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4629                         break;
4630                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4631
4632                 if (l->addr)
4633                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4634                 else
4635                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4636
4637                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4638                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4639                                 l->min_time,
4640                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4641                                 l->max_time);
4642                 } else
4643                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4644                                 l->min_time);
4645
4646                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4647                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4648                                 l->min_pid, l->max_pid);
4649                 else
4650                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4651                                 l->min_pid);
4652
4653                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4654                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4655                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4656                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4657                                          " cpus=%*pbl",
4658                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4659
4660                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4661                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4662                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4663                                          " nodes=%*pbl",
4664                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4665
4666                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4667         }
4668
4669         free_loc_track(&t);
4670         kfree(map);
4671         if (!t.count)
4672                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4673         return len;
4674 }
4675 #endif
4676
4677 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4678 static void __init resiliency_test(void)
4679 {
4680         u8 *p;
4681
4682         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4683
4684         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4685         pr_err("-----------------------\n");
4686         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4687
4688         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4689         p[16] = 0x12;
4690         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4691                p + 16);
4692
4693         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4694
4695         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4696         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4697         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4698         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4699                p);
4700         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4701
4702         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4703         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4704         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4705         *p = 0x56;
4706         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4707                p);
4708         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4709         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4710
4711         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4712         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4713         kfree(p);
4714         *p = 0x78;
4715         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4716         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4717
4718         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4719         kfree(p);
4720         p[50] = 0x9a;
4721         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4722         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4723
4724         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4725         kfree(p);
4726         p[512] = 0xab;
4727         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4728         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4729 }
4730 #else
4731 #ifdef CONFIG_SYSFS
4732 static void resiliency_test(void) {};
4733 #endif
4734 #endif
4735
4736 #ifdef CONFIG_SYSFS
4737 enum slab_stat_type {
4738         SL_ALL,                 /* All slabs */
4739         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4740         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4741         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4742         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4743 };
4744
4745 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4746 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4747 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4748 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4749 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4750
4751 #ifdef CONFIG_MEMCG
4752 static bool memcg_sysfs_enabled = IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_MEMCG_SYSFS_ON);
4753
4754 static int __init setup_slub_memcg_sysfs(char *str)
4755 {
4756         int v;
4757
4758         if (get_option(&str, &v) > 0)
4759                 memcg_sysfs_enabled = v;
4760
4761         return 1;
4762 }
4763
4764 __setup("slub_memcg_sysfs=", setup_slub_memcg_sysfs);
4765 #endif
4766
4767 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4768                             char *buf, unsigned long flags)
4769 {
4770         unsigned long total = 0;
4771         int node;
4772         int x;
4773         unsigned long *nodes;
4774
4775         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4776         if (!nodes)
4777                 return -ENOMEM;
4778
4779         if (flags & SO_CPU) {
4780                 int cpu;
4781
4782                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4783                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4784                                                                cpu);
4785                         int node;
4786                         struct page *page;
4787
4788                         page = READ_ONCE(c->page);
4789                         if (!page)
4790                                 continue;
4791
4792                         node = page_to_nid(page);
4793                         if (flags & SO_TOTAL)
4794                                 x = page->objects;
4795                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4796                                 x = page->inuse;
4797                         else
4798                                 x = 1;
4799
4800                         total += x;
4801                         nodes[node] += x;
4802
4803                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4804                         if (page) {
4805                                 node = page_to_nid(page);
4806                                 if (flags & SO_TOTAL)
4807                                         WARN_ON_ONCE(1);
4808                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4809                                         WARN_ON_ONCE(1);
4810                                 else
4811                                         x = page->pages;
4812                                 total += x;
4813                                 nodes[node] += x;
4814                         }
4815                 }
4816         }
4817
4818         get_online_mems();
4819 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4820         if (flags & SO_ALL) {
4821                 struct kmem_cache_node *n;
4822
4823                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4824
4825                         if (flags & SO_TOTAL)
4826                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4827                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4828                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4829                                         count_partial(n, count_free);
4830                         else
4831                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4832                         total += x;
4833                         nodes[node] += x;
4834                 }
4835
4836         } else
4837 #endif
4838         if (flags & SO_PARTIAL) {
4839                 struct kmem_cache_node *n;
4840
4841                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4842                         if (flags & SO_TOTAL)
4843                                 x = count_partial(n, count_total);
4844                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4845                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4846                         else
4847                                 x = n->nr_partial;
4848                         total += x;
4849                         nodes[node] += x;
4850                 }
4851         }
4852         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4853 #ifdef CONFIG_NUMA
4854         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4855                 if (nodes[node])
4856                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4857                                         node, nodes[node]);
4858 #endif
4859         put_online_mems();
4860         kfree(nodes);
4861         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4862 }
4863
4864 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4865 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4866 {
4867         int node;
4868         struct kmem_cache_node *n;
4869
4870         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4871                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4872                         return 1;
4873
4874         return 0;
4875 }
4876 #endif
4877
4878 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4879 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4880
4881 struct slab_attribute {
4882         struct attribute attr;
4883         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4884         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4885 };
4886
4887 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4888         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4889         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4890
4891 #define SLAB_ATTR(_name) \
4892         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4893         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4894
4895 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4896 {
4897         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4898 }
4899 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4900
4901 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4902 {
4903         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4904 }
4905 SLAB_ATTR_RO(align);
4906
4907 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4908 {
4909         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4910 }
4911 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4912
4913 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4914 {
4915         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4916 }
4917 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4918
4919 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4920                                 const char *buf, size_t length)
4921 {
4922         unsigned long order;
4923         int err;
4924
4925         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4926         if (err)
4927                 return err;
4928
4929         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4930                 return -EINVAL;
4931
4932         calculate_sizes(s, order);
4933         return length;
4934 }
4935
4936 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4937 {
4938         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4939 }
4940 SLAB_ATTR(order);
4941
4942 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4943 {
4944         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4945 }
4946
4947 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4948                                  size_t length)
4949 {
4950         unsigned long min;
4951         int err;
4952
4953         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4954         if (err)
4955                 return err;
4956
4957         set_min_partial(s, min);
4958         return length;
4959 }
4960 SLAB_ATTR(min_partial);
4961
4962 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4963 {
4964         return sprintf(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
4965 }
4966
4967 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4968                                  size_t length)
4969 {
4970         unsigned long objects;
4971         int err;
4972
4973         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4974         if (err)
4975                 return err;
4976         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4977                 return -EINVAL;
4978
4979         slub_set_cpu_partial(s, objects);
4980         flush_all(s);
4981         return length;
4982 }
4983 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4984
4985 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4986 {
4987         if (!s->ctor)
4988                 return 0;
4989         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4990 }
4991 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4992
4993 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4994 {
4995         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
4996 }
4997 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4998
4999 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5000 {
5001         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5002 }
5003 SLAB_ATTR_RO(partial);
5004
5005 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5006 {
5007         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5008 }
5009 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5010
5011 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5012 {
5013         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5014 }
5015 SLAB_ATTR_RO(objects);
5016
5017 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5018 {
5019         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5020 }
5021 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5022
5023 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5024 {
5025         int objects = 0;
5026         int pages = 0;
5027         int cpu;
5028         int len;
5029
5030         for_each_online_cpu(cpu) {
5031                 struct page *page;
5032
5033                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5034
5035                 if (page) {
5036                         pages += page->pages;
5037                         objects += page->pobjects;
5038                 }
5039         }
5040
5041         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
5042
5043 #ifdef CONFIG_SMP
5044         for_each_online_cpu(cpu) {
5045                 struct page *page;
5046
5047                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5048
5049                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
5050                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
5051                                 page->pobjects, page->pages);
5052         }
5053 #endif
5054         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5055 }
5056 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5057
5058 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5059 {
5060         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5061 }
5062
5063 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
5064                                 const char *buf, size_t length)
5065 {
5066         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5067         if (buf[0] == '1')
5068                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5069         return length;
5070 }
5071 SLAB_ATTR(reclaim_account);
5072
5073 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5074 {
5075         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5076 }
5077 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5078
5079 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5080 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5081 {
5082         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5083 }
5084 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5085 #endif
5086
5087 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5088 {
5089         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5090 }
5091 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5092
5093 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5094 {
5095         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
5096 }
5097 SLAB_ATTR_RO(reserved);
5098
5099 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5100 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5101 {
5102         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5103 }
5104 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5105
5106 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5107 {
5108         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5109 }
5110 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5111
5112 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5113 {
5114         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5115 }
5116
5117 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
5118                                 const char *buf, size_t length)
5119 {
5120         s->flags &= ~SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5121         if (buf[0] == '1') {
5122                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5123                 s->flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5124         }
5125         return length;
5126 }
5127 SLAB_ATTR(sanity_checks);
5128
5129 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5130 {
5131         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5132 }
5133
5134 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5135                                                         size_t length)
5136 {
5137         /*
5138          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
5139          * as well as cause other issues like converting a mergeable
5140          * cache into an umergeable one.
5141          */
5142         if (s->refcount > 1)
5143                 return -EINVAL;
5144
5145         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
5146         if (buf[0] == '1') {
5147                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5148                 s->flags |= SLAB_TRACE;
5149         }
5150         return length;
5151 }
5152 SLAB_ATTR(trace);
5153
5154 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5155 {
5156         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5157 }
5158
5159 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
5160                                 const char *buf, size_t length)
5161 {
5162         if (any_slab_objects(s))
5163                 return -EBUSY;
5164
5165         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
5166         if (buf[0] == '1') {
5167                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
5168         }
5169         calculate_sizes(s, -1);
5170         return length;
5171 }
5172 SLAB_ATTR(red_zone);
5173
5174 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5175 {
5176         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5177 }
5178
5179 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
5180                                 const char *buf, size_t length)
5181 {
5182         if (any_slab_objects(s))
5183                 return -EBUSY;
5184
5185         s->flags &= ~SLAB_POISON;
5186         if (buf[0] == '1') {
5187                 s->flags |= SLAB_POISON;
5188         }
5189         calculate_sizes(s, -1);
5190         return length;
5191 }
5192 SLAB_ATTR(poison);
5193
5194 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5195 {
5196         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5197 }
5198
5199 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
5200                                 const char *buf, size_t length)
5201 {
5202         if (any_slab_objects(s))
5203                 return -EBUSY;
5204
5205         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
5206         if (buf[0] == '1') {
5207                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5208                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
5209         }
5210         calculate_sizes(s, -1);
5211         return length;
5212 }
5213 SLAB_ATTR(store_user);
5214
5215 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5216 {
5217         return 0;
5218 }
5219
5220 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5221                         const char *buf, size_t length)
5222 {
5223         int ret = -EINVAL;
5224
5225         if (buf[0] == '1') {
5226                 ret = validate_slab_cache(s);
5227                 if (ret >= 0)
5228                         ret = length;
5229         }
5230         return ret;
5231 }
5232 SLAB_ATTR(validate);
5233
5234 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5235 {
5236         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5237                 return -ENOSYS;
5238         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5239 }
5240 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5241
5242 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5243 {
5244         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5245                 return -ENOSYS;
5246         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5247 }
5248 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5249 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5250
5251 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5252 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5253 {
5254         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5255 }
5256
5257 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5258                                                         size_t length)
5259 {
5260         if (s->refcount > 1)
5261                 return -EINVAL;
5262
5263         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
5264         if (buf[0] == '1')
5265                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
5266         return length;
5267 }
5268 SLAB_ATTR(failslab);
5269 #endif
5270
5271 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5272 {
5273         return 0;
5274 }
5275
5276 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5277                         const char *buf, size_t length)
5278 {
5279         if (buf[0] == '1')
5280                 kmem_cache_shrink(s);
5281         else
5282                 return -EINVAL;
5283         return length;
5284 }
5285 SLAB_ATTR(shrink);
5286
5287 #ifdef CONFIG_NUMA
5288 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5289 {
5290         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5291 }
5292
5293 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5294                                 const char *buf, size_t length)
5295 {
5296         unsigned long ratio;
5297         int err;
5298
5299         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
5300         if (err)
5301                 return err;
5302
5303         if (ratio <= 100)
5304                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5305
5306         return length;
5307 }
5308 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5309 #endif
5310
5311 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5312 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5313 {
5314         unsigned long sum  = 0;
5315         int cpu;
5316         int len;
5317         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5318
5319         if (!data)
5320                 return -ENOMEM;
5321
5322         for_each_online_cpu(cpu) {
5323                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5324
5325                 data[cpu] = x;
5326                 sum += x;
5327         }
5328
5329         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5330
5331 #ifdef CONFIG_SMP
5332         for_each_online_cpu(cpu) {
5333                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5334                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5335         }
5336 #endif
5337         kfree(data);
5338         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5339 }
5340
5341 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5342 {
5343         int cpu;
5344
5345         for_each_online_cpu(cpu)
5346                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5347 }
5348
5349 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5350 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5351 {                                                               \
5352         return show_stat(s, buf, si);                           \
5353 }                                                               \
5354 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5355                                 const char *buf, size_t length) \
5356 {                                                               \
5357         if (buf[0] != '0')                                      \
5358                 return -EINVAL;                                 \
5359         clear_stat(s, si);                                      \
5360         return length;                                          \
5361 }                                                               \
5362 SLAB_ATTR(text);                                                \
5363
5364 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5365 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5366 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5367 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5368 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5369 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5370 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5371 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5372 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5373 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5374 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5375 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5376 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5377 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5378 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5379 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5380 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5381 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5382 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5383 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5384 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5385 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5386 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5387 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5388 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5389 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5390 #endif
5391
5392 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5393         &slab_size_attr.attr,
5394         &object_size_attr.attr,
5395         &objs_per_slab_attr.attr,
5396         &order_attr.attr,
5397         &min_partial_attr.attr,
5398         &cpu_partial_attr.attr,
5399         &objects_attr.attr,
5400         &objects_partial_attr.attr,
5401         &partial_attr.attr,
5402         &cpu_slabs_attr.attr,
5403         &ctor_attr.attr,
5404         &aliases_attr.attr,
5405         &align_attr.attr,
5406         &hwcache_align_attr.attr,
5407         &reclaim_account_attr.attr,
5408         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5409         &shrink_attr.attr,
5410         &reserved_attr.attr,
5411         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5412 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5413         &total_objects_attr.attr,
5414         &slabs_attr.attr,
5415         &sanity_checks_attr.attr,
5416         &trace_attr.attr,
5417         &red_zone_attr.attr,
5418         &poison_attr.attr,
5419         &store_user_attr.attr,
5420         &validate_attr.attr,
5421         &alloc_calls_attr.attr,
5422         &free_calls_attr.attr,
5423 #endif
5424 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5425         &cache_dma_attr.attr,
5426 #endif
5427 #ifdef CONFIG_NUMA
5428         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5429 #endif
5430 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5431         &alloc_fastpath_attr.attr,
5432         &alloc_slowpath_attr.attr,
5433         &free_fastpath_attr.attr,
5434         &free_slowpath_attr.attr,
5435         &free_frozen_attr.attr,
5436         &free_add_partial_attr.attr,
5437         &free_remove_partial_attr.attr,
5438         &alloc_from_partial_attr.attr,
5439         &alloc_slab_attr.attr,
5440         &alloc_refill_attr.attr,
5441         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5442         &free_slab_attr.attr,
5443         &cpuslab_flush_attr.attr,
5444         &deactivate_full_attr.attr,
5445         &deactivate_empty_attr.attr,
5446         &deactivate_to_head_attr.attr,
5447         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5448         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5449         &deactivate_bypass_attr.attr,
5450         &order_fallback_attr.attr,
5451         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5452         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5453         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5454         &cpu_partial_free_attr.attr,
5455         &cpu_partial_node_attr.attr,
5456         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5457 #endif
5458 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5459         &failslab_attr.attr,
5460 #endif
5461
5462         NULL
5463 };
5464
5465 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5466         .attrs = slab_attrs,
5467 };
5468
5469 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5470                                 struct attribute *attr,
5471                                 char *buf)
5472 {
5473         struct slab_attribute *attribute;
5474         struct kmem_cache *s;
5475         int err;
5476
5477         attribute = to_slab_attr(attr);
5478         s = to_slab(kobj);
5479
5480         if (!attribute->show)
5481                 return -EIO;
5482
5483         err = attribute->show(s, buf);
5484
5485         return err;
5486 }
5487
5488 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5489                                 struct attribute *attr,
5490                                 const char *buf, size_t len)
5491 {
5492         struct slab_attribute *attribute;
5493         struct kmem_cache *s;
5494         int err;
5495
5496         attribute = to_slab_attr(attr);
5497         s = to_slab(kobj);
5498
5499         if (!attribute->store)
5500                 return -EIO;
5501
5502         err = attribute->store(s, buf, len);
5503 #ifdef CONFIG_MEMCG
5504         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5505                 struct kmem_cache *c;
5506
5507                 mutex_lock(&slab_mutex);
5508                 if (s->max_attr_size < len)
5509                         s->max_attr_size = len;
5510
5511                 /*
5512                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5513                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5514                  * basically because not all attributes will have a well
5515                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5516                  * have permanent effects.
5517                  *
5518                  * Returning the error value of any of the children that fail
5519                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5520                  * error code won't be able to know anything about the state of
5521                  * the cache.
5522                  *
5523                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5524                  * has well defined semantics. The cache being written to
5525                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5526                  * through the descendants with best-effort propagation.
5527                  */
5528                 for_each_memcg_cache(c, s)
5529                         attribute->store(c, buf, len);
5530                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5531         }
5532 #endif
5533         return err;
5534 }
5535
5536 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5537 {
5538 #ifdef CONFIG_MEMCG
5539         int i;
5540         char *buffer = NULL;
5541         struct kmem_cache *root_cache;
5542
5543         if (is_root_cache(s))
5544                 return;
5545
5546         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5547
5548         /*
5549          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5550          * in copying default values around
5551          */
5552         if (!root_cache->max_attr_size)
5553                 return;
5554
5555         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5556                 char mbuf[64];
5557                 char *buf;
5558                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5559                 ssize_t len;
5560
5561                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5562                         continue;
5563
5564                 /*
5565                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5566                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5567                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5568                  *
5569                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5570                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5571                  * theoretically happen.
5572                  */
5573                 if (buffer)
5574                         buf = buffer;
5575                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5576                         buf = mbuf;
5577                 else {
5578                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5579                         if (WARN_ON(!buffer))
5580                                 continue;
5581                         buf = buffer;
5582                 }
5583
5584                 len = attr->show(root_cache, buf);
5585                 if (len > 0)
5586                         attr->store(s, buf, len);
5587         }
5588
5589         if (buffer)
5590                 free_page((unsigned long)buffer);
5591 #endif
5592 }
5593
5594 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5595 {
5596         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5597 }
5598
5599 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5600         .show = slab_attr_show,
5601         .store = slab_attr_store,
5602 };
5603
5604 static struct kobj_type slab_ktype = {
5605         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5606         .release = kmem_cache_release,
5607 };
5608
5609 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5610 {
5611         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5612
5613         if (ktype == &slab_ktype)
5614                 return 1;
5615         return 0;
5616 }
5617
5618 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5619         .filter = uevent_filter,
5620 };
5621
5622 static struct kset *slab_kset;
5623
5624 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5625 {
5626 #ifdef CONFIG_MEMCG
5627         if (!is_root_cache(s))
5628                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5629 #endif
5630         return slab_kset;
5631 }
5632
5633 #define ID_STR_LENGTH 64
5634
5635 /* Create a unique string id for a slab cache:
5636  *
5637  * Format       :[flags-]size
5638  */
5639 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5640 {
5641         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5642         char *p = name;
5643
5644         BUG_ON(!name);
5645
5646         *p++ = ':';
5647         /*
5648          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5649          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5650          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5651          * are matched during merging to guarantee that the id is
5652          * unique.
5653          */
5654         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5655                 *p++ = 'd';
5656         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5657                 *p++ = 'a';
5658         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5659                 *p++ = 'F';
5660         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5661                 *p++ = 't';
5662         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5663                 *p++ = 'A';
5664         if (p != name + 1)
5665                 *p++ = '-';
5666         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5667
5668         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5669         return name;
5670 }
5671
5672 static void sysfs_slab_remove_workfn(struct work_struct *work)
5673 {
5674         struct kmem_cache *s =
5675                 container_of(work, struct kmem_cache, kobj_remove_work);
5676
5677         if (!s->kobj.state_in_sysfs)
5678                 /*
5679                  * For a memcg cache, this may be called during
5680                  * deactivation and again on shutdown.  Remove only once.
5681                  * A cache is never shut down before deactivation is
5682                  * complete, so no need to worry about synchronization.
5683                  */
5684                 goto out;
5685
5686 #ifdef CONFIG_MEMCG
5687         kset_unregister(s->memcg_kset);
5688 #endif
5689         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5690         kobject_del(&s->kobj);
5691 out:
5692         kobject_put(&s->kobj);
5693 }
5694
5695 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5696 {
5697         int err;
5698         const char *name;
5699         struct kset *kset = cache_kset(s);
5700         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5701
5702         INIT_WORK(&s->kobj_remove_work, sysfs_slab_remove_workfn);
5703
5704         if (!kset) {
5705                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5706                 return 0;
5707         }
5708
5709         if (unmergeable) {
5710                 /*
5711                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5712                  * This is typically the case for debug situations. In that
5713                  * case we can catch duplicate names easily.
5714                  */
5715                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5716                 name = s->name;
5717         } else {
5718                 /*
5719                  * Create a unique name for the slab as a target
5720                  * for the symlinks.
5721                  */
5722                 name = create_unique_id(s);
5723         }
5724
5725         s->kobj.kset = kset;
5726         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5727         if (err)
5728                 goto out;
5729
5730         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5731         if (err)
5732                 goto out_del_kobj;
5733
5734 #ifdef CONFIG_MEMCG
5735         if (is_root_cache(s) && memcg_sysfs_enabled) {
5736                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5737                 if (!s->memcg_kset) {
5738                         err = -ENOMEM;
5739                         goto out_del_kobj;
5740                 }
5741         }
5742 #endif
5743
5744         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5745         if (!unmergeable) {
5746                 /* Setup first alias */
5747                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5748         }
5749 out:
5750         if (!unmergeable)
5751                 kfree(name);
5752         return err;
5753 out_del_kobj:
5754         kobject_del(&s->kobj);
5755         goto out;
5756 }
5757
5758 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5759 {
5760         if (slab_state < FULL)
5761                 /*
5762                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5763                  * cache from sysfs.
5764                  */
5765                 return;
5766
5767         kobject_get(&s->kobj);
5768         schedule_work(&s->kobj_remove_work);
5769 }
5770
5771 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5772 {
5773         if (slab_state >= FULL)
5774                 kobject_put(&s->kobj);
5775 }
5776
5777 /*
5778  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5779  * available lest we lose that information.
5780  */
5781 struct saved_alias {
5782         struct kmem_cache *s;
5783         const char *name;
5784         struct saved_alias *next;
5785 };
5786
5787 static struct saved_alias *alias_list;
5788
5789 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5790 {
5791         struct saved_alias *al;
5792
5793         if (slab_state == FULL) {
5794                 /*
5795                  * If we have a leftover link then remove it.
5796                  */
5797                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5798                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5799         }
5800
5801         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5802         if (!al)
5803                 return -ENOMEM;
5804
5805         al->s = s;
5806         al->name = name;
5807         al->next = alias_list;
5808         alias_list = al;
5809         return 0;
5810 }
5811
5812 static int __init slab_sysfs_init(void)
5813 {
5814         struct kmem_cache *s;
5815         int err;
5816
5817         mutex_lock(&slab_mutex);
5818
5819         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5820         if (!slab_kset) {
5821                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5822                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5823                 return -ENOSYS;
5824         }
5825
5826         slab_state = FULL;
5827
5828         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5829                 err = sysfs_slab_add(s);
5830                 if (err)
5831                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5832                                s->name);
5833         }
5834
5835         while (alias_list) {
5836                 struct saved_alias *al = alias_list;
5837
5838                 alias_list = alias_list->next;
5839                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5840                 if (err)
5841                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5842                                al->name);
5843                 kfree(al);
5844         }
5845
5846         mutex_unlock(&slab_mutex);
5847         resiliency_test();
5848         return 0;
5849 }
5850
5851 __initcall(slab_sysfs_init);
5852 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5853
5854 /*
5855  * The /proc/slabinfo ABI
5856  */
5857 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5858 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5859 {
5860         unsigned long nr_slabs = 0;
5861         unsigned long nr_objs = 0;
5862         unsigned long nr_free = 0;
5863         int node;
5864         struct kmem_cache_node *n;
5865
5866         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5867                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5868                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5869                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5870         }
5871
5872         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5873         sinfo->num_objs = nr_objs;
5874         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5875         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5876         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5877         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5878 }
5879
5880 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5881 {
5882 }
5883
5884 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5885                        size_t count, loff_t *ppos)
5886 {
5887         return -EIO;
5888 }
5889 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */