]> rtime.felk.cvut.cz Git - zynq/linux.git/blob - mm/slub.c
Apply preempt_rt patch-4.9-rt1.patch.xz
[zynq/linux.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
6  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
10  */
11
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/bit_spinlock.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/bitops.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include "slab.h"
20 #include <linux/proc_fs.h>
21 #include <linux/notifier.h>
22 #include <linux/seq_file.h>
23 #include <linux/kasan.h>
24 #include <linux/kmemcheck.h>
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/cpuset.h>
27 #include <linux/mempolicy.h>
28 #include <linux/ctype.h>
29 #include <linux/debugobjects.h>
30 #include <linux/kallsyms.h>
31 #include <linux/memory.h>
32 #include <linux/math64.h>
33 #include <linux/fault-inject.h>
34 #include <linux/stacktrace.h>
35 #include <linux/prefetch.h>
36 #include <linux/memcontrol.h>
37
38 #include <trace/events/kmem.h>
39
40 #include "internal.h"
41
42 /*
43  * Lock order:
44  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
45  *   2. node->list_lock
46  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
47  *
48  *   slab_mutex
49  *
50  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
51  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
52  *
53  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
54  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
55  *   double word in the page struct. Meaning
56  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
57  *      B. page->counters       -> Counters of objects
58  *      C. page->frozen         -> frozen state
59  *
60  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
61  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
62  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
63  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
64  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
65  *
66  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
67  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
68  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
69  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
70  *   modified without taking the list lock).
71  *
72  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
73  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
74  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
75  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
76  *   the list lock.
77  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
78  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
79  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
80  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
81  *
82  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
83  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
84  *
85  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
86  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
87  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
88  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
89  * cannot scan all objects.
90  *
91  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
92  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
93  * fast frees and allocs.
94  *
95  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
96  *
97  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
98  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
99  *                      such as satisfying allocations for a specific
100  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
101  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
102  *                      list operations. It is up to the processor holding
103  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
104  *                      when the slab is no longer needed.
105  *
106  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
107  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
108  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
109  *                      freelist that allows lockless access to
110  *                      free objects in addition to the regular freelist
111  *                      that requires the slab lock.
112  *
113  * PageError            Slab requires special handling due to debug
114  *                      options set. This moves slab handling out of
115  *                      the fast path and disables lockless freelists.
116  */
117
118 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
119 {
120 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
121         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
122 #else
123         return 0;
124 #endif
125 }
126
127 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
128 {
129         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE)
130                 p += s->red_left_pad;
131
132         return p;
133 }
134
135 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
136 {
137 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
138         return !kmem_cache_debug(s);
139 #else
140         return false;
141 #endif
142 }
143
144 /*
145  * Issues still to be resolved:
146  *
147  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
148  *
149  * - Variable sizing of the per node arrays
150  */
151
152 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
153 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
154
155 /* Enable to log cmpxchg failures */
156 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
157
158 /*
159  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
160  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
161  */
162 #define MIN_PARTIAL 5
163
164 /*
165  * Maximum number of desirable partial slabs.
166  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
167  * sort the partial list by the number of objects in use.
168  */
169 #define MAX_PARTIAL 10
170
171 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
172                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
173
174 /*
175  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
176  * issues when checking or reading debug information
177  */
178 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
179                                 SLAB_TRACE)
180
181
182 /*
183  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
184  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
185  * metadata.
186  */
187 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
188
189 #define OO_SHIFT        16
190 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
191 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
192
193 /* Internal SLUB flags */
194 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
195 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
196
197 /*
198  * Tracking user of a slab.
199  */
200 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
201 struct track {
202         unsigned long addr;     /* Called from address */
203 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
204         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
205 #endif
206         int cpu;                /* Was running on cpu */
207         int pid;                /* Pid context */
208         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
209 };
210
211 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
212
213 #ifdef CONFIG_SYSFS
214 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
215 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
216 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
217 #else
218 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
219 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
220                                                         { return 0; }
221 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
222 #endif
223
224 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
225 {
226 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
227         /*
228          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
229          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
230          */
231         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
232 #endif
233 }
234
235 /********************************************************************
236  *                      Core slab cache functions
237  *******************************************************************/
238
239 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
240 {
241         return *(void **)(object + s->offset);
242 }
243
244 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
245 {
246         prefetch(object + s->offset);
247 }
248
249 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
250 {
251         void *p;
252
253         if (!debug_pagealloc_enabled())
254                 return get_freepointer(s, object);
255
256         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
257         return p;
258 }
259
260 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
261 {
262         *(void **)(object + s->offset) = fp;
263 }
264
265 /* Loop over all objects in a slab */
266 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
267         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
268                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
269                 __p += (__s)->size)
270
271 #define for_each_object_idx(__p, __idx, __s, __addr, __objects) \
272         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr), __idx = 1; \
273                 __idx <= __objects; \
274                 __p += (__s)->size, __idx++)
275
276 /* Determine object index from a given position */
277 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
278 {
279         return (p - addr) / s->size;
280 }
281
282 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
283 {
284         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
285 }
286
287 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
288                 unsigned long size, int reserved)
289 {
290         struct kmem_cache_order_objects x = {
291                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
292         };
293
294         return x;
295 }
296
297 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
298 {
299         return x.x >> OO_SHIFT;
300 }
301
302 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
303 {
304         return x.x & OO_MASK;
305 }
306
307 /*
308  * Per slab locking using the pagelock
309  */
310 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
311 {
312         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
313         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
314 }
315
316 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
317 {
318         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
319         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
320 }
321
322 static inline void set_page_slub_counters(struct page *page, unsigned long counters_new)
323 {
324         struct page tmp;
325         tmp.counters = counters_new;
326         /*
327          * page->counters can cover frozen/inuse/objects as well
328          * as page->_refcount.  If we assign to ->counters directly
329          * we run the risk of losing updates to page->_refcount, so
330          * be careful and only assign to the fields we need.
331          */
332         page->frozen  = tmp.frozen;
333         page->inuse   = tmp.inuse;
334         page->objects = tmp.objects;
335 }
336
337 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
338 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
339                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
340                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
341                 const char *n)
342 {
343         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
344 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
345     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
346         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
347                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
348                                    freelist_old, counters_old,
349                                    freelist_new, counters_new))
350                         return true;
351         } else
352 #endif
353         {
354                 slab_lock(page);
355                 if (page->freelist == freelist_old &&
356                                         page->counters == counters_old) {
357                         page->freelist = freelist_new;
358                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
359                         slab_unlock(page);
360                         return true;
361                 }
362                 slab_unlock(page);
363         }
364
365         cpu_relax();
366         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
367
368 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
369         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
370 #endif
371
372         return false;
373 }
374
375 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
376                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
377                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
378                 const char *n)
379 {
380 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
381     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
382         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
383                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
384                                    freelist_old, counters_old,
385                                    freelist_new, counters_new))
386                         return true;
387         } else
388 #endif
389         {
390                 unsigned long flags;
391
392                 local_irq_save(flags);
393                 slab_lock(page);
394                 if (page->freelist == freelist_old &&
395                                         page->counters == counters_old) {
396                         page->freelist = freelist_new;
397                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
398                         slab_unlock(page);
399                         local_irq_restore(flags);
400                         return true;
401                 }
402                 slab_unlock(page);
403                 local_irq_restore(flags);
404         }
405
406         cpu_relax();
407         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
408
409 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
410         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
411 #endif
412
413         return false;
414 }
415
416 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
417 /*
418  * Determine a map of object in use on a page.
419  *
420  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
421  * not vanish from under us.
422  */
423 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
424 {
425         void *p;
426         void *addr = page_address(page);
427
428         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
429                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
430 }
431
432 static inline int size_from_object(struct kmem_cache *s)
433 {
434         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
435                 return s->size - s->red_left_pad;
436
437         return s->size;
438 }
439
440 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
441 {
442         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
443                 p -= s->red_left_pad;
444
445         return p;
446 }
447
448 /*
449  * Debug settings:
450  */
451 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
452 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
453 #else
454 static int slub_debug;
455 #endif
456
457 static char *slub_debug_slabs;
458 static int disable_higher_order_debug;
459
460 /*
461  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
462  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
463  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
464  * to tell kasan that these accesses are OK.
465  */
466 static inline void metadata_access_enable(void)
467 {
468         kasan_disable_current();
469 }
470
471 static inline void metadata_access_disable(void)
472 {
473         kasan_enable_current();
474 }
475
476 /*
477  * Object debugging
478  */
479
480 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
481 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
482                                 struct page *page, void *object)
483 {
484         void *base;
485
486         if (!object)
487                 return 1;
488
489         base = page_address(page);
490         object = restore_red_left(s, object);
491         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
492                 (object - base) % s->size) {
493                 return 0;
494         }
495
496         return 1;
497 }
498
499 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
500 {
501         metadata_access_enable();
502         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
503                         length, 1);
504         metadata_access_disable();
505 }
506
507 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
508         enum track_item alloc)
509 {
510         struct track *p;
511
512         if (s->offset)
513                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
514         else
515                 p = object + s->inuse;
516
517         return p + alloc;
518 }
519
520 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
521                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
522 {
523         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
524
525         if (addr) {
526 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
527                 struct stack_trace trace;
528                 int i;
529
530                 trace.nr_entries = 0;
531                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
532                 trace.entries = p->addrs;
533                 trace.skip = 3;
534                 metadata_access_enable();
535                 save_stack_trace(&trace);
536                 metadata_access_disable();
537
538                 /* See rant in lockdep.c */
539                 if (trace.nr_entries != 0 &&
540                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
541                         trace.nr_entries--;
542
543                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
544                         p->addrs[i] = 0;
545 #endif
546                 p->addr = addr;
547                 p->cpu = smp_processor_id();
548                 p->pid = current->pid;
549                 p->when = jiffies;
550         } else
551                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
552 }
553
554 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
555 {
556         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
557                 return;
558
559         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
560         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
561 }
562
563 static void print_track(const char *s, struct track *t)
564 {
565         if (!t->addr)
566                 return;
567
568         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
569                s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
570 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
571         {
572                 int i;
573                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
574                         if (t->addrs[i])
575                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
576                         else
577                                 break;
578         }
579 #endif
580 }
581
582 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
583 {
584         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
585                 return;
586
587         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
588         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
589 }
590
591 static void print_page_info(struct page *page)
592 {
593         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
594                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
595
596 }
597
598 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
599 {
600         struct va_format vaf;
601         va_list args;
602
603         va_start(args, fmt);
604         vaf.fmt = fmt;
605         vaf.va = &args;
606         pr_err("=============================================================================\n");
607         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
608         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
609
610         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
611         va_end(args);
612 }
613
614 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
615 {
616         struct va_format vaf;
617         va_list args;
618
619         va_start(args, fmt);
620         vaf.fmt = fmt;
621         vaf.va = &args;
622         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
623         va_end(args);
624 }
625
626 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
627 {
628         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
629         u8 *addr = page_address(page);
630
631         print_tracking(s, p);
632
633         print_page_info(page);
634
635         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
636                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
637
638         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
639                 print_section("Redzone ", p - s->red_left_pad, s->red_left_pad);
640         else if (p > addr + 16)
641                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
642
643         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
644                                 PAGE_SIZE));
645         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
646                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
647                         s->inuse - s->object_size);
648
649         if (s->offset)
650                 off = s->offset + sizeof(void *);
651         else
652                 off = s->inuse;
653
654         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
655                 off += 2 * sizeof(struct track);
656
657         off += kasan_metadata_size(s);
658
659         if (off != size_from_object(s))
660                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
661                 print_section("Padding ", p + off, size_from_object(s) - off);
662
663         dump_stack();
664 }
665
666 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
667                         u8 *object, char *reason)
668 {
669         slab_bug(s, "%s", reason);
670         print_trailer(s, page, object);
671 }
672
673 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
674                         const char *fmt, ...)
675 {
676         va_list args;
677         char buf[100];
678
679         va_start(args, fmt);
680         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
681         va_end(args);
682         slab_bug(s, "%s", buf);
683         print_page_info(page);
684         dump_stack();
685 }
686
687 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
688 {
689         u8 *p = object;
690
691         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
692                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
693
694         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
695                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
696                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
697         }
698
699         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
700                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
701 }
702
703 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
704                                                 void *from, void *to)
705 {
706         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
707         memset(from, data, to - from);
708 }
709
710 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
711                         u8 *object, char *what,
712                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
713 {
714         u8 *fault;
715         u8 *end;
716
717         metadata_access_enable();
718         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
719         metadata_access_disable();
720         if (!fault)
721                 return 1;
722
723         end = start + bytes;
724         while (end > fault && end[-1] == value)
725                 end--;
726
727         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
728         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
729                                         fault, end - 1, fault[0], value);
730         print_trailer(s, page, object);
731
732         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
733         return 0;
734 }
735
736 /*
737  * Object layout:
738  *
739  * object address
740  *      Bytes of the object to be managed.
741  *      If the freepointer may overlay the object then the free
742  *      pointer is the first word of the object.
743  *
744  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
745  *      0xa5 (POISON_END)
746  *
747  * object + s->object_size
748  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
749  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
750  *      object_size == inuse.
751  *
752  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
753  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
754  *
755  * object + s->inuse
756  *      Meta data starts here.
757  *
758  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
759  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
760  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
761  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
762  *              before the word boundary.
763  *
764  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
765  *
766  * object + s->size
767  *      Nothing is used beyond s->size.
768  *
769  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
770  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
771  * may be used with merged slabcaches.
772  */
773
774 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
775 {
776         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
777
778         if (s->offset)
779                 /* Freepointer is placed after the object. */
780                 off += sizeof(void *);
781
782         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
783                 /* We also have user information there */
784                 off += 2 * sizeof(struct track);
785
786         off += kasan_metadata_size(s);
787
788         if (size_from_object(s) == off)
789                 return 1;
790
791         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
792                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
793 }
794
795 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
796 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
797 {
798         u8 *start;
799         u8 *fault;
800         u8 *end;
801         int length;
802         int remainder;
803
804         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
805                 return 1;
806
807         start = page_address(page);
808         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
809         end = start + length;
810         remainder = length % s->size;
811         if (!remainder)
812                 return 1;
813
814         metadata_access_enable();
815         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
816         metadata_access_disable();
817         if (!fault)
818                 return 1;
819         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
820                 end--;
821
822         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
823         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
824
825         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
826         return 0;
827 }
828
829 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
830                                         void *object, u8 val)
831 {
832         u8 *p = object;
833         u8 *endobject = object + s->object_size;
834
835         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
836                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
837                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
838                         return 0;
839
840                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
841                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
842                         return 0;
843         } else {
844                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
845                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
846                                 endobject, POISON_INUSE,
847                                 s->inuse - s->object_size);
848                 }
849         }
850
851         if (s->flags & SLAB_POISON) {
852                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
853                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
854                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
855                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
856                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
857                         return 0;
858                 /*
859                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
860                  */
861                 check_pad_bytes(s, page, p);
862         }
863
864         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
865                 /*
866                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
867                  * freepointer while object is allocated.
868                  */
869                 return 1;
870
871         /* Check free pointer validity */
872         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
873                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
874                 /*
875                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
876                  * of the free objects in this slab. May cause
877                  * another error because the object count is now wrong.
878                  */
879                 set_freepointer(s, p, NULL);
880                 return 0;
881         }
882         return 1;
883 }
884
885 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
886 {
887         int maxobj;
888
889         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
890
891         if (!PageSlab(page)) {
892                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
893                 return 0;
894         }
895
896         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
897         if (page->objects > maxobj) {
898                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
899                         page->objects, maxobj);
900                 return 0;
901         }
902         if (page->inuse > page->objects) {
903                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
904                         page->inuse, page->objects);
905                 return 0;
906         }
907         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
908         slab_pad_check(s, page);
909         return 1;
910 }
911
912 /*
913  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
914  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
915  */
916 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
917 {
918         int nr = 0;
919         void *fp;
920         void *object = NULL;
921         int max_objects;
922
923         fp = page->freelist;
924         while (fp && nr <= page->objects) {
925                 if (fp == search)
926                         return 1;
927                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
928                         if (object) {
929                                 object_err(s, page, object,
930                                         "Freechain corrupt");
931                                 set_freepointer(s, object, NULL);
932                         } else {
933                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
934                                 page->freelist = NULL;
935                                 page->inuse = page->objects;
936                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
937                                 return 0;
938                         }
939                         break;
940                 }
941                 object = fp;
942                 fp = get_freepointer(s, object);
943                 nr++;
944         }
945
946         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
947         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
948                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
949
950         if (page->objects != max_objects) {
951                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
952                          page->objects, max_objects);
953                 page->objects = max_objects;
954                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
955         }
956         if (page->inuse != page->objects - nr) {
957                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
958                          page->inuse, page->objects - nr);
959                 page->inuse = page->objects - nr;
960                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
961         }
962         return search == NULL;
963 }
964
965 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
966                                                                 int alloc)
967 {
968         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
969                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
970                         s->name,
971                         alloc ? "alloc" : "free",
972                         object, page->inuse,
973                         page->freelist);
974
975                 if (!alloc)
976                         print_section("Object ", (void *)object,
977                                         s->object_size);
978
979                 dump_stack();
980         }
981 }
982
983 /*
984  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
985  */
986 static void add_full(struct kmem_cache *s,
987         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
988 {
989         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
990                 return;
991
992         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
993         list_add(&page->lru, &n->full);
994 }
995
996 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
997 {
998         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
999                 return;
1000
1001         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1002         list_del(&page->lru);
1003 }
1004
1005 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1006 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1007 {
1008         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1009
1010         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1011 }
1012
1013 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1014 {
1015         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1016 }
1017
1018 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1019 {
1020         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1021
1022         /*
1023          * May be called early in order to allocate a slab for the
1024          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1025          * dilemma by deferring the increment of the count during
1026          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1027          */
1028         if (likely(n)) {
1029                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1030                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1031         }
1032 }
1033 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1034 {
1035         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1036
1037         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1038         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1039 }
1040
1041 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1042 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1043                                                                 void *object)
1044 {
1045         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1046                 return;
1047
1048         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1049         init_tracking(s, object);
1050 }
1051
1052 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1053                                         struct page *page,
1054                                         void *object, unsigned long addr)
1055 {
1056         if (!check_slab(s, page))
1057                 return 0;
1058
1059         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1060                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1061                 return 0;
1062         }
1063
1064         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1065                 return 0;
1066
1067         return 1;
1068 }
1069
1070 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1071                                         struct page *page,
1072                                         void *object, unsigned long addr)
1073 {
1074         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1075                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object, addr))
1076                         goto bad;
1077         }
1078
1079         /* Success perform special debug activities for allocs */
1080         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1081                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1082         trace(s, page, object, 1);
1083         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1084         return 1;
1085
1086 bad:
1087         if (PageSlab(page)) {
1088                 /*
1089                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1090                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1091                  * as used avoids touching the remaining objects.
1092                  */
1093                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1094                 page->inuse = page->objects;
1095                 page->freelist = NULL;
1096         }
1097         return 0;
1098 }
1099
1100 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1101                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1102 {
1103         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1104                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1105                 return 0;
1106         }
1107
1108         if (on_freelist(s, page, object)) {
1109                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1110                 return 0;
1111         }
1112
1113         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1114                 return 0;
1115
1116         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1117                 if (!PageSlab(page)) {
1118                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1119                                  object);
1120                 } else if (!page->slab_cache) {
1121                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1122                                object);
1123                         dump_stack();
1124                 } else
1125                         object_err(s, page, object,
1126                                         "page slab pointer corrupt.");
1127                 return 0;
1128         }
1129         return 1;
1130 }
1131
1132 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1133 static noinline int free_debug_processing(
1134         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1135         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1136         unsigned long addr)
1137 {
1138         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1139         void *object = head;
1140         int cnt = 0;
1141         unsigned long uninitialized_var(flags);
1142         int ret = 0;
1143
1144         raw_spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1145         slab_lock(page);
1146
1147         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1148                 if (!check_slab(s, page))
1149                         goto out;
1150         }
1151
1152 next_object:
1153         cnt++;
1154
1155         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1156                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1157                         goto out;
1158         }
1159
1160         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1161                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1162         trace(s, page, object, 0);
1163         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1164         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1165
1166         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1167         if (object != tail) {
1168                 object = get_freepointer(s, object);
1169                 goto next_object;
1170         }
1171         ret = 1;
1172
1173 out:
1174         if (cnt != bulk_cnt)
1175                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1176                          bulk_cnt, cnt);
1177
1178         slab_unlock(page);
1179         raw_spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1180         if (!ret)
1181                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1182         return ret;
1183 }
1184
1185 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1186 {
1187         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1188         if (*str++ != '=' || !*str)
1189                 /*
1190                  * No options specified. Switch on full debugging.
1191                  */
1192                 goto out;
1193
1194         if (*str == ',')
1195                 /*
1196                  * No options but restriction on slabs. This means full
1197                  * debugging for slabs matching a pattern.
1198                  */
1199                 goto check_slabs;
1200
1201         slub_debug = 0;
1202         if (*str == '-')
1203                 /*
1204                  * Switch off all debugging measures.
1205                  */
1206                 goto out;
1207
1208         /*
1209          * Determine which debug features should be switched on
1210          */
1211         for (; *str && *str != ','; str++) {
1212                 switch (tolower(*str)) {
1213                 case 'f':
1214                         slub_debug |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1215                         break;
1216                 case 'z':
1217                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1218                         break;
1219                 case 'p':
1220                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1221                         break;
1222                 case 'u':
1223                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1224                         break;
1225                 case 't':
1226                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1227                         break;
1228                 case 'a':
1229                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1230                         break;
1231                 case 'o':
1232                         /*
1233                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1234                          * order would increase as a result.
1235                          */
1236                         disable_higher_order_debug = 1;
1237                         break;
1238                 default:
1239                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1240                                *str);
1241                 }
1242         }
1243
1244 check_slabs:
1245         if (*str == ',')
1246                 slub_debug_slabs = str + 1;
1247 out:
1248         return 1;
1249 }
1250
1251 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1252
1253 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1254         unsigned long flags, const char *name,
1255         void (*ctor)(void *))
1256 {
1257         /*
1258          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1259          */
1260         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1261                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1262                 flags |= slub_debug;
1263
1264         return flags;
1265 }
1266 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1267 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1268                         struct page *page, void *object) {}
1269
1270 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1271         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1272
1273 static inline int free_debug_processing(
1274         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1275         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1276         unsigned long addr) { return 0; }
1277
1278 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1279                         { return 1; }
1280 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1281                         void *object, u8 val) { return 1; }
1282 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1283                                         struct page *page) {}
1284 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1285                                         struct page *page) {}
1286 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1287         unsigned long flags, const char *name,
1288         void (*ctor)(void *))
1289 {
1290         return flags;
1291 }
1292 #define slub_debug 0
1293
1294 #define disable_higher_order_debug 0
1295
1296 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1297                                                         { return 0; }
1298 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1299                                                         { return 0; }
1300 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1301                                                         int objects) {}
1302 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1303                                                         int objects) {}
1304
1305 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1306
1307 struct slub_free_list {
1308         raw_spinlock_t          lock;
1309         struct list_head        list;
1310 };
1311 static DEFINE_PER_CPU(struct slub_free_list, slub_free_list);
1312
1313 /*
1314  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1315  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1316  */
1317 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1318 {
1319         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1320         kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1321 }
1322
1323 static inline void kfree_hook(const void *x)
1324 {
1325         kmemleak_free(x);
1326         kasan_kfree_large(x);
1327 }
1328
1329 static inline void *slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1330 {
1331         void *freeptr;
1332
1333         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1334
1335         /*
1336          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1337          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1338          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1339          */
1340 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
1341         {
1342                 unsigned long flags;
1343
1344                 local_irq_save(flags);
1345                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
1346                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1347                 local_irq_restore(flags);
1348         }
1349 #endif
1350         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1351                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1352
1353         freeptr = get_freepointer(s, x);
1354         /*
1355          * kasan_slab_free() may put x into memory quarantine, delaying its
1356          * reuse. In this case the object's freelist pointer is changed.
1357          */
1358         kasan_slab_free(s, x);
1359         return freeptr;
1360 }
1361
1362 static inline void slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1363                                            void *head, void *tail)
1364 {
1365 /*
1366  * Compiler cannot detect this function can be removed if slab_free_hook()
1367  * evaluates to nothing.  Thus, catch all relevant config debug options here.
1368  */
1369 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) ||                \
1370         defined(CONFIG_LOCKDEP) ||              \
1371         defined(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK) ||       \
1372         defined(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_FREE) ||   \
1373         defined(CONFIG_KASAN)
1374
1375         void *object = head;
1376         void *tail_obj = tail ? : head;
1377         void *freeptr;
1378
1379         do {
1380                 freeptr = slab_free_hook(s, object);
1381         } while ((object != tail_obj) && (object = freeptr));
1382 #endif
1383 }
1384
1385 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1386                                 void *object)
1387 {
1388         setup_object_debug(s, page, object);
1389         kasan_init_slab_obj(s, object);
1390         if (unlikely(s->ctor)) {
1391                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1392                 s->ctor(object);
1393                 kasan_poison_object_data(s, object);
1394         }
1395 }
1396
1397 /*
1398  * Slab allocation and freeing
1399  */
1400 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1401                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1402 {
1403         struct page *page;
1404         int order = oo_order(oo);
1405
1406         flags |= __GFP_NOTRACK;
1407
1408         if (node == NUMA_NO_NODE)
1409                 page = alloc_pages(flags, order);
1410         else
1411                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1412
1413         if (page && memcg_charge_slab(page, flags, order, s)) {
1414                 __free_pages(page, order);
1415                 page = NULL;
1416         }
1417
1418         return page;
1419 }
1420
1421 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1422 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1423 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1424 {
1425         int err;
1426         unsigned long i, count = oo_objects(s->oo);
1427
1428         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1429         if (err) {
1430                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1431                         s->name);
1432                 return err;
1433         }
1434
1435         /* Transform to an offset on the set of pages */
1436         if (s->random_seq) {
1437                 for (i = 0; i < count; i++)
1438                         s->random_seq[i] *= s->size;
1439         }
1440         return 0;
1441 }
1442
1443 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1444 static void __init init_freelist_randomization(void)
1445 {
1446         struct kmem_cache *s;
1447
1448         mutex_lock(&slab_mutex);
1449
1450         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1451                 init_cache_random_seq(s);
1452
1453         mutex_unlock(&slab_mutex);
1454 }
1455
1456 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1457 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1458                                 unsigned long *pos, void *start,
1459                                 unsigned long page_limit,
1460                                 unsigned long freelist_count)
1461 {
1462         unsigned int idx;
1463
1464         /*
1465          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1466          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1467          */
1468         do {
1469                 idx = s->random_seq[*pos];
1470                 *pos += 1;
1471                 if (*pos >= freelist_count)
1472                         *pos = 0;
1473         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1474
1475         return (char *)start + idx;
1476 }
1477
1478 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1479 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1480 {
1481         void *start;
1482         void *cur;
1483         void *next;
1484         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1485
1486         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1487                 return false;
1488
1489         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1490         pos = get_random_int() % freelist_count;
1491
1492         page_limit = page->objects * s->size;
1493         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1494
1495         /* First entry is used as the base of the freelist */
1496         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1497                                 freelist_count);
1498         page->freelist = cur;
1499
1500         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1501                 setup_object(s, page, cur);
1502                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1503                         freelist_count);
1504                 set_freepointer(s, cur, next);
1505                 cur = next;
1506         }
1507         setup_object(s, page, cur);
1508         set_freepointer(s, cur, NULL);
1509
1510         return true;
1511 }
1512 #else
1513 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1514 {
1515         return 0;
1516 }
1517 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1518 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1519 {
1520         return false;
1521 }
1522 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1523
1524 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1525 {
1526         struct page *page;
1527         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1528         gfp_t alloc_gfp;
1529         void *start, *p;
1530         int idx, order;
1531         bool shuffle;
1532         bool enableirqs = false;
1533
1534         flags &= gfp_allowed_mask;
1535
1536         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1537                 enableirqs = true;
1538 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT_FULL
1539         if (system_state == SYSTEM_RUNNING)
1540                 enableirqs = true;
1541 #endif
1542         if (enableirqs)
1543                 local_irq_enable();
1544
1545         flags |= s->allocflags;
1546
1547         /*
1548          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1549          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1550          */
1551         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1552         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1553                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1554
1555         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1556         if (unlikely(!page)) {
1557                 oo = s->min;
1558                 alloc_gfp = flags;
1559                 /*
1560                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1561                  * Try a lower order alloc if possible
1562                  */
1563                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1564                 if (unlikely(!page))
1565                         goto out;
1566                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1567         }
1568
1569         if (kmemcheck_enabled &&
1570             !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1571                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1572
1573                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), alloc_gfp, node);
1574
1575                 /*
1576                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1577                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1578                  */
1579                 if (s->ctor)
1580                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1581                 else
1582                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1583         }
1584
1585         page->objects = oo_objects(oo);
1586
1587         order = compound_order(page);
1588         page->slab_cache = s;
1589         __SetPageSlab(page);
1590         if (page_is_pfmemalloc(page))
1591                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1592
1593         start = page_address(page);
1594
1595         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1596                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1597
1598         kasan_poison_slab(page);
1599
1600         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1601
1602         if (!shuffle) {
1603                 for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1604                         setup_object(s, page, p);
1605                         if (likely(idx < page->objects))
1606                                 set_freepointer(s, p, p + s->size);
1607                         else
1608                                 set_freepointer(s, p, NULL);
1609                 }
1610                 page->freelist = fixup_red_left(s, start);
1611         }
1612
1613         page->inuse = page->objects;
1614         page->frozen = 1;
1615
1616 out:
1617         if (enableirqs)
1618                 local_irq_disable();
1619         if (!page)
1620                 return NULL;
1621
1622         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1623                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1624                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1625                 1 << oo_order(oo));
1626
1627         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1628
1629         return page;
1630 }
1631
1632 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1633 {
1634         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1635                 gfp_t invalid_mask = flags & GFP_SLAB_BUG_MASK;
1636                 flags &= ~GFP_SLAB_BUG_MASK;
1637                 pr_warn("Unexpected gfp: %#x (%pGg). Fixing up to gfp: %#x (%pGg). Fix your code!\n",
1638                                 invalid_mask, &invalid_mask, flags, &flags);
1639         }
1640
1641         return allocate_slab(s,
1642                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1643 }
1644
1645 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1646 {
1647         int order = compound_order(page);
1648         int pages = 1 << order;
1649
1650         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1651                 void *p;
1652
1653                 slab_pad_check(s, page);
1654                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1655                                                 page->objects)
1656                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1657         }
1658
1659         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1660
1661         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1662                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1663                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1664                 -pages);
1665
1666         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1667         __ClearPageSlab(page);
1668
1669         page_mapcount_reset(page);
1670         if (current->reclaim_state)
1671                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1672         memcg_uncharge_slab(page, order, s);
1673         __free_pages(page, order);
1674 }
1675
1676 static void free_delayed(struct list_head *h)
1677 {
1678         while(!list_empty(h)) {
1679                 struct page *page = list_first_entry(h, struct page, lru);
1680
1681                 list_del(&page->lru);
1682                 __free_slab(page->slab_cache, page);
1683         }
1684 }
1685
1686 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1687         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1688
1689 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1690 {
1691         struct page *page;
1692
1693         if (need_reserve_slab_rcu)
1694                 page = virt_to_head_page(h);
1695         else
1696                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1697
1698         __free_slab(page->slab_cache, page);
1699 }
1700
1701 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1702 {
1703         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1704                 struct rcu_head *head;
1705
1706                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1707                         int order = compound_order(page);
1708                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1709
1710                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1711                         head = page_address(page) + offset;
1712                 } else {
1713                         head = &page->rcu_head;
1714                 }
1715
1716                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1717         } else if (irqs_disabled()) {
1718                 struct slub_free_list *f = this_cpu_ptr(&slub_free_list);
1719
1720                 raw_spin_lock(&f->lock);
1721                 list_add(&page->lru, &f->list);
1722                 raw_spin_unlock(&f->lock);
1723         } else
1724                 __free_slab(s, page);
1725 }
1726
1727 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1728 {
1729         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1730         free_slab(s, page);
1731 }
1732
1733 /*
1734  * Management of partially allocated slabs.
1735  */
1736 static inline void
1737 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1738 {
1739         n->nr_partial++;
1740         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1741                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1742         else
1743                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1744 }
1745
1746 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1747                                 struct page *page, int tail)
1748 {
1749         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1750         __add_partial(n, page, tail);
1751 }
1752
1753 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1754                                         struct page *page)
1755 {
1756         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1757         list_del(&page->lru);
1758         n->nr_partial--;
1759 }
1760
1761 /*
1762  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1763  * return the pointer to the freelist.
1764  *
1765  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1766  */
1767 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1768                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1769                 int mode, int *objects)
1770 {
1771         void *freelist;
1772         unsigned long counters;
1773         struct page new;
1774
1775         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1776
1777         /*
1778          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1779          * The old freelist is the list of objects for the
1780          * per cpu allocation list.
1781          */
1782         freelist = page->freelist;
1783         counters = page->counters;
1784         new.counters = counters;
1785         *objects = new.objects - new.inuse;
1786         if (mode) {
1787                 new.inuse = page->objects;
1788                 new.freelist = NULL;
1789         } else {
1790                 new.freelist = freelist;
1791         }
1792
1793         VM_BUG_ON(new.frozen);
1794         new.frozen = 1;
1795
1796         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1797                         freelist, counters,
1798                         new.freelist, new.counters,
1799                         "acquire_slab"))
1800                 return NULL;
1801
1802         remove_partial(n, page);
1803         WARN_ON(!freelist);
1804         return freelist;
1805 }
1806
1807 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1808 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1809
1810 /*
1811  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1812  */
1813 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1814                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1815 {
1816         struct page *page, *page2;
1817         void *object = NULL;
1818         int available = 0;
1819         int objects;
1820
1821         /*
1822          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1823          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1824          * partial slab and there is none available then get_partials()
1825          * will return NULL.
1826          */
1827         if (!n || !n->nr_partial)
1828                 return NULL;
1829
1830         raw_spin_lock(&n->list_lock);
1831         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1832                 void *t;
1833
1834                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1835                         continue;
1836
1837                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1838                 if (!t)
1839                         break;
1840
1841                 available += objects;
1842                 if (!object) {
1843                         c->page = page;
1844                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1845                         object = t;
1846                 } else {
1847                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1848                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1849                 }
1850                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1851                         || available > s->cpu_partial / 2)
1852                         break;
1853
1854         }
1855         raw_spin_unlock(&n->list_lock);
1856         return object;
1857 }
1858
1859 /*
1860  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1861  */
1862 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1863                 struct kmem_cache_cpu *c)
1864 {
1865 #ifdef CONFIG_NUMA
1866         struct zonelist *zonelist;
1867         struct zoneref *z;
1868         struct zone *zone;
1869         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1870         void *object;
1871         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1872
1873         /*
1874          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1875          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1876          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1877          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1878          *
1879          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1880          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1881          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1882          * from other nodes and filled up.
1883          *
1884          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
1885          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
1886          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
1887          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
1888          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1889          * with available objects.
1890          */
1891         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1892                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1893                 return NULL;
1894
1895         do {
1896                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1897                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1898                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1899                         struct kmem_cache_node *n;
1900
1901                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1902
1903                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1904                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1905                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1906                                 if (object) {
1907                                         /*
1908                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1909                                          * here - if mems_allowed was updated in
1910                                          * parallel, that was a harmless race
1911                                          * between allocation and the cpuset
1912                                          * update
1913                                          */
1914                                         return object;
1915                                 }
1916                         }
1917                 }
1918         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1919 #endif
1920         return NULL;
1921 }
1922
1923 /*
1924  * Get a partial page, lock it and return it.
1925  */
1926 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1927                 struct kmem_cache_cpu *c)
1928 {
1929         void *object;
1930         int searchnode = node;
1931
1932         if (node == NUMA_NO_NODE)
1933                 searchnode = numa_mem_id();
1934         else if (!node_present_pages(node))
1935                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1936
1937         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1938         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1939                 return object;
1940
1941         return get_any_partial(s, flags, c);
1942 }
1943
1944 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1945 /*
1946  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1947  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1948  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1949  */
1950 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1951 #else
1952 /*
1953  * No preemption supported therefore also no need to check for
1954  * different cpus.
1955  */
1956 #define TID_STEP 1
1957 #endif
1958
1959 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1960 {
1961         return tid + TID_STEP;
1962 }
1963
1964 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1965 {
1966         return tid % TID_STEP;
1967 }
1968
1969 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1970 {
1971         return tid / TID_STEP;
1972 }
1973
1974 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1975 {
1976         return cpu;
1977 }
1978
1979 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1980                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1981 {
1982 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1983         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1984
1985         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1986
1987 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1988         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1989                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1990                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1991         else
1992 #endif
1993         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1994                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1995                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1996         else
1997                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1998                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1999 #endif
2000         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2001 }
2002
2003 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2004 {
2005         int cpu;
2006
2007         for_each_possible_cpu(cpu)
2008                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2009 }
2010
2011 /*
2012  * Remove the cpu slab
2013  */
2014 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2015                                 void *freelist)
2016 {
2017         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2018         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2019         int lock = 0;
2020         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2021         void *nextfree;
2022         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2023         struct page new;
2024         struct page old;
2025
2026         if (page->freelist) {
2027                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2028                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2029         }
2030
2031         /*
2032          * Stage one: Free all available per cpu objects back
2033          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
2034          * last one.
2035          *
2036          * There is no need to take the list->lock because the page
2037          * is still frozen.
2038          */
2039         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
2040                 void *prior;
2041                 unsigned long counters;
2042
2043                 do {
2044                         prior = page->freelist;
2045                         counters = page->counters;
2046                         set_freepointer(s, freelist, prior);
2047                         new.counters = counters;
2048                         new.inuse--;
2049                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
2050
2051                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2052                         prior, counters,
2053                         freelist, new.counters,
2054                         "drain percpu freelist"));
2055
2056                 freelist = nextfree;
2057         }
2058
2059         /*
2060          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
2061          * list presence reflects the actual number of objects
2062          * during unfreeze.
2063          *
2064          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2065          * with the count. If there is a mismatch then the page
2066          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2067          *
2068          * Then we restart the process which may have to remove
2069          * the page from the list that we just put it on again
2070          * because the number of objects in the slab may have
2071          * changed.
2072          */
2073 redo:
2074
2075         old.freelist = page->freelist;
2076         old.counters = page->counters;
2077         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2078
2079         /* Determine target state of the slab */
2080         new.counters = old.counters;
2081         if (freelist) {
2082                 new.inuse--;
2083                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
2084                 new.freelist = freelist;
2085         } else
2086                 new.freelist = old.freelist;
2087
2088         new.frozen = 0;
2089
2090         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2091                 m = M_FREE;
2092         else if (new.freelist) {
2093                 m = M_PARTIAL;
2094                 if (!lock) {
2095                         lock = 1;
2096                         /*
2097                          * Taking the spinlock removes the possiblity
2098                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2099                          * is frozen
2100                          */
2101                         raw_spin_lock(&n->list_lock);
2102                 }
2103         } else {
2104                 m = M_FULL;
2105                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
2106                         lock = 1;
2107                         /*
2108                          * This also ensures that the scanning of full
2109                          * slabs from diagnostic functions will not see
2110                          * any frozen slabs.
2111                          */
2112                         raw_spin_lock(&n->list_lock);
2113                 }
2114         }
2115
2116         if (l != m) {
2117
2118                 if (l == M_PARTIAL)
2119
2120                         remove_partial(n, page);
2121
2122                 else if (l == M_FULL)
2123
2124                         remove_full(s, n, page);
2125
2126                 if (m == M_PARTIAL) {
2127
2128                         add_partial(n, page, tail);
2129                         stat(s, tail);
2130
2131                 } else if (m == M_FULL) {
2132
2133                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2134                         add_full(s, n, page);
2135
2136                 }
2137         }
2138
2139         l = m;
2140         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2141                                 old.freelist, old.counters,
2142                                 new.freelist, new.counters,
2143                                 "unfreezing slab"))
2144                 goto redo;
2145
2146         if (lock)
2147                 raw_spin_unlock(&n->list_lock);
2148
2149         if (m == M_FREE) {
2150                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2151                 discard_slab(s, page);
2152                 stat(s, FREE_SLAB);
2153         }
2154 }
2155
2156 /*
2157  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2158  *
2159  * This function must be called with interrupts disabled
2160  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2161  * to guarantee no concurrent accesses).
2162  */
2163 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2164                 struct kmem_cache_cpu *c)
2165 {
2166 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2167         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2168         struct page *page, *discard_page = NULL;
2169
2170         while ((page = c->partial)) {
2171                 struct page new;
2172                 struct page old;
2173
2174                 c->partial = page->next;
2175
2176                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2177                 if (n != n2) {
2178                         if (n)
2179                                 raw_spin_unlock(&n->list_lock);
2180
2181                         n = n2;
2182                         raw_spin_lock(&n->list_lock);
2183                 }
2184
2185                 do {
2186
2187                         old.freelist = page->freelist;
2188                         old.counters = page->counters;
2189                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2190
2191                         new.counters = old.counters;
2192                         new.freelist = old.freelist;
2193
2194                         new.frozen = 0;
2195
2196                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2197                                 old.freelist, old.counters,
2198                                 new.freelist, new.counters,
2199                                 "unfreezing slab"));
2200
2201                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2202                         page->next = discard_page;
2203                         discard_page = page;
2204                 } else {
2205                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2206                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2207                 }
2208         }
2209
2210         if (n)
2211                 raw_spin_unlock(&n->list_lock);
2212
2213         while (discard_page) {
2214                 page = discard_page;
2215                 discard_page = discard_page->next;
2216
2217                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2218                 discard_slab(s, page);
2219                 stat(s, FREE_SLAB);
2220         }
2221 #endif
2222 }
2223
2224 /*
2225  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2226  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2227  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2228  * onto a random cpus partial slot.
2229  *
2230  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2231  * per node partial list.
2232  */
2233 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2234 {
2235 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2236         struct page *oldpage;
2237         int pages;
2238         int pobjects;
2239
2240         preempt_disable();
2241         do {
2242                 pages = 0;
2243                 pobjects = 0;
2244                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2245
2246                 if (oldpage) {
2247                         pobjects = oldpage->pobjects;
2248                         pages = oldpage->pages;
2249                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2250                                 struct slub_free_list *f;
2251                                 unsigned long flags;
2252                                 LIST_HEAD(tofree);
2253                                 /*
2254                                  * partial array is full. Move the existing
2255                                  * set to the per node partial list.
2256                                  */
2257                                 local_irq_save(flags);
2258                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2259                                 f = this_cpu_ptr(&slub_free_list);
2260                                 raw_spin_lock(&f->lock);
2261                                 list_splice_init(&f->list, &tofree);
2262                                 raw_spin_unlock(&f->lock);
2263                                 local_irq_restore(flags);
2264                                 free_delayed(&tofree);
2265                                 oldpage = NULL;
2266                                 pobjects = 0;
2267                                 pages = 0;
2268                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2269                         }
2270                 }
2271
2272                 pages++;
2273                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2274
2275                 page->pages = pages;
2276                 page->pobjects = pobjects;
2277                 page->next = oldpage;
2278
2279         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2280                                                                 != oldpage);
2281         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2282                 unsigned long flags;
2283
2284                 local_irq_save(flags);
2285                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2286                 local_irq_restore(flags);
2287         }
2288         preempt_enable();
2289 #endif
2290 }
2291
2292 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2293 {
2294         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2295         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2296
2297         c->tid = next_tid(c->tid);
2298         c->page = NULL;
2299         c->freelist = NULL;
2300 }
2301
2302 /*
2303  * Flush cpu slab.
2304  *
2305  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2306  */
2307 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2308 {
2309         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2310
2311         if (likely(c)) {
2312                 if (c->page)
2313                         flush_slab(s, c);
2314
2315                 unfreeze_partials(s, c);
2316         }
2317 }
2318
2319 static void flush_cpu_slab(void *d)
2320 {
2321         struct kmem_cache *s = d;
2322
2323         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2324 }
2325
2326 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2327 {
2328         struct kmem_cache *s = info;
2329         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2330
2331         return c->page || c->partial;
2332 }
2333
2334 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2335 {
2336         LIST_HEAD(tofree);
2337         int cpu;
2338
2339         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2340         for_each_online_cpu(cpu) {
2341                 struct slub_free_list *f;
2342
2343                 if (!has_cpu_slab(cpu, s))
2344                         continue;
2345
2346                 f = &per_cpu(slub_free_list, cpu);
2347                 raw_spin_lock_irq(&f->lock);
2348                 list_splice_init(&f->list, &tofree);
2349                 raw_spin_unlock_irq(&f->lock);
2350                 free_delayed(&tofree);
2351         }
2352 }
2353
2354 /*
2355  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2356  * necessary.
2357  */
2358 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2359 {
2360         struct kmem_cache *s;
2361         unsigned long flags;
2362
2363         mutex_lock(&slab_mutex);
2364         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2365                 local_irq_save(flags);
2366                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2367                 local_irq_restore(flags);
2368         }
2369         mutex_unlock(&slab_mutex);
2370         return 0;
2371 }
2372
2373 /*
2374  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2375  * locality expectations.
2376  */
2377 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2378 {
2379 #ifdef CONFIG_NUMA
2380         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2381                 return 0;
2382 #endif
2383         return 1;
2384 }
2385
2386 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2387 static int count_free(struct page *page)
2388 {
2389         return page->objects - page->inuse;
2390 }
2391
2392 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2393 {
2394         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2395 }
2396 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2397
2398 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2399 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2400                                         int (*get_count)(struct page *))
2401 {
2402         unsigned long flags;
2403         unsigned long x = 0;
2404         struct page *page;
2405
2406         raw_spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2407         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2408                 x += get_count(page);
2409         raw_spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2410         return x;
2411 }
2412 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2413
2414 static noinline void
2415 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2416 {
2417 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2418         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2419                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2420         int node;
2421         struct kmem_cache_node *n;
2422
2423         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2424                 return;
2425
2426         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2427                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2428         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, default order: %d, min order: %d\n",
2429                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2430                 oo_order(s->min));
2431
2432         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2433                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2434                         s->name);
2435
2436         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2437                 unsigned long nr_slabs;
2438                 unsigned long nr_objs;
2439                 unsigned long nr_free;
2440
2441                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2442                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2443                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2444
2445                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2446                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2447         }
2448 #endif
2449 }
2450
2451 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2452                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2453 {
2454         void *freelist;
2455         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2456         struct page *page;
2457
2458         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2459
2460         if (freelist)
2461                 return freelist;
2462
2463         page = new_slab(s, flags, node);
2464         if (page) {
2465                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2466                 if (c->page)
2467                         flush_slab(s, c);
2468
2469                 /*
2470                  * No other reference to the page yet so we can
2471                  * muck around with it freely without cmpxchg
2472                  */
2473                 freelist = page->freelist;
2474                 page->freelist = NULL;
2475
2476                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2477                 c->page = page;
2478                 *pc = c;
2479         } else
2480                 freelist = NULL;
2481
2482         return freelist;
2483 }
2484
2485 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2486 {
2487         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2488                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2489
2490         return true;
2491 }
2492
2493 /*
2494  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2495  * per cpu freelist or deactivate the page.
2496  *
2497  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2498  *
2499  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2500  *
2501  * This function must be called with interrupt disabled.
2502  */
2503 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2504 {
2505         struct page new;
2506         unsigned long counters;
2507         void *freelist;
2508
2509         do {
2510                 freelist = page->freelist;
2511                 counters = page->counters;
2512
2513                 new.counters = counters;
2514                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2515
2516                 new.inuse = page->objects;
2517                 new.frozen = freelist != NULL;
2518
2519         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2520                 freelist, counters,
2521                 NULL, new.counters,
2522                 "get_freelist"));
2523
2524         return freelist;
2525 }
2526
2527 /*
2528  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2529  * debugging duties.
2530  *
2531  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2532  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2533  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2534  *
2535  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2536  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2537  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2538  *
2539  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2540  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2541  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2542  *
2543  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2544  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2545  */
2546 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2547                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c,
2548                           struct list_head *to_free)
2549 {
2550         struct slub_free_list *f;
2551         void *freelist;
2552         struct page *page;
2553
2554         page = c->page;
2555         if (!page)
2556                 goto new_slab;
2557 redo:
2558
2559         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2560                 int searchnode = node;
2561
2562                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2563                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2564
2565                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2566                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2567                         deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2568                         c->page = NULL;
2569                         c->freelist = NULL;
2570                         goto new_slab;
2571                 }
2572         }
2573
2574         /*
2575          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2576          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2577          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2578          */
2579         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2580                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2581                 c->page = NULL;
2582                 c->freelist = NULL;
2583                 goto new_slab;
2584         }
2585
2586         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2587         freelist = c->freelist;
2588         if (freelist)
2589                 goto load_freelist;
2590
2591         freelist = get_freelist(s, page);
2592
2593         if (!freelist) {
2594                 c->page = NULL;
2595                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2596                 goto new_slab;
2597         }
2598
2599         stat(s, ALLOC_REFILL);
2600
2601 load_freelist:
2602         /*
2603          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2604          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2605          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2606          */
2607         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2608         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2609         c->tid = next_tid(c->tid);
2610
2611 out:
2612         f = this_cpu_ptr(&slub_free_list);
2613         raw_spin_lock(&f->lock);
2614         list_splice_init(&f->list, to_free);
2615         raw_spin_unlock(&f->lock);
2616
2617         return freelist;
2618
2619 new_slab:
2620
2621         if (c->partial) {
2622                 page = c->page = c->partial;
2623                 c->partial = page->next;
2624                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2625                 c->freelist = NULL;
2626                 goto redo;
2627         }
2628
2629         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2630
2631         if (unlikely(!freelist)) {
2632                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2633                 return NULL;
2634         }
2635
2636         page = c->page;
2637         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2638                 goto load_freelist;
2639
2640         /* Only entered in the debug case */
2641         if (kmem_cache_debug(s) &&
2642                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2643                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2644
2645         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2646         c->page = NULL;
2647         c->freelist = NULL;
2648         goto out;
2649 }
2650
2651 /*
2652  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2653  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2654  */
2655 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2656                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2657 {
2658         void *p;
2659         unsigned long flags;
2660         LIST_HEAD(tofree);
2661
2662         local_irq_save(flags);
2663 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2664         /*
2665          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2666          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2667          * pointer.
2668          */
2669         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2670 #endif
2671
2672         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c, &tofree);
2673         local_irq_restore(flags);
2674         free_delayed(&tofree);
2675         return p;
2676 }
2677
2678 /*
2679  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2680  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2681  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2682  *
2683  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2684  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2685  *
2686  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2687  */
2688 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2689                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2690 {
2691         void *object;
2692         struct kmem_cache_cpu *c;
2693         struct page *page;
2694         unsigned long tid;
2695
2696         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2697         if (!s)
2698                 return NULL;
2699 redo:
2700         /*
2701          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2702          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2703          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2704          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2705          *
2706          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2707          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2708          * to check if it is matched or not.
2709          */
2710         do {
2711                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2712                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2713         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2714                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2715
2716         /*
2717          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2718          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2719          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2720          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2721          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2722          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2723          */
2724         barrier();
2725
2726         /*
2727          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2728          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2729          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2730          * linked list in between.
2731          */
2732
2733         object = c->freelist;
2734         page = c->page;
2735         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2736                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2737                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2738         } else {
2739                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2740
2741                 /*
2742                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2743                  * operation and if we are on the right processor.
2744                  *
2745                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2746                  * semantics!)
2747                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2748                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2749                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2750                  *
2751                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2752                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2753                  * other cpus.
2754                  */
2755                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2756                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2757                                 object, tid,
2758                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2759
2760                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2761                         goto redo;
2762                 }
2763                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2764                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2765         }
2766
2767         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2768                 memset(object, 0, s->object_size);
2769
2770         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2771
2772         return object;
2773 }
2774
2775 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2776                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2777 {
2778         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2779 }
2780
2781 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2782 {
2783         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2784
2785         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2786                                 s->size, gfpflags);
2787
2788         return ret;
2789 }
2790 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2791
2792 #ifdef CONFIG_TRACING
2793 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2794 {
2795         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2796         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2797         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2798         return ret;
2799 }
2800 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2801 #endif
2802
2803 #ifdef CONFIG_NUMA
2804 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2805 {
2806         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2807
2808         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2809                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2810
2811         return ret;
2812 }
2813 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2814
2815 #ifdef CONFIG_TRACING
2816 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2817                                     gfp_t gfpflags,
2818                                     int node, size_t size)
2819 {
2820         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2821
2822         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2823                            size, s->size, gfpflags, node);
2824
2825         kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
2826         return ret;
2827 }
2828 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2829 #endif
2830 #endif
2831
2832 /*
2833  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2834  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2835  *
2836  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2837  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2838  * handling required then we can return immediately.
2839  */
2840 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2841                         void *head, void *tail, int cnt,
2842                         unsigned long addr)
2843
2844 {
2845         void *prior;
2846         int was_frozen;
2847         struct page new;
2848         unsigned long counters;
2849         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2850         unsigned long uninitialized_var(flags);
2851
2852         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2853
2854         if (kmem_cache_debug(s) &&
2855             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2856                 return;
2857
2858         do {
2859                 if (unlikely(n)) {
2860                         raw_spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2861                         n = NULL;
2862                 }
2863                 prior = page->freelist;
2864                 counters = page->counters;
2865                 set_freepointer(s, tail, prior);
2866                 new.counters = counters;
2867                 was_frozen = new.frozen;
2868                 new.inuse -= cnt;
2869                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2870
2871                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2872
2873                                 /*
2874                                  * Slab was on no list before and will be
2875                                  * partially empty
2876                                  * We can defer the list move and instead
2877                                  * freeze it.
2878                                  */
2879                                 new.frozen = 1;
2880
2881                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2882
2883                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2884                                 /*
2885                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2886                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2887                                  * drop the list_lock without any processing.
2888                                  *
2889                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2890                                  * other processors updating the list of slabs.
2891                                  */
2892                                 raw_spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2893
2894                         }
2895                 }
2896
2897         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2898                 prior, counters,
2899                 head, new.counters,
2900                 "__slab_free"));
2901
2902         if (likely(!n)) {
2903
2904                 /*
2905                  * If we just froze the page then put it onto the
2906                  * per cpu partial list.
2907                  */
2908                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2909                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2910                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2911                 }
2912                 /*
2913                  * The list lock was not taken therefore no list
2914                  * activity can be necessary.
2915                  */
2916                 if (was_frozen)
2917                         stat(s, FREE_FROZEN);
2918                 return;
2919         }
2920
2921         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2922                 goto slab_empty;
2923
2924         /*
2925          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2926          * then add it.
2927          */
2928         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2929                 if (kmem_cache_debug(s))
2930                         remove_full(s, n, page);
2931                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2932                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2933         }
2934         raw_spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2935         return;
2936
2937 slab_empty:
2938         if (prior) {
2939                 /*
2940                  * Slab on the partial list.
2941                  */
2942                 remove_partial(n, page);
2943                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2944         } else {
2945                 /* Slab must be on the full list */
2946                 remove_full(s, n, page);
2947         }
2948
2949         raw_spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2950         stat(s, FREE_SLAB);
2951         discard_slab(s, page);
2952 }
2953
2954 /*
2955  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2956  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2957  *
2958  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2959  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2960  * the item before.
2961  *
2962  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2963  * with all sorts of special processing.
2964  *
2965  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2966  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2967  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2968  */
2969 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
2970                                 struct page *page, void *head, void *tail,
2971                                 int cnt, unsigned long addr)
2972 {
2973         void *tail_obj = tail ? : head;
2974         struct kmem_cache_cpu *c;
2975         unsigned long tid;
2976 redo:
2977         /*
2978          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2979          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2980          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2981          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2982          */
2983         do {
2984                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2985                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2986         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2987                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2988
2989         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2990         barrier();
2991
2992         if (likely(page == c->page)) {
2993                 set_freepointer(s, tail_obj, c->freelist);
2994
2995                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2996                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2997                                 c->freelist, tid,
2998                                 head, next_tid(tid)))) {
2999
3000                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
3001                         goto redo;
3002                 }
3003                 stat(s, FREE_FASTPATH);
3004         } else
3005                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
3006
3007 }
3008
3009 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3010                                       void *head, void *tail, int cnt,
3011                                       unsigned long addr)
3012 {
3013         slab_free_freelist_hook(s, head, tail);
3014         /*
3015          * slab_free_freelist_hook() could have put the items into quarantine.
3016          * If so, no need to free them.
3017          */
3018         if (s->flags & SLAB_KASAN && !(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3019                 return;
3020         do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
3021 }
3022
3023 #ifdef CONFIG_KASAN
3024 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3025 {
3026         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3027 }
3028 #endif
3029
3030 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3031 {
3032         s = cache_from_obj(s, x);
3033         if (!s)
3034                 return;
3035         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3036         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
3037 }
3038 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3039
3040 struct detached_freelist {
3041         struct page *page;
3042         void *tail;
3043         void *freelist;
3044         int cnt;
3045         struct kmem_cache *s;
3046 };
3047
3048 /*
3049  * This function progressively scans the array with free objects (with
3050  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3051  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3052  * page/objects.  This can happen without any need for
3053  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3054  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3055  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3056  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3057  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3058  * to performance reasons.
3059  */
3060 static inline
3061 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3062                             void **p, struct detached_freelist *df)
3063 {
3064         size_t first_skipped_index = 0;
3065         int lookahead = 3;
3066         void *object;
3067         struct page *page;
3068
3069         /* Always re-init detached_freelist */
3070         df->page = NULL;
3071
3072         do {
3073                 object = p[--size];
3074                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3075         } while (!object && size);
3076
3077         if (!object)
3078                 return 0;
3079
3080         page = virt_to_head_page(object);
3081         if (!s) {
3082                 /* Handle kalloc'ed objects */
3083                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3084                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3085                         kfree_hook(object);
3086                         __free_pages(page, compound_order(page));
3087                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3088                         return size;
3089                 }
3090                 /* Derive kmem_cache from object */
3091                 df->s = page->slab_cache;
3092         } else {
3093                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3094         }
3095
3096         /* Start new detached freelist */
3097         df->page = page;
3098         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3099         df->tail = object;
3100         df->freelist = object;
3101         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3102         df->cnt = 1;
3103
3104         while (size) {
3105                 object = p[--size];
3106                 if (!object)
3107                         continue; /* Skip processed objects */
3108
3109                 /* df->page is always set at this point */
3110                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3111                         /* Opportunity build freelist */
3112                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3113                         df->freelist = object;
3114                         df->cnt++;
3115                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3116
3117                         continue;
3118                 }
3119
3120                 /* Limit look ahead search */
3121                 if (!--lookahead)
3122                         break;
3123
3124                 if (!first_skipped_index)
3125                         first_skipped_index = size + 1;
3126         }
3127
3128         return first_skipped_index;
3129 }
3130
3131 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3132 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3133 {
3134         if (WARN_ON(!size))
3135                 return;
3136
3137         do {
3138                 struct detached_freelist df;
3139
3140                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3141                 if (unlikely(!df.page))
3142                         continue;
3143
3144                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
3145         } while (likely(size));
3146 }
3147 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3148
3149 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3150 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3151                           void **p)
3152 {
3153         struct kmem_cache_cpu *c;
3154         LIST_HEAD(to_free);
3155         int i;
3156
3157         /* memcg and kmem_cache debug support */
3158         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3159         if (unlikely(!s))
3160                 return false;
3161         /*
3162          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3163          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3164          * handlers invoking normal fastpath.
3165          */
3166         local_irq_disable();
3167         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3168
3169         for (i = 0; i < size; i++) {
3170                 void *object = c->freelist;
3171
3172                 if (unlikely(!object)) {
3173                         /*
3174                          * Invoking slow path likely have side-effect
3175                          * of re-populating per CPU c->freelist
3176                          */
3177                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3178                                             _RET_IP_, c, &to_free);
3179                         if (unlikely(!p[i]))
3180                                 goto error;
3181
3182                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3183                         continue; /* goto for-loop */
3184                 }
3185                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3186                 p[i] = object;
3187         }
3188         c->tid = next_tid(c->tid);
3189         local_irq_enable();
3190         free_delayed(&to_free);
3191
3192         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3193         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO)) {
3194                 int j;
3195
3196                 for (j = 0; j < i; j++)
3197                         memset(p[j], 0, s->object_size);
3198         }
3199
3200         /* memcg and kmem_cache debug support */
3201         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3202         return i;
3203 error:
3204         local_irq_enable();
3205         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3206         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3207         return 0;
3208 }
3209 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3210
3211
3212 /*
3213  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3214  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3215  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3216  * another.
3217  *
3218  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3219  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3220  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3221  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3222  * locking overhead.
3223  */
3224
3225 /*
3226  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3227  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3228  * and increases the number of allocations possible without having to
3229  * take the list_lock.
3230  */
3231 static int slub_min_order;
3232 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3233 static int slub_min_objects;
3234
3235 /*
3236  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3237  *
3238  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3239  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3240  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3241  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3242  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3243  * would be wasted.
3244  *
3245  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3246  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3247  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3248  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3249  *
3250  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3251  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3252  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3253  * of space in favor of a small page order.
3254  *
3255  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3256  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3257  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3258  * the smallest order which will fit the object.
3259  */
3260 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
3261                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
3262 {
3263         int order;
3264         int rem;
3265         int min_order = slub_min_order;
3266
3267         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3268                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3269
3270         for (order = max(min_order, get_order(min_objects * size + reserved));
3271                         order <= max_order; order++) {
3272
3273                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
3274
3275                 rem = (slab_size - reserved) % size;
3276
3277                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3278                         break;
3279         }
3280
3281         return order;
3282 }
3283
3284 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
3285 {
3286         int order;
3287         int min_objects;
3288         int fraction;
3289         int max_objects;
3290
3291         /*
3292          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3293          * works by first attempting to generate a layout with
3294          * the best configuration and backing off gradually.
3295          *
3296          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3297          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3298          */
3299         min_objects = slub_min_objects;
3300         if (!min_objects)
3301                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3302         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
3303         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3304
3305         while (min_objects > 1) {
3306                 fraction = 16;
3307                 while (fraction >= 4) {
3308                         order = slab_order(size, min_objects,
3309                                         slub_max_order, fraction, reserved);
3310                         if (order <= slub_max_order)
3311                                 return order;
3312                         fraction /= 2;
3313                 }
3314                 min_objects--;
3315         }
3316
3317         /*
3318          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3319          * lets see if we can place a single object there.
3320          */
3321         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
3322         if (order <= slub_max_order)
3323                 return order;
3324
3325         /*
3326          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3327          */
3328         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
3329         if (order < MAX_ORDER)
3330                 return order;
3331         return -ENOSYS;
3332 }
3333
3334 static void
3335 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3336 {
3337         n->nr_partial = 0;
3338         raw_spin_lock_init(&n->list_lock);
3339         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3340 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3341         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3342         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3343         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3344 #endif
3345 }
3346
3347 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3348 {
3349         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3350                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3351
3352         /*
3353          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3354          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3355          */
3356         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3357                                      2 * sizeof(void *));
3358
3359         if (!s->cpu_slab)
3360                 return 0;
3361
3362         init_kmem_cache_cpus(s);
3363
3364         return 1;
3365 }
3366
3367 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3368
3369 /*
3370  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3371  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3372  * possible.
3373  *
3374  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3375  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3376  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3377  */
3378 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3379 {
3380         struct page *page;
3381         struct kmem_cache_node *n;
3382
3383         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3384
3385         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3386
3387         BUG_ON(!page);
3388         if (page_to_nid(page) != node) {
3389                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3390                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3391         }
3392
3393         n = page->freelist;
3394         BUG_ON(!n);
3395         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3396         page->inuse = 1;
3397         page->frozen = 0;
3398         kmem_cache_node->node[node] = n;
3399 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3400         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3401         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3402 #endif
3403         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node),
3404                       GFP_KERNEL);
3405         init_kmem_cache_node(n);
3406         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3407
3408         /*
3409          * No locks need to be taken here as it has just been
3410          * initialized and there is no concurrent access.
3411          */
3412         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3413 }
3414
3415 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3416 {
3417         int node;
3418         struct kmem_cache_node *n;
3419
3420         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3421                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3422                 s->node[node] = NULL;
3423         }
3424 }
3425
3426 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3427 {
3428         cache_random_seq_destroy(s);
3429         free_percpu(s->cpu_slab);
3430         free_kmem_cache_nodes(s);
3431 }
3432
3433 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3434 {
3435         int node;
3436
3437         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3438                 struct kmem_cache_node *n;
3439
3440                 if (slab_state == DOWN) {
3441                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3442                         continue;
3443                 }
3444                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3445                                                 GFP_KERNEL, node);
3446
3447                 if (!n) {
3448                         free_kmem_cache_nodes(s);
3449                         return 0;
3450                 }
3451
3452                 s->node[node] = n;
3453                 init_kmem_cache_node(n);
3454         }
3455         return 1;
3456 }
3457
3458 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3459 {
3460         if (min < MIN_PARTIAL)
3461                 min = MIN_PARTIAL;
3462         else if (min > MAX_PARTIAL)
3463                 min = MAX_PARTIAL;
3464         s->min_partial = min;
3465 }
3466
3467 /*
3468  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3469  * a slab object.
3470  */
3471 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3472 {
3473         unsigned long flags = s->flags;
3474         size_t size = s->object_size;
3475         int order;
3476
3477         /*
3478          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3479          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3480          * the possible location of the free pointer.
3481          */
3482         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3483
3484 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3485         /*
3486          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3487          * the slab may touch the object after free or before allocation
3488          * then we should never poison the object itself.
3489          */
3490         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
3491                         !s->ctor)
3492                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3493         else
3494                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3495
3496
3497         /*
3498          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3499          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3500          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3501          */
3502         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3503                 size += sizeof(void *);
3504 #endif
3505
3506         /*
3507          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3508          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3509          */
3510         s->inuse = size;
3511
3512         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3513                 s->ctor)) {
3514                 /*
3515                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3516                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3517                  * kmem_cache_free.
3518                  *
3519                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3520                  * destructor or are poisoning the objects.
3521                  */
3522                 s->offset = size;
3523                 size += sizeof(void *);
3524         }
3525
3526 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3527         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3528                 /*
3529                  * Need to store information about allocs and frees after
3530                  * the object.
3531                  */
3532                 size += 2 * sizeof(struct track);
3533 #endif
3534
3535         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3536 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3537         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3538                 /*
3539                  * Add some empty padding so that we can catch
3540                  * overwrites from earlier objects rather than let
3541                  * tracking information or the free pointer be
3542                  * corrupted if a user writes before the start
3543                  * of the object.
3544                  */
3545                 size += sizeof(void *);
3546
3547                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3548                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3549                 size += s->red_left_pad;
3550         }
3551 #endif
3552
3553         /*
3554          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3555          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3556          * each object to conform to the alignment.
3557          */
3558         size = ALIGN(size, s->align);
3559         s->size = size;
3560         if (forced_order >= 0)
3561                 order = forced_order;
3562         else
3563                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3564
3565         if (order < 0)
3566                 return 0;
3567
3568         s->allocflags = 0;
3569         if (order)
3570                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3571
3572         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3573                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3574
3575         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3576                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3577
3578         /*
3579          * Determine the number of objects per slab
3580          */
3581         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3582         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3583         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3584                 s->max = s->oo;
3585
3586         return !!oo_objects(s->oo);
3587 }
3588
3589 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3590 {
3591         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3592         s->reserved = 0;
3593
3594         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3595                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3596
3597         if (!calculate_sizes(s, -1))
3598                 goto error;
3599         if (disable_higher_order_debug) {
3600                 /*
3601                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3602                  * order increased.
3603                  */
3604                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3605                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3606                         s->offset = 0;
3607                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3608                                 goto error;
3609                 }
3610         }
3611
3612 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3613     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3614         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3615                 /* Enable fast mode */
3616                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3617 #endif
3618
3619         /*
3620          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3621          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3622          */
3623         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3624
3625         /*
3626          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3627          * per cpu partial lists of a processor.
3628          *
3629          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3630          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3631          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3632          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3633          *
3634          * This setting also determines
3635          *
3636          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3637          *    per node list when we reach the limit.
3638          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3639          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3640          *    50% to keep some capacity around for frees.
3641          */
3642         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3643                 s->cpu_partial = 0;
3644         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3645                 s->cpu_partial = 2;
3646         else if (s->size >= 1024)
3647                 s->cpu_partial = 6;
3648         else if (s->size >= 256)
3649                 s->cpu_partial = 13;
3650         else
3651                 s->cpu_partial = 30;
3652
3653 #ifdef CONFIG_NUMA
3654         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3655 #endif
3656
3657         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3658         if (slab_state >= UP) {
3659                 if (init_cache_random_seq(s))
3660                         goto error;
3661         }
3662
3663         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3664                 goto error;
3665
3666         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3667                 return 0;
3668
3669         free_kmem_cache_nodes(s);
3670 error:
3671         if (flags & SLAB_PANIC)
3672                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3673                       s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3674                       oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3675         return -EINVAL;
3676 }
3677
3678 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3679                                                         const char *text)
3680 {
3681 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3682 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT_BASE
3683         /* XXX move out of irq-off section */
3684         slab_err(s, page, text, s->name);
3685 #else
3686         void *addr = page_address(page);
3687         void *p;
3688         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3689                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3690         if (!map)
3691                 return;
3692         slab_err(s, page, text, s->name);
3693         slab_lock(page);
3694
3695         get_map(s, page, map);
3696         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3697
3698                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3699                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3700                         print_tracking(s, p);
3701                 }
3702         }
3703         slab_unlock(page);
3704         kfree(map);
3705 #endif
3706 #endif
3707 }
3708
3709 /*
3710  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3711  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3712  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3713  */
3714 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3715 {
3716         LIST_HEAD(discard);
3717         struct page *page, *h;
3718
3719         BUG_ON(irqs_disabled());
3720         raw_spin_lock_irq(&n->list_lock);
3721         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3722                 if (!page->inuse) {
3723                         remove_partial(n, page);
3724                         list_add(&page->lru, &discard);
3725                 } else {
3726                         list_slab_objects(s, page,
3727                         "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3728                 }
3729         }
3730         raw_spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3731
3732         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, lru)
3733                 discard_slab(s, page);
3734 }
3735
3736 /*
3737  * Release all resources used by a slab cache.
3738  */
3739 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3740 {
3741         int node;
3742         struct kmem_cache_node *n;
3743
3744         flush_all(s);
3745         /* Attempt to free all objects */
3746         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3747                 free_partial(s, n);
3748                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3749                         return 1;
3750         }
3751         return 0;
3752 }
3753
3754 /********************************************************************
3755  *              Kmalloc subsystem
3756  *******************************************************************/
3757
3758 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3759 {
3760         get_option(&str, &slub_min_order);
3761
3762         return 1;
3763 }
3764
3765 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3766
3767 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3768 {
3769         get_option(&str, &slub_max_order);
3770         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3771
3772         return 1;
3773 }
3774
3775 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3776
3777 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3778 {
3779         get_option(&str, &slub_min_objects);
3780
3781         return 1;
3782 }
3783
3784 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3785
3786 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3787 {
3788         struct kmem_cache *s;
3789         void *ret;
3790
3791         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3792                 return kmalloc_large(size, flags);
3793
3794         s = kmalloc_slab(size, flags);
3795
3796         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3797                 return s;
3798
3799         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3800
3801         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3802
3803         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3804
3805         return ret;
3806 }
3807 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3808
3809 #ifdef CONFIG_NUMA
3810 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3811 {
3812         struct page *page;
3813         void *ptr = NULL;
3814
3815         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3816         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3817         if (page)
3818                 ptr = page_address(page);
3819
3820         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3821         return ptr;
3822 }
3823
3824 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3825 {
3826         struct kmem_cache *s;
3827         void *ret;
3828
3829         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3830                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3831
3832                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3833                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3834                                    flags, node);
3835
3836                 return ret;
3837         }
3838
3839         s = kmalloc_slab(size, flags);
3840
3841         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3842                 return s;
3843
3844         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3845
3846         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3847
3848         kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
3849
3850         return ret;
3851 }
3852 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3853 #endif
3854
3855 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
3856 /*
3857  * Rejects objects that are incorrectly sized.
3858  *
3859  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
3860  * to indicate an error.
3861  */
3862 const char *__check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n,
3863                                 struct page *page)
3864 {
3865         struct kmem_cache *s;
3866         unsigned long offset;
3867         size_t object_size;
3868
3869         /* Find object and usable object size. */
3870         s = page->slab_cache;
3871         object_size = slab_ksize(s);
3872
3873         /* Reject impossible pointers. */
3874         if (ptr < page_address(page))
3875                 return s->name;
3876
3877         /* Find offset within object. */
3878         offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
3879
3880         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
3881         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3882                 if (offset < s->red_left_pad)
3883                         return s->name;
3884                 offset -= s->red_left_pad;
3885         }
3886
3887         /* Allow address range falling entirely within object size. */
3888         if (offset <= object_size && n <= object_size - offset)
3889                 return NULL;
3890
3891         return s->name;
3892 }
3893 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
3894
3895 static size_t __ksize(const void *object)
3896 {
3897         struct page *page;
3898
3899         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3900                 return 0;
3901
3902         page = virt_to_head_page(object);
3903
3904         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3905                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3906                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3907         }
3908
3909         return slab_ksize(page->slab_cache);
3910 }
3911
3912 size_t ksize(const void *object)
3913 {
3914         size_t size = __ksize(object);
3915         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3916          * so we need to unpoison this area.
3917          */
3918         kasan_unpoison_shadow(object, size);
3919         return size;
3920 }
3921 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3922
3923 void kfree(const void *x)
3924 {
3925         struct page *page;
3926         void *object = (void *)x;
3927
3928         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3929
3930         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3931                 return;
3932
3933         page = virt_to_head_page(x);
3934         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3935                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3936                 kfree_hook(x);
3937                 __free_pages(page, compound_order(page));
3938                 return;
3939         }
3940         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3941 }
3942 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3943
3944 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3945
3946 /*
3947  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3948  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3949  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3950  *
3951  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3952  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3953  * are freed in them.
3954  */
3955 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s, bool deactivate)
3956 {
3957         int node;
3958         int i;
3959         struct kmem_cache_node *n;
3960         struct page *page;
3961         struct page *t;
3962         struct list_head discard;
3963         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3964         unsigned long flags;
3965         int ret = 0;
3966
3967         if (deactivate) {
3968                 /*
3969                  * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
3970                  * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
3971                  */
3972                 s->cpu_partial = 0;
3973                 s->min_partial = 0;
3974
3975                 /*
3976                  * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial),
3977                  * so we have to make sure the change is visible.
3978                  */
3979                 synchronize_sched();
3980         }
3981
3982         flush_all(s);
3983         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3984                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3985                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3986                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3987
3988                 raw_spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3989
3990                 /*
3991                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3992                  *
3993                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3994                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3995                  */
3996                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3997                         int free = page->objects - page->inuse;
3998
3999                         /* Do not reread page->inuse */
4000                         barrier();
4001
4002                         /* We do not keep full slabs on the list */
4003                         BUG_ON(free <= 0);
4004
4005                         if (free == page->objects) {
4006                                 list_move(&page->lru, &discard);
4007                                 n->nr_partial--;
4008                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4009                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
4010                 }
4011
4012                 /*
4013                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4014                  * partial list.
4015                  */
4016                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4017                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4018
4019                 raw_spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4020
4021                 /* Release empty slabs */
4022                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
4023                         discard_slab(s, page);
4024
4025                 if (slabs_node(s, node))
4026                         ret = 1;
4027         }
4028
4029         return ret;
4030 }
4031
4032 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4033 {
4034         struct kmem_cache *s;
4035
4036         mutex_lock(&slab_mutex);
4037         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4038                 __kmem_cache_shrink(s, false);
4039         mutex_unlock(&slab_mutex);
4040
4041         return 0;
4042 }
4043
4044 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4045 {
4046         struct kmem_cache_node *n;
4047         struct kmem_cache *s;
4048         struct memory_notify *marg = arg;
4049         int offline_node;
4050
4051         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4052
4053         /*
4054          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4055          * for it yet.
4056          */
4057         if (offline_node < 0)
4058                 return;
4059
4060         mutex_lock(&slab_mutex);
4061         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4062                 n = get_node(s, offline_node);
4063                 if (n) {
4064                         /*
4065                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
4066                          * that is going down. We were unable to free them,
4067                          * and offline_pages() function shouldn't call this
4068                          * callback. So, we must fail.
4069                          */
4070                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
4071
4072                         s->node[offline_node] = NULL;
4073                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4074                 }
4075         }
4076         mutex_unlock(&slab_mutex);
4077 }
4078
4079 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4080 {
4081         struct kmem_cache_node *n;
4082         struct kmem_cache *s;
4083         struct memory_notify *marg = arg;
4084         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4085         int ret = 0;
4086
4087         /*
4088          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4089          * already created. Nothing to do.
4090          */
4091         if (nid < 0)
4092                 return 0;
4093
4094         /*
4095          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4096          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4097          * online.
4098          */
4099         mutex_lock(&slab_mutex);
4100         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4101                 /*
4102                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4103                  *      since memory is not yet available from the node that
4104                  *      is brought up.
4105                  */
4106                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4107                 if (!n) {
4108                         ret = -ENOMEM;
4109                         goto out;
4110                 }
4111                 init_kmem_cache_node(n);
4112                 s->node[nid] = n;
4113         }
4114 out:
4115         mutex_unlock(&slab_mutex);
4116         return ret;
4117 }
4118
4119 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4120                                 unsigned long action, void *arg)
4121 {
4122         int ret = 0;
4123
4124         switch (action) {
4125         case MEM_GOING_ONLINE:
4126                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4127                 break;
4128         case MEM_GOING_OFFLINE:
4129                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4130                 break;
4131         case MEM_OFFLINE:
4132         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4133                 slab_mem_offline_callback(arg);
4134                 break;
4135         case MEM_ONLINE:
4136         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4137                 break;
4138         }
4139         if (ret)
4140                 ret = notifier_from_errno(ret);
4141         else
4142                 ret = NOTIFY_OK;
4143         return ret;
4144 }
4145
4146 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4147         .notifier_call = slab_memory_callback,
4148         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4149 };
4150
4151 /********************************************************************
4152  *                      Basic setup of slabs
4153  *******************************************************************/
4154
4155 /*
4156  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4157  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4158  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4159  */
4160
4161 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4162 {
4163         int node;
4164         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4165         struct kmem_cache_node *n;
4166
4167         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4168
4169         /*
4170          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4171          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4172          * IPIs around.
4173          */
4174         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4175         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4176                 struct page *p;
4177
4178                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
4179                         p->slab_cache = s;
4180
4181 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4182                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
4183                         p->slab_cache = s;
4184 #endif
4185         }
4186         slab_init_memcg_params(s);
4187         list_add(&s->list, &slab_caches);
4188         return s;
4189 }
4190
4191 void __init kmem_cache_init(void)
4192 {
4193         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4194                 boot_kmem_cache_node;
4195         int cpu;
4196
4197         for_each_possible_cpu(cpu) {
4198                 raw_spin_lock_init(&per_cpu(slub_free_list, cpu).lock);
4199                 INIT_LIST_HEAD(&per_cpu(slub_free_list, cpu).list);
4200         }
4201
4202         if (debug_guardpage_minorder())
4203                 slub_max_order = 0;
4204
4205         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4206         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4207
4208         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4209                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
4210
4211         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4212
4213         /* Able to allocate the per node structures */
4214         slab_state = PARTIAL;
4215
4216         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4217                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4218                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4219                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
4220
4221         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4222
4223         /*
4224          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
4225          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
4226          * update any list pointers.
4227          */
4228         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4229
4230         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4231         setup_kmalloc_cache_index_table();
4232         create_kmalloc_caches(0);
4233
4234         /* Setup random freelists for each cache */
4235         init_freelist_randomization();
4236
4237         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4238                                   slub_cpu_dead);
4239
4240         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d, CPUs=%d, Nodes=%d\n",
4241                 cache_line_size(),
4242                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4243                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4244 }
4245
4246 void __init kmem_cache_init_late(void)
4247 {
4248 }
4249
4250 struct kmem_cache *
4251 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
4252                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
4253 {
4254         struct kmem_cache *s, *c;
4255
4256         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4257         if (s) {
4258                 s->refcount++;
4259
4260                 /*
4261                  * Adjust the object sizes so that we clear
4262                  * the complete object on kzalloc.
4263                  */
4264                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
4265                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4266
4267                 for_each_memcg_cache(c, s) {
4268                         c->object_size = s->object_size;
4269                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
4270                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
4271                 }
4272
4273                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4274                         s->refcount--;
4275                         s = NULL;
4276                 }
4277         }
4278
4279         return s;
4280 }
4281
4282 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
4283 {
4284         int err;
4285
4286         err = kmem_cache_open(s, flags);
4287         if (err)
4288                 return err;
4289
4290         /* Mutex is not taken during early boot */
4291         if (slab_state <= UP)
4292                 return 0;
4293
4294         memcg_propagate_slab_attrs(s);
4295         err = sysfs_slab_add(s);
4296         if (err)
4297                 __kmem_cache_release(s);
4298
4299         return err;
4300 }
4301
4302 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4303 {
4304         struct kmem_cache *s;
4305         void *ret;
4306
4307         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4308                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4309
4310         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4311
4312         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4313                 return s;
4314
4315         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4316
4317         /* Honor the call site pointer we received. */
4318         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4319
4320         return ret;
4321 }
4322
4323 #ifdef CONFIG_NUMA
4324 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4325                                         int node, unsigned long caller)
4326 {
4327         struct kmem_cache *s;
4328         void *ret;
4329
4330         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4331                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4332
4333                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4334                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4335                                    gfpflags, node);
4336
4337                 return ret;
4338         }
4339
4340         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4341
4342         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4343                 return s;
4344
4345         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4346
4347         /* Honor the call site pointer we received. */
4348         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4349
4350         return ret;
4351 }
4352 #endif
4353
4354 #ifdef CONFIG_SYSFS
4355 static int count_inuse(struct page *page)
4356 {
4357         return page->inuse;
4358 }
4359
4360 static int count_total(struct page *page)
4361 {
4362         return page->objects;
4363 }
4364 #endif
4365
4366 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4367 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4368                                                 unsigned long *map)
4369 {
4370         void *p;
4371         void *addr = page_address(page);
4372
4373         if (!check_slab(s, page) ||
4374                         !on_freelist(s, page, NULL))
4375                 return 0;
4376
4377         /* Now we know that a valid freelist exists */
4378         bitmap_zero(map, page->objects);
4379
4380         get_map(s, page, map);
4381         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4382                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4383                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4384                                 return 0;
4385         }
4386
4387         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4388                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4389                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4390                                 return 0;
4391         return 1;
4392 }
4393
4394 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4395                                                 unsigned long *map)
4396 {
4397         slab_lock(page);
4398         validate_slab(s, page, map);
4399         slab_unlock(page);
4400 }
4401
4402 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4403                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4404 {
4405         unsigned long count = 0;
4406         struct page *page;
4407         unsigned long flags;
4408
4409         raw_spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4410
4411         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4412                 validate_slab_slab(s, page, map);
4413                 count++;
4414         }
4415         if (count != n->nr_partial)
4416                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4417                        s->name, count, n->nr_partial);
4418
4419         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4420                 goto out;
4421
4422         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4423                 validate_slab_slab(s, page, map);
4424                 count++;
4425         }
4426         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4427                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4428                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4429
4430 out:
4431         raw_spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4432         return count;
4433 }
4434
4435 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4436 {
4437         int node;
4438         unsigned long count = 0;
4439         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4440                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4441         struct kmem_cache_node *n;
4442
4443         if (!map)
4444                 return -ENOMEM;
4445
4446         flush_all(s);
4447         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4448                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4449         kfree(map);
4450         return count;
4451 }
4452 /*
4453  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4454  * and freed.
4455  */
4456
4457 struct location {
4458         unsigned long count;
4459         unsigned long addr;
4460         long long sum_time;
4461         long min_time;
4462         long max_time;
4463         long min_pid;
4464         long max_pid;
4465         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4466         nodemask_t nodes;
4467 };
4468
4469 struct loc_track {
4470         unsigned long max;
4471         unsigned long count;
4472         struct location *loc;
4473 };
4474
4475 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4476 {
4477         if (t->max)
4478                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4479                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4480 }
4481
4482 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4483 {
4484         struct location *l;
4485         int order;
4486
4487         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4488
4489         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4490         if (!l)
4491                 return 0;
4492
4493         if (t->count) {
4494                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4495                 free_loc_track(t);
4496         }
4497         t->max = max;
4498         t->loc = l;
4499         return 1;
4500 }
4501
4502 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4503                                 const struct track *track)
4504 {
4505         long start, end, pos;
4506         struct location *l;
4507         unsigned long caddr;
4508         unsigned long age = jiffies - track->when;
4509
4510         start = -1;
4511         end = t->count;
4512
4513         for ( ; ; ) {
4514                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4515
4516                 /*
4517                  * There is nothing at "end". If we end up there
4518                  * we need to add something to before end.
4519                  */
4520                 if (pos == end)
4521                         break;
4522
4523                 caddr = t->loc[pos].addr;
4524                 if (track->addr == caddr) {
4525
4526                         l = &t->loc[pos];
4527                         l->count++;
4528                         if (track->when) {
4529                                 l->sum_time += age;
4530                                 if (age < l->min_time)
4531                                         l->min_time = age;
4532                                 if (age > l->max_time)
4533                                         l->max_time = age;
4534
4535                                 if (track->pid < l->min_pid)
4536                                         l->min_pid = track->pid;
4537                                 if (track->pid > l->max_pid)
4538                                         l->max_pid = track->pid;
4539
4540                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4541                                                 to_cpumask(l->cpus));
4542                         }
4543                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4544                         return 1;
4545                 }
4546
4547                 if (track->addr < caddr)
4548                         end = pos;
4549                 else
4550                         start = pos;
4551         }
4552
4553         /*
4554          * Not found. Insert new tracking element.
4555          */
4556         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4557                 return 0;
4558
4559         l = t->loc + pos;
4560         if (pos < t->count)
4561                 memmove(l + 1, l,
4562                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4563         t->count++;
4564         l->count = 1;
4565         l->addr = track->addr;
4566         l->sum_time = age;
4567         l->min_time = age;
4568         l->max_time = age;
4569         l->min_pid = track->pid;
4570         l->max_pid = track->pid;
4571         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4572         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4573         nodes_clear(l->nodes);
4574         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4575         return 1;
4576 }
4577
4578 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4579                 struct page *page, enum track_item alloc,
4580                 unsigned long *map)
4581 {
4582         void *addr = page_address(page);
4583         void *p;
4584
4585         bitmap_zero(map, page->objects);
4586         get_map(s, page, map);
4587
4588         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4589                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4590                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4591 }
4592
4593 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4594                                         enum track_item alloc)
4595 {
4596         int len = 0;
4597         unsigned long i;
4598         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4599         int node;
4600         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4601                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4602         struct kmem_cache_node *n;
4603
4604         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4605                                      GFP_TEMPORARY)) {
4606                 kfree(map);
4607                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4608         }
4609         /* Push back cpu slabs */
4610         flush_all(s);
4611
4612         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4613                 unsigned long flags;
4614                 struct page *page;
4615
4616                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4617                         continue;
4618
4619                 raw_spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4620                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4621                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4622                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4623                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4624                 raw_spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4625         }
4626
4627         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4628                 struct location *l = &t.loc[i];
4629
4630                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4631                         break;
4632                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4633
4634                 if (l->addr)
4635                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4636                 else
4637                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4638
4639                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4640                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4641                                 l->min_time,
4642                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4643                                 l->max_time);
4644                 } else
4645                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4646                                 l->min_time);
4647
4648                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4649                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4650                                 l->min_pid, l->max_pid);
4651                 else
4652                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4653                                 l->min_pid);
4654
4655                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4656                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4657                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4658                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4659                                          " cpus=%*pbl",
4660                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4661
4662                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4663                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4664                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4665                                          " nodes=%*pbl",
4666                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4667
4668                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4669         }
4670
4671         free_loc_track(&t);
4672         kfree(map);
4673         if (!t.count)
4674                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4675         return len;
4676 }
4677 #endif
4678
4679 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4680 static void __init resiliency_test(void)
4681 {
4682         u8 *p;
4683
4684         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4685
4686         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4687         pr_err("-----------------------\n");
4688         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4689
4690         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4691         p[16] = 0x12;
4692         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4693                p + 16);
4694
4695         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4696
4697         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4698         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4699         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4700         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4701                p);
4702         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4703
4704         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4705         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4706         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4707         *p = 0x56;
4708         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4709                p);
4710         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4711         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4712
4713         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4714         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4715         kfree(p);
4716         *p = 0x78;
4717         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4718         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4719
4720         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4721         kfree(p);
4722         p[50] = 0x9a;
4723         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4724         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4725
4726         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4727         kfree(p);
4728         p[512] = 0xab;
4729         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4730         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4731 }
4732 #else
4733 #ifdef CONFIG_SYSFS
4734 static void resiliency_test(void) {};
4735 #endif
4736 #endif
4737
4738 #ifdef CONFIG_SYSFS
4739 enum slab_stat_type {
4740         SL_ALL,                 /* All slabs */
4741         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4742         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4743         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4744         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4745 };
4746
4747 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4748 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4749 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4750 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4751 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4752
4753 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4754                             char *buf, unsigned long flags)
4755 {
4756         unsigned long total = 0;
4757         int node;
4758         int x;
4759         unsigned long *nodes;
4760
4761         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4762         if (!nodes)
4763                 return -ENOMEM;
4764
4765         if (flags & SO_CPU) {
4766                 int cpu;
4767
4768                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4769                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4770                                                                cpu);
4771                         int node;
4772                         struct page *page;
4773
4774                         page = READ_ONCE(c->page);
4775                         if (!page)
4776                                 continue;
4777
4778                         node = page_to_nid(page);
4779                         if (flags & SO_TOTAL)
4780                                 x = page->objects;
4781                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4782                                 x = page->inuse;
4783                         else
4784                                 x = 1;
4785
4786                         total += x;
4787                         nodes[node] += x;
4788
4789                         page = READ_ONCE(c->partial);
4790                         if (page) {
4791                                 node = page_to_nid(page);
4792                                 if (flags & SO_TOTAL)
4793                                         WARN_ON_ONCE(1);
4794                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4795                                         WARN_ON_ONCE(1);
4796                                 else
4797                                         x = page->pages;
4798                                 total += x;
4799                                 nodes[node] += x;
4800                         }
4801                 }
4802         }
4803
4804         get_online_mems();
4805 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4806         if (flags & SO_ALL) {
4807                 struct kmem_cache_node *n;
4808
4809                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4810
4811                         if (flags & SO_TOTAL)
4812                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4813                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4814                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4815                                         count_partial(n, count_free);
4816                         else
4817                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4818                         total += x;
4819                         nodes[node] += x;
4820                 }
4821
4822         } else
4823 #endif
4824         if (flags & SO_PARTIAL) {
4825                 struct kmem_cache_node *n;
4826
4827                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4828                         if (flags & SO_TOTAL)
4829                                 x = count_partial(n, count_total);
4830                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4831                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4832                         else
4833                                 x = n->nr_partial;
4834                         total += x;
4835                         nodes[node] += x;
4836                 }
4837         }
4838         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4839 #ifdef CONFIG_NUMA
4840         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4841                 if (nodes[node])
4842                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4843                                         node, nodes[node]);
4844 #endif
4845         put_online_mems();
4846         kfree(nodes);
4847         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4848 }
4849
4850 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4851 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4852 {
4853         int node;
4854         struct kmem_cache_node *n;
4855
4856         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4857                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4858                         return 1;
4859
4860         return 0;
4861 }
4862 #endif
4863
4864 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4865 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4866
4867 struct slab_attribute {
4868         struct attribute attr;
4869         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4870         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4871 };
4872
4873 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4874         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4875         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4876
4877 #define SLAB_ATTR(_name) \
4878         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4879         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4880
4881 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4882 {
4883         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4884 }
4885 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4886
4887 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4888 {
4889         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4890 }
4891 SLAB_ATTR_RO(align);
4892
4893 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4894 {
4895         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4896 }
4897 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4898
4899 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4900 {
4901         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4902 }
4903 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4904
4905 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4906                                 const char *buf, size_t length)
4907 {
4908         unsigned long order;
4909         int err;
4910
4911         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4912         if (err)
4913                 return err;
4914
4915         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4916                 return -EINVAL;
4917
4918         calculate_sizes(s, order);
4919         return length;
4920 }
4921
4922 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4923 {
4924         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4925 }
4926 SLAB_ATTR(order);
4927
4928 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4929 {
4930         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4931 }
4932
4933 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4934                                  size_t length)
4935 {
4936         unsigned long min;
4937         int err;
4938
4939         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4940         if (err)
4941                 return err;
4942
4943         set_min_partial(s, min);
4944         return length;
4945 }
4946 SLAB_ATTR(min_partial);
4947
4948 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4949 {
4950         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4951 }
4952
4953 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4954                                  size_t length)
4955 {
4956         unsigned long objects;
4957         int err;
4958
4959         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4960         if (err)
4961                 return err;
4962         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4963                 return -EINVAL;
4964
4965         s->cpu_partial = objects;
4966         flush_all(s);
4967         return length;
4968 }
4969 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4970
4971 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4972 {
4973         if (!s->ctor)
4974                 return 0;
4975         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4976 }
4977 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4978
4979 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4980 {
4981         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
4982 }
4983 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4984
4985 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4986 {
4987         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4988 }
4989 SLAB_ATTR_RO(partial);
4990
4991 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4992 {
4993         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4994 }
4995 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4996
4997 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4998 {
4999         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5000 }
5001 SLAB_ATTR_RO(objects);
5002
5003 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5004 {
5005         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5006 }
5007 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5008
5009 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5010 {
5011         int objects = 0;
5012         int pages = 0;
5013         int cpu;
5014         int len;
5015
5016         for_each_online_cpu(cpu) {
5017                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
5018
5019                 if (page) {
5020                         pages += page->pages;
5021                         objects += page->pobjects;
5022                 }
5023         }
5024
5025         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
5026
5027 #ifdef CONFIG_SMP
5028         for_each_online_cpu(cpu) {
5029                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
5030
5031                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
5032                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
5033                                 page->pobjects, page->pages);
5034         }
5035 #endif
5036         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5037 }
5038 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5039
5040 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5041 {
5042         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5043 }
5044
5045 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
5046                                 const char *buf, size_t length)
5047 {
5048         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5049         if (buf[0] == '1')
5050                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
5051         return length;
5052 }
5053 SLAB_ATTR(reclaim_account);
5054
5055 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5056 {
5057         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5058 }
5059 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5060
5061 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5062 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5063 {
5064         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5065 }
5066 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5067 #endif
5068
5069 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5070 {
5071         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
5072 }
5073 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5074
5075 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5076 {
5077         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
5078 }
5079 SLAB_ATTR_RO(reserved);
5080
5081 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5082 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5083 {
5084         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5085 }
5086 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5087
5088 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5089 {
5090         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5091 }
5092 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5093
5094 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5095 {
5096         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5097 }
5098
5099 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
5100                                 const char *buf, size_t length)
5101 {
5102         s->flags &= ~SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5103         if (buf[0] == '1') {
5104                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5105                 s->flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
5106         }
5107         return length;
5108 }
5109 SLAB_ATTR(sanity_checks);
5110
5111 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5112 {
5113         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5114 }
5115
5116 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5117                                                         size_t length)
5118 {
5119         /*
5120          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
5121          * as well as cause other issues like converting a mergeable
5122          * cache into an umergeable one.
5123          */
5124         if (s->refcount > 1)
5125                 return -EINVAL;
5126
5127         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
5128         if (buf[0] == '1') {
5129                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5130                 s->flags |= SLAB_TRACE;
5131         }
5132         return length;
5133 }
5134 SLAB_ATTR(trace);
5135
5136 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5137 {
5138         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5139 }
5140
5141 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
5142                                 const char *buf, size_t length)
5143 {
5144         if (any_slab_objects(s))
5145                 return -EBUSY;
5146
5147         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
5148         if (buf[0] == '1') {
5149                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
5150         }
5151         calculate_sizes(s, -1);
5152         return length;
5153 }
5154 SLAB_ATTR(red_zone);
5155
5156 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5157 {
5158         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5159 }
5160
5161 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
5162                                 const char *buf, size_t length)
5163 {
5164         if (any_slab_objects(s))
5165                 return -EBUSY;
5166
5167         s->flags &= ~SLAB_POISON;
5168         if (buf[0] == '1') {
5169                 s->flags |= SLAB_POISON;
5170         }
5171         calculate_sizes(s, -1);
5172         return length;
5173 }
5174 SLAB_ATTR(poison);
5175
5176 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5177 {
5178         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5179 }
5180
5181 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
5182                                 const char *buf, size_t length)
5183 {
5184         if (any_slab_objects(s))
5185                 return -EBUSY;
5186
5187         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
5188         if (buf[0] == '1') {
5189                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
5190                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
5191         }
5192         calculate_sizes(s, -1);
5193         return length;
5194 }
5195 SLAB_ATTR(store_user);
5196
5197 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5198 {
5199         return 0;
5200 }
5201
5202 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5203                         const char *buf, size_t length)
5204 {
5205         int ret = -EINVAL;
5206
5207         if (buf[0] == '1') {
5208                 ret = validate_slab_cache(s);
5209                 if (ret >= 0)
5210                         ret = length;
5211         }
5212         return ret;
5213 }
5214 SLAB_ATTR(validate);
5215
5216 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5217 {
5218         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5219                 return -ENOSYS;
5220         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5221 }
5222 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5223
5224 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5225 {
5226         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5227                 return -ENOSYS;
5228         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5229 }
5230 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5231 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5232
5233 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5234 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5235 {
5236         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5237 }
5238
5239 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5240                                                         size_t length)
5241 {
5242         if (s->refcount > 1)
5243                 return -EINVAL;
5244
5245         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
5246         if (buf[0] == '1')
5247                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
5248         return length;
5249 }
5250 SLAB_ATTR(failslab);
5251 #endif
5252
5253 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5254 {
5255         return 0;
5256 }
5257
5258 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5259                         const char *buf, size_t length)
5260 {
5261         if (buf[0] == '1')
5262                 kmem_cache_shrink(s);
5263         else
5264                 return -EINVAL;
5265         return length;
5266 }
5267 SLAB_ATTR(shrink);
5268
5269 #ifdef CONFIG_NUMA
5270 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5271 {
5272         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5273 }
5274
5275 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5276                                 const char *buf, size_t length)
5277 {
5278         unsigned long ratio;
5279         int err;
5280
5281         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
5282         if (err)
5283                 return err;
5284
5285         if (ratio <= 100)
5286                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5287
5288         return length;
5289 }
5290 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5291 #endif
5292
5293 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5294 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5295 {
5296         unsigned long sum  = 0;
5297         int cpu;
5298         int len;
5299         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5300
5301         if (!data)
5302                 return -ENOMEM;
5303
5304         for_each_online_cpu(cpu) {
5305                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5306
5307                 data[cpu] = x;
5308                 sum += x;
5309         }
5310
5311         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5312
5313 #ifdef CONFIG_SMP
5314         for_each_online_cpu(cpu) {
5315                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5316                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5317         }
5318 #endif
5319         kfree(data);
5320         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5321 }
5322
5323 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5324 {
5325         int cpu;
5326
5327         for_each_online_cpu(cpu)
5328                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5329 }
5330
5331 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5332 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5333 {                                                               \
5334         return show_stat(s, buf, si);                           \
5335 }                                                               \
5336 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5337                                 const char *buf, size_t length) \
5338 {                                                               \
5339         if (buf[0] != '0')                                      \
5340                 return -EINVAL;                                 \
5341         clear_stat(s, si);                                      \
5342         return length;                                          \
5343 }                                                               \
5344 SLAB_ATTR(text);                                                \
5345
5346 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5347 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5348 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5349 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5350 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5351 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5352 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5353 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5354 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5355 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5356 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5357 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5358 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5359 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5360 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5361 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5362 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5363 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5364 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5365 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5366 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5367 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5368 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5369 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5370 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5371 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5372 #endif
5373
5374 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5375         &slab_size_attr.attr,
5376         &object_size_attr.attr,
5377         &objs_per_slab_attr.attr,
5378         &order_attr.attr,
5379         &min_partial_attr.attr,
5380         &cpu_partial_attr.attr,
5381         &objects_attr.attr,
5382         &objects_partial_attr.attr,
5383         &partial_attr.attr,
5384         &cpu_slabs_attr.attr,
5385         &ctor_attr.attr,
5386         &aliases_attr.attr,
5387         &align_attr.attr,
5388         &hwcache_align_attr.attr,
5389         &reclaim_account_attr.attr,
5390         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5391         &shrink_attr.attr,
5392         &reserved_attr.attr,
5393         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5394 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5395         &total_objects_attr.attr,
5396         &slabs_attr.attr,
5397         &sanity_checks_attr.attr,
5398         &trace_attr.attr,
5399         &red_zone_attr.attr,
5400         &poison_attr.attr,
5401         &store_user_attr.attr,
5402         &validate_attr.attr,
5403         &alloc_calls_attr.attr,
5404         &free_calls_attr.attr,
5405 #endif
5406 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5407         &cache_dma_attr.attr,
5408 #endif
5409 #ifdef CONFIG_NUMA
5410         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5411 #endif
5412 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5413         &alloc_fastpath_attr.attr,
5414         &alloc_slowpath_attr.attr,
5415         &free_fastpath_attr.attr,
5416         &free_slowpath_attr.attr,
5417         &free_frozen_attr.attr,
5418         &free_add_partial_attr.attr,
5419         &free_remove_partial_attr.attr,
5420         &alloc_from_partial_attr.attr,
5421         &alloc_slab_attr.attr,
5422         &alloc_refill_attr.attr,
5423         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5424         &free_slab_attr.attr,
5425         &cpuslab_flush_attr.attr,
5426         &deactivate_full_attr.attr,
5427         &deactivate_empty_attr.attr,
5428         &deactivate_to_head_attr.attr,
5429         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5430         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5431         &deactivate_bypass_attr.attr,
5432         &order_fallback_attr.attr,
5433         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5434         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5435         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5436         &cpu_partial_free_attr.attr,
5437         &cpu_partial_node_attr.attr,
5438         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5439 #endif
5440 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5441         &failslab_attr.attr,
5442 #endif
5443
5444         NULL
5445 };
5446
5447 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5448         .attrs = slab_attrs,
5449 };
5450
5451 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5452                                 struct attribute *attr,
5453                                 char *buf)
5454 {
5455         struct slab_attribute *attribute;
5456         struct kmem_cache *s;
5457         int err;
5458
5459         attribute = to_slab_attr(attr);
5460         s = to_slab(kobj);
5461
5462         if (!attribute->show)
5463                 return -EIO;
5464
5465         err = attribute->show(s, buf);
5466
5467         return err;
5468 }
5469
5470 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5471                                 struct attribute *attr,
5472                                 const char *buf, size_t len)
5473 {
5474         struct slab_attribute *attribute;
5475         struct kmem_cache *s;
5476         int err;
5477
5478         attribute = to_slab_attr(attr);
5479         s = to_slab(kobj);
5480
5481         if (!attribute->store)
5482                 return -EIO;
5483
5484         err = attribute->store(s, buf, len);
5485 #ifdef CONFIG_MEMCG
5486         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5487                 struct kmem_cache *c;
5488
5489                 mutex_lock(&slab_mutex);
5490                 if (s->max_attr_size < len)
5491                         s->max_attr_size = len;
5492
5493                 /*
5494                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5495                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5496                  * basically because not all attributes will have a well
5497                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5498                  * have permanent effects.
5499                  *
5500                  * Returning the error value of any of the children that fail
5501                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5502                  * error code won't be able to know anything about the state of
5503                  * the cache.
5504                  *
5505                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5506                  * has well defined semantics. The cache being written to
5507                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5508                  * through the descendants with best-effort propagation.
5509                  */
5510                 for_each_memcg_cache(c, s)
5511                         attribute->store(c, buf, len);
5512                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5513         }
5514 #endif
5515         return err;
5516 }
5517
5518 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5519 {
5520 #ifdef CONFIG_MEMCG
5521         int i;
5522         char *buffer = NULL;
5523         struct kmem_cache *root_cache;
5524
5525         if (is_root_cache(s))
5526                 return;
5527
5528         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5529
5530         /*
5531          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5532          * in copying default values around
5533          */
5534         if (!root_cache->max_attr_size)
5535                 return;
5536
5537         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5538                 char mbuf[64];
5539                 char *buf;
5540                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5541
5542                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5543                         continue;
5544
5545                 /*
5546                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5547                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5548                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5549                  *
5550                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5551                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5552                  * theoretically happen.
5553                  */
5554                 if (buffer)
5555                         buf = buffer;
5556                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5557                         buf = mbuf;
5558                 else {
5559                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5560                         if (WARN_ON(!buffer))
5561                                 continue;
5562                         buf = buffer;
5563                 }
5564
5565                 attr->show(root_cache, buf);
5566                 attr->store(s, buf, strlen(buf));
5567         }
5568
5569         if (buffer)
5570                 free_page((unsigned long)buffer);
5571 #endif
5572 }
5573
5574 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5575 {
5576         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5577 }
5578
5579 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5580         .show = slab_attr_show,
5581         .store = slab_attr_store,
5582 };
5583
5584 static struct kobj_type slab_ktype = {
5585         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5586         .release = kmem_cache_release,
5587 };
5588
5589 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5590 {
5591         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5592
5593         if (ktype == &slab_ktype)
5594                 return 1;
5595         return 0;
5596 }
5597
5598 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5599         .filter = uevent_filter,
5600 };
5601
5602 static struct kset *slab_kset;
5603
5604 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5605 {
5606 #ifdef CONFIG_MEMCG
5607         if (!is_root_cache(s))
5608                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5609 #endif
5610         return slab_kset;
5611 }
5612
5613 #define ID_STR_LENGTH 64
5614
5615 /* Create a unique string id for a slab cache:
5616  *
5617  * Format       :[flags-]size
5618  */
5619 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5620 {
5621         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5622         char *p = name;
5623
5624         BUG_ON(!name);
5625
5626         *p++ = ':';
5627         /*
5628          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5629          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5630          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5631          * are matched during merging to guarantee that the id is
5632          * unique.
5633          */
5634         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5635                 *p++ = 'd';
5636         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5637                 *p++ = 'a';
5638         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5639                 *p++ = 'F';
5640         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5641                 *p++ = 't';
5642         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5643                 *p++ = 'A';
5644         if (p != name + 1)
5645                 *p++ = '-';
5646         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5647
5648         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5649         return name;
5650 }
5651
5652 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5653 {
5654         int err;
5655         const char *name;
5656         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5657
5658         if (unmergeable) {
5659                 /*
5660                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5661                  * This is typically the case for debug situations. In that
5662                  * case we can catch duplicate names easily.
5663                  */
5664                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5665                 name = s->name;
5666         } else {
5667                 /*
5668                  * Create a unique name for the slab as a target
5669                  * for the symlinks.
5670                  */
5671                 name = create_unique_id(s);
5672         }
5673
5674         s->kobj.kset = cache_kset(s);
5675         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5676         if (err)
5677                 goto out;
5678
5679         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5680         if (err)
5681                 goto out_del_kobj;
5682
5683 #ifdef CONFIG_MEMCG
5684         if (is_root_cache(s)) {
5685                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5686                 if (!s->memcg_kset) {
5687                         err = -ENOMEM;
5688                         goto out_del_kobj;
5689                 }
5690         }
5691 #endif
5692
5693         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5694         if (!unmergeable) {
5695                 /* Setup first alias */
5696                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5697         }
5698 out:
5699         if (!unmergeable)
5700                 kfree(name);
5701         return err;
5702 out_del_kobj:
5703         kobject_del(&s->kobj);
5704         goto out;
5705 }
5706
5707 void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5708 {
5709         if (slab_state < FULL)
5710                 /*
5711                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5712                  * cache from sysfs.
5713                  */
5714                 return;
5715
5716 #ifdef CONFIG_MEMCG
5717         kset_unregister(s->memcg_kset);
5718 #endif
5719         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5720         kobject_del(&s->kobj);
5721         kobject_put(&s->kobj);
5722 }
5723
5724 /*
5725  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5726  * available lest we lose that information.
5727  */
5728 struct saved_alias {
5729         struct kmem_cache *s;
5730         const char *name;
5731         struct saved_alias *next;
5732 };
5733
5734 static struct saved_alias *alias_list;
5735
5736 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5737 {
5738         struct saved_alias *al;
5739
5740         if (slab_state == FULL) {
5741                 /*
5742                  * If we have a leftover link then remove it.
5743                  */
5744                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5745                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5746         }
5747
5748         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5749         if (!al)
5750                 return -ENOMEM;
5751
5752         al->s = s;
5753         al->name = name;
5754         al->next = alias_list;
5755         alias_list = al;
5756         return 0;
5757 }
5758
5759 static int __init slab_sysfs_init(void)
5760 {
5761         struct kmem_cache *s;
5762         int err;
5763
5764         mutex_lock(&slab_mutex);
5765
5766         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5767         if (!slab_kset) {
5768                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5769                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5770                 return -ENOSYS;
5771         }
5772
5773         slab_state = FULL;
5774
5775         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5776                 err = sysfs_slab_add(s);
5777                 if (err)
5778                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5779                                s->name);
5780         }
5781
5782         while (alias_list) {
5783                 struct saved_alias *al = alias_list;
5784
5785                 alias_list = alias_list->next;
5786                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5787                 if (err)
5788                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5789                                al->name);
5790                 kfree(al);
5791         }
5792
5793         mutex_unlock(&slab_mutex);
5794         resiliency_test();
5795         return 0;
5796 }
5797
5798 __initcall(slab_sysfs_init);
5799 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5800
5801 /*
5802  * The /proc/slabinfo ABI
5803  */
5804 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5805 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5806 {
5807         unsigned long nr_slabs = 0;
5808         unsigned long nr_objs = 0;
5809         unsigned long nr_free = 0;
5810         int node;
5811         struct kmem_cache_node *n;
5812
5813         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5814                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5815                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5816                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5817         }
5818
5819         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5820         sinfo->num_objs = nr_objs;
5821         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5822         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5823         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5824         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5825 }
5826
5827 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5828 {
5829 }
5830
5831 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5832                        size_t count, loff_t *ppos)
5833 {
5834         return -EIO;
5835 }
5836 #endif /* CONFIG_SLABINFO */