These changes are the raw update to linux-4.4.6-rt14. Kernel sources
[kvmfornfv.git] / kernel / 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 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
128 {
129 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
130         return !kmem_cache_debug(s);
131 #else
132         return false;
133 #endif
134 }
135
136 /*
137  * Issues still to be resolved:
138  *
139  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
140  *
141  * - Variable sizing of the per node arrays
142  */
143
144 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
145 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
146
147 /* Enable to log cmpxchg failures */
148 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
149
150 /*
151  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
152  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
153  */
154 #define MIN_PARTIAL 5
155
156 /*
157  * Maximum number of desirable partial slabs.
158  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
159  * sort the partial list by the number of objects in use.
160  */
161 #define MAX_PARTIAL 10
162
163 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
164                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
165
166 /*
167  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
168  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
169  * metadata.
170  */
171 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
172
173 #define OO_SHIFT        16
174 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
175 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
176
177 /* Internal SLUB flags */
178 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
179 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
180
181 #ifdef CONFIG_SMP
182 static struct notifier_block slab_notifier;
183 #endif
184
185 /*
186  * Tracking user of a slab.
187  */
188 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
189 struct track {
190         unsigned long addr;     /* Called from address */
191 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
192         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
193 #endif
194         int cpu;                /* Was running on cpu */
195         int pid;                /* Pid context */
196         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
197 };
198
199 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
200
201 #ifdef CONFIG_SYSFS
202 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
203 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
204 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
205 #else
206 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
207 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
208                                                         { return 0; }
209 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
210 #endif
211
212 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
213 {
214 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
215         /*
216          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
217          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
218          */
219         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
220 #endif
221 }
222
223 /********************************************************************
224  *                      Core slab cache functions
225  *******************************************************************/
226
227 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
228 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
229                                 struct page *page, const void *object)
230 {
231         void *base;
232
233         if (!object)
234                 return 1;
235
236         base = page_address(page);
237         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
238                 (object - base) % s->size) {
239                 return 0;
240         }
241
242         return 1;
243 }
244
245 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
246 {
247         return *(void **)(object + s->offset);
248 }
249
250 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
251 {
252         prefetch(object + s->offset);
253 }
254
255 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
256 {
257         void *p;
258
259 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
260         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
261 #else
262         p = get_freepointer(s, object);
263 #endif
264         return p;
265 }
266
267 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
268 {
269         *(void **)(object + s->offset) = fp;
270 }
271
272 /* Loop over all objects in a slab */
273 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
274         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
275                         __p += (__s)->size)
276
277 #define for_each_object_idx(__p, __idx, __s, __addr, __objects) \
278         for (__p = (__addr), __idx = 1; __idx <= __objects;\
279                         __p += (__s)->size, __idx++)
280
281 /* Determine object index from a given position */
282 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
283 {
284         return (p - addr) / s->size;
285 }
286
287 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
288 {
289 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
290         /*
291          * Debugging requires use of the padding between object
292          * and whatever may come after it.
293          */
294         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
295                 return s->object_size;
296
297 #endif
298         /*
299          * If we have the need to store the freelist pointer
300          * back there or track user information then we can
301          * only use the space before that information.
302          */
303         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
304                 return s->inuse;
305         /*
306          * Else we can use all the padding etc for the allocation
307          */
308         return s->size;
309 }
310
311 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
312 {
313         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
314 }
315
316 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
317                 unsigned long size, int reserved)
318 {
319         struct kmem_cache_order_objects x = {
320                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
321         };
322
323         return x;
324 }
325
326 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
327 {
328         return x.x >> OO_SHIFT;
329 }
330
331 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
332 {
333         return x.x & OO_MASK;
334 }
335
336 /*
337  * Per slab locking using the pagelock
338  */
339 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
340 {
341         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
342 }
343
344 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
345 {
346         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
347 }
348
349 static inline void set_page_slub_counters(struct page *page, unsigned long counters_new)
350 {
351         struct page tmp;
352         tmp.counters = counters_new;
353         /*
354          * page->counters can cover frozen/inuse/objects as well
355          * as page->_count.  If we assign to ->counters directly
356          * we run the risk of losing updates to page->_count, so
357          * be careful and only assign to the fields we need.
358          */
359         page->frozen  = tmp.frozen;
360         page->inuse   = tmp.inuse;
361         page->objects = tmp.objects;
362 }
363
364 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
365 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
366                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
367                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
368                 const char *n)
369 {
370         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
371 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
372     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
373         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
374                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
375                                    freelist_old, counters_old,
376                                    freelist_new, counters_new))
377                         return true;
378         } else
379 #endif
380         {
381                 slab_lock(page);
382                 if (page->freelist == freelist_old &&
383                                         page->counters == counters_old) {
384                         page->freelist = freelist_new;
385                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
386                         slab_unlock(page);
387                         return true;
388                 }
389                 slab_unlock(page);
390         }
391
392         cpu_relax();
393         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
394
395 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
396         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
397 #endif
398
399         return false;
400 }
401
402 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
403                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
404                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
405                 const char *n)
406 {
407 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
408     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
409         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
410                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
411                                    freelist_old, counters_old,
412                                    freelist_new, counters_new))
413                         return true;
414         } else
415 #endif
416         {
417                 unsigned long flags;
418
419                 local_irq_save(flags);
420                 slab_lock(page);
421                 if (page->freelist == freelist_old &&
422                                         page->counters == counters_old) {
423                         page->freelist = freelist_new;
424                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
425                         slab_unlock(page);
426                         local_irq_restore(flags);
427                         return true;
428                 }
429                 slab_unlock(page);
430                 local_irq_restore(flags);
431         }
432
433         cpu_relax();
434         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
435
436 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
437         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
438 #endif
439
440         return false;
441 }
442
443 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
444 /*
445  * Determine a map of object in use on a page.
446  *
447  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
448  * not vanish from under us.
449  */
450 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
451 {
452         void *p;
453         void *addr = page_address(page);
454
455         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
456                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
457 }
458
459 /*
460  * Debug settings:
461  */
462 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
463 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
464 #elif defined(CONFIG_KASAN)
465 static int slub_debug = SLAB_STORE_USER;
466 #else
467 static int slub_debug;
468 #endif
469
470 static char *slub_debug_slabs;
471 static int disable_higher_order_debug;
472
473 /*
474  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
475  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
476  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
477  * to tell kasan that these accesses are OK.
478  */
479 static inline void metadata_access_enable(void)
480 {
481         kasan_disable_current();
482 }
483
484 static inline void metadata_access_disable(void)
485 {
486         kasan_enable_current();
487 }
488
489 /*
490  * Object debugging
491  */
492 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
493 {
494         metadata_access_enable();
495         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
496                         length, 1);
497         metadata_access_disable();
498 }
499
500 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
501         enum track_item alloc)
502 {
503         struct track *p;
504
505         if (s->offset)
506                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
507         else
508                 p = object + s->inuse;
509
510         return p + alloc;
511 }
512
513 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
514                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
515 {
516         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
517
518         if (addr) {
519 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
520                 struct stack_trace trace;
521                 int i;
522
523                 trace.nr_entries = 0;
524                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
525                 trace.entries = p->addrs;
526                 trace.skip = 3;
527                 metadata_access_enable();
528                 save_stack_trace(&trace);
529                 metadata_access_disable();
530
531                 /* See rant in lockdep.c */
532                 if (trace.nr_entries != 0 &&
533                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
534                         trace.nr_entries--;
535
536                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
537                         p->addrs[i] = 0;
538 #endif
539                 p->addr = addr;
540                 p->cpu = smp_processor_id();
541                 p->pid = current->pid;
542                 p->when = jiffies;
543         } else
544                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
545 }
546
547 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
548 {
549         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
550                 return;
551
552         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
553         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
554 }
555
556 static void print_track(const char *s, struct track *t)
557 {
558         if (!t->addr)
559                 return;
560
561         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
562                s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
563 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
564         {
565                 int i;
566                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
567                         if (t->addrs[i])
568                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
569                         else
570                                 break;
571         }
572 #endif
573 }
574
575 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
576 {
577         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
578                 return;
579
580         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
581         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
582 }
583
584 static void print_page_info(struct page *page)
585 {
586         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
587                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
588
589 }
590
591 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
592 {
593         struct va_format vaf;
594         va_list args;
595
596         va_start(args, fmt);
597         vaf.fmt = fmt;
598         vaf.va = &args;
599         pr_err("=============================================================================\n");
600         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
601         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
602
603         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
604         va_end(args);
605 }
606
607 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
608 {
609         struct va_format vaf;
610         va_list args;
611
612         va_start(args, fmt);
613         vaf.fmt = fmt;
614         vaf.va = &args;
615         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
616         va_end(args);
617 }
618
619 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
620 {
621         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
622         u8 *addr = page_address(page);
623
624         print_tracking(s, p);
625
626         print_page_info(page);
627
628         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
629                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
630
631         if (p > addr + 16)
632                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
633
634         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
635                                 PAGE_SIZE));
636         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
637                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
638                         s->inuse - s->object_size);
639
640         if (s->offset)
641                 off = s->offset + sizeof(void *);
642         else
643                 off = s->inuse;
644
645         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
646                 off += 2 * sizeof(struct track);
647
648         if (off != s->size)
649                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
650                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
651
652         dump_stack();
653 }
654
655 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
656                         u8 *object, char *reason)
657 {
658         slab_bug(s, "%s", reason);
659         print_trailer(s, page, object);
660 }
661
662 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
663                         const char *fmt, ...)
664 {
665         va_list args;
666         char buf[100];
667
668         va_start(args, fmt);
669         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
670         va_end(args);
671         slab_bug(s, "%s", buf);
672         print_page_info(page);
673         dump_stack();
674 }
675
676 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
677 {
678         u8 *p = object;
679
680         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
681                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
682                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
683         }
684
685         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
686                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
687 }
688
689 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
690                                                 void *from, void *to)
691 {
692         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
693         memset(from, data, to - from);
694 }
695
696 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
697                         u8 *object, char *what,
698                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
699 {
700         u8 *fault;
701         u8 *end;
702
703         metadata_access_enable();
704         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
705         metadata_access_disable();
706         if (!fault)
707                 return 1;
708
709         end = start + bytes;
710         while (end > fault && end[-1] == value)
711                 end--;
712
713         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
714         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
715                                         fault, end - 1, fault[0], value);
716         print_trailer(s, page, object);
717
718         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
719         return 0;
720 }
721
722 /*
723  * Object layout:
724  *
725  * object address
726  *      Bytes of the object to be managed.
727  *      If the freepointer may overlay the object then the free
728  *      pointer is the first word of the object.
729  *
730  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
731  *      0xa5 (POISON_END)
732  *
733  * object + s->object_size
734  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
735  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
736  *      object_size == inuse.
737  *
738  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
739  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
740  *
741  * object + s->inuse
742  *      Meta data starts here.
743  *
744  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
745  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
746  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
747  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
748  *              before the word boundary.
749  *
750  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
751  *
752  * object + s->size
753  *      Nothing is used beyond s->size.
754  *
755  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
756  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
757  * may be used with merged slabcaches.
758  */
759
760 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
761 {
762         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
763
764         if (s->offset)
765                 /* Freepointer is placed after the object. */
766                 off += sizeof(void *);
767
768         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
769                 /* We also have user information there */
770                 off += 2 * sizeof(struct track);
771
772         if (s->size == off)
773                 return 1;
774
775         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
776                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
777 }
778
779 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
780 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
781 {
782         u8 *start;
783         u8 *fault;
784         u8 *end;
785         int length;
786         int remainder;
787
788         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
789                 return 1;
790
791         start = page_address(page);
792         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
793         end = start + length;
794         remainder = length % s->size;
795         if (!remainder)
796                 return 1;
797
798         metadata_access_enable();
799         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
800         metadata_access_disable();
801         if (!fault)
802                 return 1;
803         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
804                 end--;
805
806         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
807         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
808
809         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
810         return 0;
811 }
812
813 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
814                                         void *object, u8 val)
815 {
816         u8 *p = object;
817         u8 *endobject = object + s->object_size;
818
819         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
820                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
821                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
822                         return 0;
823         } else {
824                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
825                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
826                                 endobject, POISON_INUSE,
827                                 s->inuse - s->object_size);
828                 }
829         }
830
831         if (s->flags & SLAB_POISON) {
832                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
833                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
834                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
835                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
836                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
837                         return 0;
838                 /*
839                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
840                  */
841                 check_pad_bytes(s, page, p);
842         }
843
844         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
845                 /*
846                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
847                  * freepointer while object is allocated.
848                  */
849                 return 1;
850
851         /* Check free pointer validity */
852         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
853                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
854                 /*
855                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
856                  * of the free objects in this slab. May cause
857                  * another error because the object count is now wrong.
858                  */
859                 set_freepointer(s, p, NULL);
860                 return 0;
861         }
862         return 1;
863 }
864
865 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
866 {
867         int maxobj;
868
869         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
870
871         if (!PageSlab(page)) {
872                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
873                 return 0;
874         }
875
876         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
877         if (page->objects > maxobj) {
878                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
879                         page->objects, maxobj);
880                 return 0;
881         }
882         if (page->inuse > page->objects) {
883                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
884                         page->inuse, page->objects);
885                 return 0;
886         }
887         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
888         slab_pad_check(s, page);
889         return 1;
890 }
891
892 /*
893  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
894  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
895  */
896 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
897 {
898         int nr = 0;
899         void *fp;
900         void *object = NULL;
901         int max_objects;
902
903         fp = page->freelist;
904         while (fp && nr <= page->objects) {
905                 if (fp == search)
906                         return 1;
907                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
908                         if (object) {
909                                 object_err(s, page, object,
910                                         "Freechain corrupt");
911                                 set_freepointer(s, object, NULL);
912                         } else {
913                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
914                                 page->freelist = NULL;
915                                 page->inuse = page->objects;
916                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
917                                 return 0;
918                         }
919                         break;
920                 }
921                 object = fp;
922                 fp = get_freepointer(s, object);
923                 nr++;
924         }
925
926         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
927         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
928                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
929
930         if (page->objects != max_objects) {
931                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
932                         "should be %d", page->objects, max_objects);
933                 page->objects = max_objects;
934                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
935         }
936         if (page->inuse != page->objects - nr) {
937                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
938                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
939                 page->inuse = page->objects - nr;
940                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
941         }
942         return search == NULL;
943 }
944
945 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
946                                                                 int alloc)
947 {
948         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
949                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
950                         s->name,
951                         alloc ? "alloc" : "free",
952                         object, page->inuse,
953                         page->freelist);
954
955                 if (!alloc)
956                         print_section("Object ", (void *)object,
957                                         s->object_size);
958
959                 dump_stack();
960         }
961 }
962
963 /*
964  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
965  */
966 static void add_full(struct kmem_cache *s,
967         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
968 {
969         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
970                 return;
971
972         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
973         list_add(&page->lru, &n->full);
974 }
975
976 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
977 {
978         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
979                 return;
980
981         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
982         list_del(&page->lru);
983 }
984
985 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
986 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
987 {
988         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
989
990         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
991 }
992
993 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
994 {
995         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
996 }
997
998 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
999 {
1000         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1001
1002         /*
1003          * May be called early in order to allocate a slab for the
1004          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1005          * dilemma by deferring the increment of the count during
1006          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1007          */
1008         if (likely(n)) {
1009                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1010                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1011         }
1012 }
1013 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1014 {
1015         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1016
1017         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1018         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1019 }
1020
1021 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1022 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1023                                                                 void *object)
1024 {
1025         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1026                 return;
1027
1028         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1029         init_tracking(s, object);
1030 }
1031
1032 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1033                                         struct page *page,
1034                                         void *object, unsigned long addr)
1035 {
1036         if (!check_slab(s, page))
1037                 goto bad;
1038
1039         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1040                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1041                 goto bad;
1042         }
1043
1044         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1045                 goto bad;
1046
1047         /* Success perform special debug activities for allocs */
1048         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1049                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1050         trace(s, page, object, 1);
1051         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1052         return 1;
1053
1054 bad:
1055         if (PageSlab(page)) {
1056                 /*
1057                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1058                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1059                  * as used avoids touching the remaining objects.
1060                  */
1061                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1062                 page->inuse = page->objects;
1063                 page->freelist = NULL;
1064         }
1065         return 0;
1066 }
1067
1068 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1069 static noinline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1070         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1071         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1072         unsigned long addr, unsigned long *flags)
1073 {
1074         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1075         void *object = head;
1076         int cnt = 0;
1077
1078         raw_spin_lock_irqsave(&n->list_lock, *flags);
1079         slab_lock(page);
1080
1081         if (!check_slab(s, page))
1082                 goto fail;
1083
1084 next_object:
1085         cnt++;
1086
1087         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1088                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1089                 goto fail;
1090         }
1091
1092         if (on_freelist(s, page, object)) {
1093                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1094                 goto fail;
1095         }
1096
1097         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1098                 goto out;
1099
1100         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1101                 if (!PageSlab(page)) {
1102                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1103                                 "outside of slab", object);
1104                 } else if (!page->slab_cache) {
1105                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1106                                object);
1107                         dump_stack();
1108                 } else
1109                         object_err(s, page, object,
1110                                         "page slab pointer corrupt.");
1111                 goto fail;
1112         }
1113
1114         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1115                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1116         trace(s, page, object, 0);
1117         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1118         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1119
1120         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1121         if (object != tail) {
1122                 object = get_freepointer(s, object);
1123                 goto next_object;
1124         }
1125 out:
1126         if (cnt != bulk_cnt)
1127                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1128                          bulk_cnt, cnt);
1129
1130         slab_unlock(page);
1131         /*
1132          * Keep node_lock to preserve integrity
1133          * until the object is actually freed
1134          */
1135         return n;
1136
1137 fail:
1138         slab_unlock(page);
1139         raw_spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, *flags);
1140         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1141         return NULL;
1142 }
1143
1144 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1145 {
1146         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1147         if (*str++ != '=' || !*str)
1148                 /*
1149                  * No options specified. Switch on full debugging.
1150                  */
1151                 goto out;
1152
1153         if (*str == ',')
1154                 /*
1155                  * No options but restriction on slabs. This means full
1156                  * debugging for slabs matching a pattern.
1157                  */
1158                 goto check_slabs;
1159
1160         slub_debug = 0;
1161         if (*str == '-')
1162                 /*
1163                  * Switch off all debugging measures.
1164                  */
1165                 goto out;
1166
1167         /*
1168          * Determine which debug features should be switched on
1169          */
1170         for (; *str && *str != ','; str++) {
1171                 switch (tolower(*str)) {
1172                 case 'f':
1173                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1174                         break;
1175                 case 'z':
1176                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1177                         break;
1178                 case 'p':
1179                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1180                         break;
1181                 case 'u':
1182                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1183                         break;
1184                 case 't':
1185                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1186                         break;
1187                 case 'a':
1188                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1189                         break;
1190                 case 'o':
1191                         /*
1192                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1193                          * order would increase as a result.
1194                          */
1195                         disable_higher_order_debug = 1;
1196                         break;
1197                 default:
1198                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1199                                *str);
1200                 }
1201         }
1202
1203 check_slabs:
1204         if (*str == ',')
1205                 slub_debug_slabs = str + 1;
1206 out:
1207         return 1;
1208 }
1209
1210 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1211
1212 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1213         unsigned long flags, const char *name,
1214         void (*ctor)(void *))
1215 {
1216         /*
1217          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1218          */
1219         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1220                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1221                 flags |= slub_debug;
1222
1223         return flags;
1224 }
1225 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1226 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1227                         struct page *page, void *object) {}
1228
1229 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1230         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1231
1232 static inline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1233         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1234         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1235         unsigned long addr, unsigned long *flags) { return NULL; }
1236
1237 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1238                         { return 1; }
1239 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1240                         void *object, u8 val) { return 1; }
1241 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1242                                         struct page *page) {}
1243 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1244                                         struct page *page) {}
1245 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1246         unsigned long flags, const char *name,
1247         void (*ctor)(void *))
1248 {
1249         return flags;
1250 }
1251 #define slub_debug 0
1252
1253 #define disable_higher_order_debug 0
1254
1255 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1256                                                         { return 0; }
1257 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1258                                                         { return 0; }
1259 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1260                                                         int objects) {}
1261 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1262                                                         int objects) {}
1263
1264 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1265
1266 struct slub_free_list {
1267         raw_spinlock_t          lock;
1268         struct list_head        list;
1269 };
1270 static DEFINE_PER_CPU(struct slub_free_list, slub_free_list);
1271
1272 /*
1273  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1274  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1275  */
1276 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1277 {
1278         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1279         kasan_kmalloc_large(ptr, size);
1280 }
1281
1282 static inline void kfree_hook(const void *x)
1283 {
1284         kmemleak_free(x);
1285         kasan_kfree_large(x);
1286 }
1287
1288 static inline struct kmem_cache *slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
1289                                                      gfp_t flags)
1290 {
1291         flags &= gfp_allowed_mask;
1292         lockdep_trace_alloc(flags);
1293         might_sleep_if(gfpflags_allow_blocking(flags));
1294
1295         if (should_failslab(s->object_size, flags, s->flags))
1296                 return NULL;
1297
1298         return memcg_kmem_get_cache(s, flags);
1299 }
1300
1301 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1302                                         size_t size, void **p)
1303 {
1304         size_t i;
1305
1306         flags &= gfp_allowed_mask;
1307         for (i = 0; i < size; i++) {
1308                 void *object = p[i];
1309
1310                 kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
1311                 kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1,
1312                                          s->flags, flags);
1313                 kasan_slab_alloc(s, object);
1314         }
1315         memcg_kmem_put_cache(s);
1316 }
1317
1318 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1319 {
1320         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1321
1322         /*
1323          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1324          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1325          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1326          */
1327 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
1328         {
1329                 unsigned long flags;
1330
1331                 local_irq_save(flags);
1332                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
1333                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1334                 local_irq_restore(flags);
1335         }
1336 #endif
1337         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1338                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1339
1340         kasan_slab_free(s, x);
1341 }
1342
1343 static inline void slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1344                                            void *head, void *tail)
1345 {
1346 /*
1347  * Compiler cannot detect this function can be removed if slab_free_hook()
1348  * evaluates to nothing.  Thus, catch all relevant config debug options here.
1349  */
1350 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) ||                \
1351         defined(CONFIG_LOCKDEP) ||              \
1352         defined(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK) ||       \
1353         defined(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_FREE) ||   \
1354         defined(CONFIG_KASAN)
1355
1356         void *object = head;
1357         void *tail_obj = tail ? : head;
1358
1359         do {
1360                 slab_free_hook(s, object);
1361         } while ((object != tail_obj) &&
1362                  (object = get_freepointer(s, object)));
1363 #endif
1364 }
1365
1366 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1367                                 void *object)
1368 {
1369         setup_object_debug(s, page, object);
1370         if (unlikely(s->ctor)) {
1371                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1372                 s->ctor(object);
1373                 kasan_poison_object_data(s, object);
1374         }
1375 }
1376
1377 /*
1378  * Slab allocation and freeing
1379  */
1380 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1381                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1382 {
1383         struct page *page;
1384         int order = oo_order(oo);
1385
1386         flags |= __GFP_NOTRACK;
1387
1388         if (node == NUMA_NO_NODE)
1389                 page = alloc_pages(flags, order);
1390         else
1391                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1392
1393         if (page && memcg_charge_slab(page, flags, order, s)) {
1394                 __free_pages(page, order);
1395                 page = NULL;
1396         }
1397
1398         return page;
1399 }
1400
1401 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1402 {
1403         struct page *page;
1404         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1405         gfp_t alloc_gfp;
1406         void *start, *p;
1407         int idx, order;
1408         bool enableirqs = false;
1409
1410         flags &= gfp_allowed_mask;
1411
1412         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1413                 enableirqs = true;
1414 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT_FULL
1415         if (system_state == SYSTEM_RUNNING)
1416                 enableirqs = true;
1417 #endif
1418         if (enableirqs)
1419                 local_irq_enable();
1420
1421         flags |= s->allocflags;
1422
1423         /*
1424          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1425          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1426          */
1427         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1428         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1429                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM;
1430
1431         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1432         if (unlikely(!page)) {
1433                 oo = s->min;
1434                 alloc_gfp = flags;
1435                 /*
1436                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1437                  * Try a lower order alloc if possible
1438                  */
1439                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1440                 if (unlikely(!page))
1441                         goto out;
1442                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1443         }
1444
1445         if (kmemcheck_enabled &&
1446             !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1447                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1448
1449                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), alloc_gfp, node);
1450
1451                 /*
1452                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1453                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1454                  */
1455                 if (s->ctor)
1456                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1457                 else
1458                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1459         }
1460
1461         page->objects = oo_objects(oo);
1462
1463         order = compound_order(page);
1464         page->slab_cache = s;
1465         __SetPageSlab(page);
1466         if (page_is_pfmemalloc(page))
1467                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1468
1469         start = page_address(page);
1470
1471         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1472                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1473
1474         kasan_poison_slab(page);
1475
1476         for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1477                 setup_object(s, page, p);
1478                 if (likely(idx < page->objects))
1479                         set_freepointer(s, p, p + s->size);
1480                 else
1481                         set_freepointer(s, p, NULL);
1482         }
1483
1484         page->freelist = start;
1485         page->inuse = page->objects;
1486         page->frozen = 1;
1487
1488 out:
1489         if (enableirqs)
1490                 local_irq_disable();
1491         if (!page)
1492                 return NULL;
1493
1494         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1495                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1496                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1497                 1 << oo_order(oo));
1498
1499         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1500
1501         return page;
1502 }
1503
1504 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1505 {
1506         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1507                 pr_emerg("gfp: %u\n", flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1508                 BUG();
1509         }
1510
1511         return allocate_slab(s,
1512                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1513 }
1514
1515 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1516 {
1517         int order = compound_order(page);
1518         int pages = 1 << order;
1519
1520         if (kmem_cache_debug(s)) {
1521                 void *p;
1522
1523                 slab_pad_check(s, page);
1524                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1525                                                 page->objects)
1526                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1527         }
1528
1529         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1530
1531         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1532                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1533                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1534                 -pages);
1535
1536         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1537         __ClearPageSlab(page);
1538
1539         page_mapcount_reset(page);
1540         if (current->reclaim_state)
1541                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1542         __free_kmem_pages(page, order);
1543 }
1544
1545 static void free_delayed(struct list_head *h)
1546 {
1547         while(!list_empty(h)) {
1548                 struct page *page = list_first_entry(h, struct page, lru);
1549
1550                 list_del(&page->lru);
1551                 __free_slab(page->slab_cache, page);
1552         }
1553 }
1554
1555 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1556         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1557
1558 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1559 {
1560         struct page *page;
1561
1562         if (need_reserve_slab_rcu)
1563                 page = virt_to_head_page(h);
1564         else
1565                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1566
1567         __free_slab(page->slab_cache, page);
1568 }
1569
1570 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1571 {
1572         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1573                 struct rcu_head *head;
1574
1575                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1576                         int order = compound_order(page);
1577                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1578
1579                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1580                         head = page_address(page) + offset;
1581                 } else {
1582                         head = &page->rcu_head;
1583                 }
1584
1585                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1586         } else if (irqs_disabled()) {
1587                 struct slub_free_list *f = this_cpu_ptr(&slub_free_list);
1588
1589                 raw_spin_lock(&f->lock);
1590                 list_add(&page->lru, &f->list);
1591                 raw_spin_unlock(&f->lock);
1592         } else
1593                 __free_slab(s, page);
1594 }
1595
1596 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1597 {
1598         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1599         free_slab(s, page);
1600 }
1601
1602 /*
1603  * Management of partially allocated slabs.
1604  */
1605 static inline void
1606 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1607 {
1608         n->nr_partial++;
1609         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1610                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1611         else
1612                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1613 }
1614
1615 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1616                                 struct page *page, int tail)
1617 {
1618         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1619         __add_partial(n, page, tail);
1620 }
1621
1622 static inline void
1623 __remove_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1624 {
1625         list_del(&page->lru);
1626         n->nr_partial--;
1627 }
1628
1629 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1630                                         struct page *page)
1631 {
1632         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1633         __remove_partial(n, page);
1634 }
1635
1636 /*
1637  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1638  * return the pointer to the freelist.
1639  *
1640  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1641  */
1642 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1643                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1644                 int mode, int *objects)
1645 {
1646         void *freelist;
1647         unsigned long counters;
1648         struct page new;
1649
1650         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1651
1652         /*
1653          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1654          * The old freelist is the list of objects for the
1655          * per cpu allocation list.
1656          */
1657         freelist = page->freelist;
1658         counters = page->counters;
1659         new.counters = counters;
1660         *objects = new.objects - new.inuse;
1661         if (mode) {
1662                 new.inuse = page->objects;
1663                 new.freelist = NULL;
1664         } else {
1665                 new.freelist = freelist;
1666         }
1667
1668         VM_BUG_ON(new.frozen);
1669         new.frozen = 1;
1670
1671         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1672                         freelist, counters,
1673                         new.freelist, new.counters,
1674                         "acquire_slab"))
1675                 return NULL;
1676
1677         remove_partial(n, page);
1678         WARN_ON(!freelist);
1679         return freelist;
1680 }
1681
1682 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1683 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1684
1685 /*
1686  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1687  */
1688 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1689                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1690 {
1691         struct page *page, *page2;
1692         void *object = NULL;
1693         int available = 0;
1694         int objects;
1695
1696         /*
1697          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1698          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1699          * partial slab and there is none available then get_partials()
1700          * will return NULL.
1701          */
1702         if (!n || !n->nr_partial)
1703                 return NULL;
1704
1705         raw_spin_lock(&n->list_lock);
1706         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1707                 void *t;
1708
1709                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1710                         continue;
1711
1712                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1713                 if (!t)
1714                         break;
1715
1716                 available += objects;
1717                 if (!object) {
1718                         c->page = page;
1719                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1720                         object = t;
1721                 } else {
1722                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1723                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1724                 }
1725                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1726                         || available > s->cpu_partial / 2)
1727                         break;
1728
1729         }
1730         raw_spin_unlock(&n->list_lock);
1731         return object;
1732 }
1733
1734 /*
1735  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1736  */
1737 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1738                 struct kmem_cache_cpu *c)
1739 {
1740 #ifdef CONFIG_NUMA
1741         struct zonelist *zonelist;
1742         struct zoneref *z;
1743         struct zone *zone;
1744         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1745         void *object;
1746         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1747
1748         /*
1749          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1750          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1751          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1752          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1753          *
1754          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1755          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1756          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1757          * from other nodes and filled up.
1758          *
1759          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1760          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1761          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1762          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1763          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1764          * with available objects.
1765          */
1766         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1767                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1768                 return NULL;
1769
1770         do {
1771                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1772                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1773                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1774                         struct kmem_cache_node *n;
1775
1776                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1777
1778                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1779                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1780                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1781                                 if (object) {
1782                                         /*
1783                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1784                                          * here - if mems_allowed was updated in
1785                                          * parallel, that was a harmless race
1786                                          * between allocation and the cpuset
1787                                          * update
1788                                          */
1789                                         return object;
1790                                 }
1791                         }
1792                 }
1793         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1794 #endif
1795         return NULL;
1796 }
1797
1798 /*
1799  * Get a partial page, lock it and return it.
1800  */
1801 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1802                 struct kmem_cache_cpu *c)
1803 {
1804         void *object;
1805         int searchnode = node;
1806
1807         if (node == NUMA_NO_NODE)
1808                 searchnode = numa_mem_id();
1809         else if (!node_present_pages(node))
1810                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1811
1812         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1813         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1814                 return object;
1815
1816         return get_any_partial(s, flags, c);
1817 }
1818
1819 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1820 /*
1821  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1822  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1823  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1824  */
1825 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1826 #else
1827 /*
1828  * No preemption supported therefore also no need to check for
1829  * different cpus.
1830  */
1831 #define TID_STEP 1
1832 #endif
1833
1834 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1835 {
1836         return tid + TID_STEP;
1837 }
1838
1839 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1840 {
1841         return tid % TID_STEP;
1842 }
1843
1844 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1845 {
1846         return tid / TID_STEP;
1847 }
1848
1849 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1850 {
1851         return cpu;
1852 }
1853
1854 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1855                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1856 {
1857 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1858         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1859
1860         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1861
1862 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1863         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1864                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1865                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1866         else
1867 #endif
1868         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1869                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1870                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1871         else
1872                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1873                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1874 #endif
1875         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1876 }
1877
1878 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1879 {
1880         int cpu;
1881
1882         for_each_possible_cpu(cpu)
1883                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1884 }
1885
1886 /*
1887  * Remove the cpu slab
1888  */
1889 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1890                                 void *freelist)
1891 {
1892         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1893         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1894         int lock = 0;
1895         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1896         void *nextfree;
1897         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1898         struct page new;
1899         struct page old;
1900
1901         if (page->freelist) {
1902                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1903                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1904         }
1905
1906         /*
1907          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1908          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1909          * last one.
1910          *
1911          * There is no need to take the list->lock because the page
1912          * is still frozen.
1913          */
1914         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1915                 void *prior;
1916                 unsigned long counters;
1917
1918                 do {
1919                         prior = page->freelist;
1920                         counters = page->counters;
1921                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1922                         new.counters = counters;
1923                         new.inuse--;
1924                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1925
1926                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1927                         prior, counters,
1928                         freelist, new.counters,
1929                         "drain percpu freelist"));
1930
1931                 freelist = nextfree;
1932         }
1933
1934         /*
1935          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1936          * list presence reflects the actual number of objects
1937          * during unfreeze.
1938          *
1939          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1940          * with the count. If there is a mismatch then the page
1941          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1942          *
1943          * Then we restart the process which may have to remove
1944          * the page from the list that we just put it on again
1945          * because the number of objects in the slab may have
1946          * changed.
1947          */
1948 redo:
1949
1950         old.freelist = page->freelist;
1951         old.counters = page->counters;
1952         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1953
1954         /* Determine target state of the slab */
1955         new.counters = old.counters;
1956         if (freelist) {
1957                 new.inuse--;
1958                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1959                 new.freelist = freelist;
1960         } else
1961                 new.freelist = old.freelist;
1962
1963         new.frozen = 0;
1964
1965         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
1966                 m = M_FREE;
1967         else if (new.freelist) {
1968                 m = M_PARTIAL;
1969                 if (!lock) {
1970                         lock = 1;
1971                         /*
1972                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1973                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1974                          * is frozen
1975                          */
1976                         raw_spin_lock(&n->list_lock);
1977                 }
1978         } else {
1979                 m = M_FULL;
1980                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1981                         lock = 1;
1982                         /*
1983                          * This also ensures that the scanning of full
1984                          * slabs from diagnostic functions will not see
1985                          * any frozen slabs.
1986                          */
1987                         raw_spin_lock(&n->list_lock);
1988                 }
1989         }
1990
1991         if (l != m) {
1992
1993                 if (l == M_PARTIAL)
1994
1995                         remove_partial(n, page);
1996
1997                 else if (l == M_FULL)
1998
1999                         remove_full(s, n, page);
2000
2001                 if (m == M_PARTIAL) {
2002
2003                         add_partial(n, page, tail);
2004                         stat(s, tail);
2005
2006                 } else if (m == M_FULL) {
2007
2008                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2009                         add_full(s, n, page);
2010
2011                 }
2012         }
2013
2014         l = m;
2015         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2016                                 old.freelist, old.counters,
2017                                 new.freelist, new.counters,
2018                                 "unfreezing slab"))
2019                 goto redo;
2020
2021         if (lock)
2022                 raw_spin_unlock(&n->list_lock);
2023
2024         if (m == M_FREE) {
2025                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2026                 discard_slab(s, page);
2027                 stat(s, FREE_SLAB);
2028         }
2029 }
2030
2031 /*
2032  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2033  *
2034  * This function must be called with interrupts disabled
2035  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2036  * to guarantee no concurrent accesses).
2037  */
2038 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2039                 struct kmem_cache_cpu *c)
2040 {
2041 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2042         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2043         struct page *page, *discard_page = NULL;
2044
2045         while ((page = c->partial)) {
2046                 struct page new;
2047                 struct page old;
2048
2049                 c->partial = page->next;
2050
2051                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2052                 if (n != n2) {
2053                         if (n)
2054                                 raw_spin_unlock(&n->list_lock);
2055
2056                         n = n2;
2057                         raw_spin_lock(&n->list_lock);
2058                 }
2059
2060                 do {
2061
2062                         old.freelist = page->freelist;
2063                         old.counters = page->counters;
2064                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2065
2066                         new.counters = old.counters;
2067                         new.freelist = old.freelist;
2068
2069                         new.frozen = 0;
2070
2071                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2072                                 old.freelist, old.counters,
2073                                 new.freelist, new.counters,
2074                                 "unfreezing slab"));
2075
2076                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2077                         page->next = discard_page;
2078                         discard_page = page;
2079                 } else {
2080                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2081                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2082                 }
2083         }
2084
2085         if (n)
2086                 raw_spin_unlock(&n->list_lock);
2087
2088         while (discard_page) {
2089                 page = discard_page;
2090                 discard_page = discard_page->next;
2091
2092                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2093                 discard_slab(s, page);
2094                 stat(s, FREE_SLAB);
2095         }
2096 #endif
2097 }
2098
2099 /*
2100  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2101  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2102  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2103  * onto a random cpus partial slot.
2104  *
2105  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2106  * per node partial list.
2107  */
2108 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2109 {
2110 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2111         struct page *oldpage;
2112         int pages;
2113         int pobjects;
2114
2115         preempt_disable();
2116         do {
2117                 pages = 0;
2118                 pobjects = 0;
2119                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2120
2121                 if (oldpage) {
2122                         pobjects = oldpage->pobjects;
2123                         pages = oldpage->pages;
2124                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2125                                 struct slub_free_list *f;
2126                                 unsigned long flags;
2127                                 LIST_HEAD(tofree);
2128                                 /*
2129                                  * partial array is full. Move the existing
2130                                  * set to the per node partial list.
2131                                  */
2132                                 local_irq_save(flags);
2133                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2134                                 f = this_cpu_ptr(&slub_free_list);
2135                                 raw_spin_lock(&f->lock);
2136                                 list_splice_init(&f->list, &tofree);
2137                                 raw_spin_unlock(&f->lock);
2138                                 local_irq_restore(flags);
2139                                 free_delayed(&tofree);
2140                                 oldpage = NULL;
2141                                 pobjects = 0;
2142                                 pages = 0;
2143                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2144                         }
2145                 }
2146
2147                 pages++;
2148                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2149
2150                 page->pages = pages;
2151                 page->pobjects = pobjects;
2152                 page->next = oldpage;
2153
2154         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2155                                                                 != oldpage);
2156         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2157                 unsigned long flags;
2158
2159                 local_irq_save(flags);
2160                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2161                 local_irq_restore(flags);
2162         }
2163         preempt_enable();
2164 #endif
2165 }
2166
2167 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2168 {
2169         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2170         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2171
2172         c->tid = next_tid(c->tid);
2173         c->page = NULL;
2174         c->freelist = NULL;
2175 }
2176
2177 /*
2178  * Flush cpu slab.
2179  *
2180  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2181  */
2182 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2183 {
2184         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2185
2186         if (likely(c)) {
2187                 if (c->page)
2188                         flush_slab(s, c);
2189
2190                 unfreeze_partials(s, c);
2191         }
2192 }
2193
2194 static void flush_cpu_slab(void *d)
2195 {
2196         struct kmem_cache *s = d;
2197
2198         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2199 }
2200
2201 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2202 {
2203         struct kmem_cache *s = info;
2204         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2205
2206         return c->page || c->partial;
2207 }
2208
2209 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2210 {
2211         LIST_HEAD(tofree);
2212         int cpu;
2213
2214         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2215         for_each_online_cpu(cpu) {
2216                 struct slub_free_list *f;
2217
2218                 if (!has_cpu_slab(cpu, s))
2219                         continue;
2220
2221                 f = &per_cpu(slub_free_list, cpu);
2222                 raw_spin_lock_irq(&f->lock);
2223                 list_splice_init(&f->list, &tofree);
2224                 raw_spin_unlock_irq(&f->lock);
2225                 free_delayed(&tofree);
2226         }
2227 }
2228
2229 /*
2230  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2231  * locality expectations.
2232  */
2233 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2234 {
2235 #ifdef CONFIG_NUMA
2236         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2237                 return 0;
2238 #endif
2239         return 1;
2240 }
2241
2242 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2243 static int count_free(struct page *page)
2244 {
2245         return page->objects - page->inuse;
2246 }
2247
2248 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2249 {
2250         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2251 }
2252 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2253
2254 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2255 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2256                                         int (*get_count)(struct page *))
2257 {
2258         unsigned long flags;
2259         unsigned long x = 0;
2260         struct page *page;
2261
2262         raw_spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2263         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2264                 x += get_count(page);
2265         raw_spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2266         return x;
2267 }
2268 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2269
2270 static noinline void
2271 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2272 {
2273 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2274         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2275                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2276         int node;
2277         struct kmem_cache_node *n;
2278
2279         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2280                 return;
2281
2282         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2283                 nid, gfpflags);
2284         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, default order: %d, min order: %d\n",
2285                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2286                 oo_order(s->min));
2287
2288         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2289                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2290                         s->name);
2291
2292         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2293                 unsigned long nr_slabs;
2294                 unsigned long nr_objs;
2295                 unsigned long nr_free;
2296
2297                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2298                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2299                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2300
2301                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2302                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2303         }
2304 #endif
2305 }
2306
2307 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2308                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2309 {
2310         void *freelist;
2311         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2312         struct page *page;
2313
2314         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2315
2316         if (freelist)
2317                 return freelist;
2318
2319         page = new_slab(s, flags, node);
2320         if (page) {
2321                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2322                 if (c->page)
2323                         flush_slab(s, c);
2324
2325                 /*
2326                  * No other reference to the page yet so we can
2327                  * muck around with it freely without cmpxchg
2328                  */
2329                 freelist = page->freelist;
2330                 page->freelist = NULL;
2331
2332                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2333                 c->page = page;
2334                 *pc = c;
2335         } else
2336                 freelist = NULL;
2337
2338         return freelist;
2339 }
2340
2341 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2342 {
2343         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2344                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2345
2346         return true;
2347 }
2348
2349 /*
2350  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2351  * per cpu freelist or deactivate the page.
2352  *
2353  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2354  *
2355  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2356  *
2357  * This function must be called with interrupt disabled.
2358  */
2359 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2360 {
2361         struct page new;
2362         unsigned long counters;
2363         void *freelist;
2364
2365         do {
2366                 freelist = page->freelist;
2367                 counters = page->counters;
2368
2369                 new.counters = counters;
2370                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2371
2372                 new.inuse = page->objects;
2373                 new.frozen = freelist != NULL;
2374
2375         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2376                 freelist, counters,
2377                 NULL, new.counters,
2378                 "get_freelist"));
2379
2380         return freelist;
2381 }
2382
2383 /*
2384  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2385  * debugging duties.
2386  *
2387  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2388  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2389  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2390  *
2391  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2392  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2393  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2394  *
2395  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2396  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2397  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2398  *
2399  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2400  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2401  */
2402 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2403                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c,
2404                           struct list_head *to_free)
2405 {
2406         struct slub_free_list *f;
2407         void *freelist;
2408         struct page *page;
2409
2410         page = c->page;
2411         if (!page)
2412                 goto new_slab;
2413 redo:
2414
2415         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2416                 int searchnode = node;
2417
2418                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2419                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2420
2421                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2422                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2423                         deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2424                         c->page = NULL;
2425                         c->freelist = NULL;
2426                         goto new_slab;
2427                 }
2428         }
2429
2430         /*
2431          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2432          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2433          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2434          */
2435         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2436                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2437                 c->page = NULL;
2438                 c->freelist = NULL;
2439                 goto new_slab;
2440         }
2441
2442         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2443         freelist = c->freelist;
2444         if (freelist)
2445                 goto load_freelist;
2446
2447         freelist = get_freelist(s, page);
2448
2449         if (!freelist) {
2450                 c->page = NULL;
2451                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2452                 goto new_slab;
2453         }
2454
2455         stat(s, ALLOC_REFILL);
2456
2457 load_freelist:
2458         /*
2459          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2460          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2461          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2462          */
2463         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2464         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2465         c->tid = next_tid(c->tid);
2466
2467 out:
2468         f = this_cpu_ptr(&slub_free_list);
2469         raw_spin_lock(&f->lock);
2470         list_splice_init(&f->list, to_free);
2471         raw_spin_unlock(&f->lock);
2472
2473         return freelist;
2474
2475 new_slab:
2476
2477         if (c->partial) {
2478                 page = c->page = c->partial;
2479                 c->partial = page->next;
2480                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2481                 c->freelist = NULL;
2482                 goto redo;
2483         }
2484
2485         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2486
2487         if (unlikely(!freelist)) {
2488                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2489                 return NULL;
2490         }
2491
2492         page = c->page;
2493         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2494                 goto load_freelist;
2495
2496         /* Only entered in the debug case */
2497         if (kmem_cache_debug(s) &&
2498                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2499                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2500
2501         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2502         c->page = NULL;
2503         c->freelist = NULL;
2504         goto out;
2505 }
2506
2507 /*
2508  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2509  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2510  */
2511 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2512                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2513 {
2514         void *p;
2515         unsigned long flags;
2516         LIST_HEAD(tofree);
2517
2518         local_irq_save(flags);
2519 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2520         /*
2521          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2522          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2523          * pointer.
2524          */
2525         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2526 #endif
2527
2528         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c, &tofree);
2529         local_irq_restore(flags);
2530         free_delayed(&tofree);
2531         return p;
2532 }
2533
2534 /*
2535  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2536  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2537  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2538  *
2539  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2540  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2541  *
2542  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2543  */
2544 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2545                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2546 {
2547         void *object;
2548         struct kmem_cache_cpu *c;
2549         struct page *page;
2550         unsigned long tid;
2551
2552         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2553         if (!s)
2554                 return NULL;
2555 redo:
2556         /*
2557          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2558          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2559          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2560          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2561          *
2562          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2563          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2564          * to check if it is matched or not.
2565          */
2566         do {
2567                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2568                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2569         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2570                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2571
2572         /*
2573          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2574          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2575          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2576          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2577          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2578          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2579          */
2580         barrier();
2581
2582         /*
2583          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2584          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2585          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2586          * linked list in between.
2587          */
2588
2589         object = c->freelist;
2590         page = c->page;
2591         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2592                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2593                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2594         } else {
2595                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2596
2597                 /*
2598                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2599                  * operation and if we are on the right processor.
2600                  *
2601                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2602                  * semantics!)
2603                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2604                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2605                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2606                  *
2607                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2608                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2609                  * other cpus.
2610                  */
2611                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2612                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2613                                 object, tid,
2614                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2615
2616                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2617                         goto redo;
2618                 }
2619                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2620                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2621         }
2622
2623         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2624                 memset(object, 0, s->object_size);
2625
2626         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2627
2628         return object;
2629 }
2630
2631 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2632                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2633 {
2634         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2635 }
2636
2637 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2638 {
2639         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2640
2641         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2642                                 s->size, gfpflags);
2643
2644         return ret;
2645 }
2646 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2647
2648 #ifdef CONFIG_TRACING
2649 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2650 {
2651         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2652         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2653         kasan_kmalloc(s, ret, size);
2654         return ret;
2655 }
2656 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2657 #endif
2658
2659 #ifdef CONFIG_NUMA
2660 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2661 {
2662         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2663
2664         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2665                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2666
2667         return ret;
2668 }
2669 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2670
2671 #ifdef CONFIG_TRACING
2672 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2673                                     gfp_t gfpflags,
2674                                     int node, size_t size)
2675 {
2676         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2677
2678         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2679                            size, s->size, gfpflags, node);
2680
2681         kasan_kmalloc(s, ret, size);
2682         return ret;
2683 }
2684 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2685 #endif
2686 #endif
2687
2688 /*
2689  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2690  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2691  *
2692  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2693  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2694  * handling required then we can return immediately.
2695  */
2696 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2697                         void *head, void *tail, int cnt,
2698                         unsigned long addr)
2699
2700 {
2701         void *prior;
2702         int was_frozen;
2703         struct page new;
2704         unsigned long counters;
2705         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2706         unsigned long uninitialized_var(flags);
2707
2708         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2709
2710         if (kmem_cache_debug(s) &&
2711             !(n = free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt,
2712                                         addr, &flags)))
2713                 return;
2714
2715         do {
2716                 if (unlikely(n)) {
2717                         raw_spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2718                         n = NULL;
2719                 }
2720                 prior = page->freelist;
2721                 counters = page->counters;
2722                 set_freepointer(s, tail, prior);
2723                 new.counters = counters;
2724                 was_frozen = new.frozen;
2725                 new.inuse -= cnt;
2726                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2727
2728                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2729
2730                                 /*
2731                                  * Slab was on no list before and will be
2732                                  * partially empty
2733                                  * We can defer the list move and instead
2734                                  * freeze it.
2735                                  */
2736                                 new.frozen = 1;
2737
2738                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2739
2740                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2741                                 /*
2742                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2743                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2744                                  * drop the list_lock without any processing.
2745                                  *
2746                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2747                                  * other processors updating the list of slabs.
2748                                  */
2749                                 raw_spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2750
2751                         }
2752                 }
2753
2754         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2755                 prior, counters,
2756                 head, new.counters,
2757                 "__slab_free"));
2758
2759         if (likely(!n)) {
2760
2761                 /*
2762                  * If we just froze the page then put it onto the
2763                  * per cpu partial list.
2764                  */
2765                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2766                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2767                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2768                 }
2769                 /*
2770                  * The list lock was not taken therefore no list
2771                  * activity can be necessary.
2772                  */
2773                 if (was_frozen)
2774                         stat(s, FREE_FROZEN);
2775                 return;
2776         }
2777
2778         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2779                 goto slab_empty;
2780
2781         /*
2782          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2783          * then add it.
2784          */
2785         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2786                 if (kmem_cache_debug(s))
2787                         remove_full(s, n, page);
2788                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2789                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2790         }
2791         raw_spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2792         return;
2793
2794 slab_empty:
2795         if (prior) {
2796                 /*
2797                  * Slab on the partial list.
2798                  */
2799                 remove_partial(n, page);
2800                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2801         } else {
2802                 /* Slab must be on the full list */
2803                 remove_full(s, n, page);
2804         }
2805
2806         raw_spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2807         stat(s, FREE_SLAB);
2808         discard_slab(s, page);
2809 }
2810
2811 /*
2812  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2813  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2814  *
2815  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2816  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2817  * the item before.
2818  *
2819  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2820  * with all sorts of special processing.
2821  *
2822  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2823  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2824  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2825  */
2826 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2827                                       void *head, void *tail, int cnt,
2828                                       unsigned long addr)
2829 {
2830         void *tail_obj = tail ? : head;
2831         struct kmem_cache_cpu *c;
2832         unsigned long tid;
2833
2834         slab_free_freelist_hook(s, head, tail);
2835
2836 redo:
2837         /*
2838          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2839          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2840          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2841          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2842          */
2843         do {
2844                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2845                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2846         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2847                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2848
2849         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2850         barrier();
2851
2852         if (likely(page == c->page)) {
2853                 set_freepointer(s, tail_obj, c->freelist);
2854
2855                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2856                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2857                                 c->freelist, tid,
2858                                 head, next_tid(tid)))) {
2859
2860                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2861                         goto redo;
2862                 }
2863                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2864         } else
2865                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
2866
2867 }
2868
2869 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2870 {
2871         s = cache_from_obj(s, x);
2872         if (!s)
2873                 return;
2874         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
2875         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2876 }
2877 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2878
2879 struct detached_freelist {
2880         struct page *page;
2881         void *tail;
2882         void *freelist;
2883         int cnt;
2884 };
2885
2886 /*
2887  * This function progressively scans the array with free objects (with
2888  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
2889  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
2890  * page/objects.  This can happen without any need for
2891  * synchronization, because the objects are owned by running process.
2892  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
2893  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
2894  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
2895  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
2896  * to performance reasons.
2897  */
2898 static int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
2899                                    void **p, struct detached_freelist *df)
2900 {
2901         size_t first_skipped_index = 0;
2902         int lookahead = 3;
2903         void *object;
2904
2905         /* Always re-init detached_freelist */
2906         df->page = NULL;
2907
2908         do {
2909                 object = p[--size];
2910         } while (!object && size);
2911
2912         if (!object)
2913                 return 0;
2914
2915         /* Start new detached freelist */
2916         set_freepointer(s, object, NULL);
2917         df->page = virt_to_head_page(object);
2918         df->tail = object;
2919         df->freelist = object;
2920         p[size] = NULL; /* mark object processed */
2921         df->cnt = 1;
2922
2923         while (size) {
2924                 object = p[--size];
2925                 if (!object)
2926                         continue; /* Skip processed objects */
2927
2928                 /* df->page is always set at this point */
2929                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
2930                         /* Opportunity build freelist */
2931                         set_freepointer(s, object, df->freelist);
2932                         df->freelist = object;
2933                         df->cnt++;
2934                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
2935
2936                         continue;
2937                 }
2938
2939                 /* Limit look ahead search */
2940                 if (!--lookahead)
2941                         break;
2942
2943                 if (!first_skipped_index)
2944                         first_skipped_index = size + 1;
2945         }
2946
2947         return first_skipped_index;
2948 }
2949
2950
2951 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
2952 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *orig_s, size_t size, void **p)
2953 {
2954         if (WARN_ON(!size))
2955                 return;
2956
2957         do {
2958                 struct detached_freelist df;
2959                 struct kmem_cache *s;
2960
2961                 /* Support for memcg */
2962                 s = cache_from_obj(orig_s, p[size - 1]);
2963
2964                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
2965                 if (unlikely(!df.page))
2966                         continue;
2967
2968                 slab_free(s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt, _RET_IP_);
2969         } while (likely(size));
2970 }
2971 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
2972
2973 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
2974 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
2975                           void **p)
2976 {
2977         struct kmem_cache_cpu *c;
2978         LIST_HEAD(to_free);
2979         int i;
2980
2981         /* memcg and kmem_cache debug support */
2982         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
2983         if (unlikely(!s))
2984                 return false;
2985         /*
2986          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
2987          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
2988          * handlers invoking normal fastpath.
2989          */
2990         local_irq_disable();
2991         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2992
2993         for (i = 0; i < size; i++) {
2994                 void *object = c->freelist;
2995
2996                 if (unlikely(!object)) {
2997                         /*
2998                          * Invoking slow path likely have side-effect
2999                          * of re-populating per CPU c->freelist
3000                          */
3001                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3002                                             _RET_IP_, c, &to_free);
3003                         if (unlikely(!p[i]))
3004                                 goto error;
3005
3006                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3007                         continue; /* goto for-loop */
3008                 }
3009                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3010                 p[i] = object;
3011         }
3012         c->tid = next_tid(c->tid);
3013         local_irq_enable();
3014         free_delayed(&to_free);
3015
3016         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
3017         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO)) {
3018                 int j;
3019
3020                 for (j = 0; j < i; j++)
3021                         memset(p[j], 0, s->object_size);
3022         }
3023
3024         /* memcg and kmem_cache debug support */
3025         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3026         return i;
3027 error:
3028         local_irq_enable();
3029         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3030         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3031         return 0;
3032 }
3033 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3034
3035
3036 /*
3037  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3038  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3039  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3040  * another.
3041  *
3042  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3043  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3044  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3045  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3046  * locking overhead.
3047  */
3048
3049 /*
3050  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3051  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3052  * and increases the number of allocations possible without having to
3053  * take the list_lock.
3054  */
3055 static int slub_min_order;
3056 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3057 static int slub_min_objects;
3058
3059 /*
3060  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3061  *
3062  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3063  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3064  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3065  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3066  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3067  * would be wasted.
3068  *
3069  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3070  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3071  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3072  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3073  *
3074  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3075  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3076  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3077  * of space in favor of a small page order.
3078  *
3079  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3080  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3081  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3082  * the smallest order which will fit the object.
3083  */
3084 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
3085                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
3086 {
3087         int order;
3088         int rem;
3089         int min_order = slub_min_order;
3090
3091         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3092                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3093
3094         for (order = max(min_order, get_order(min_objects * size + reserved));
3095                         order <= max_order; order++) {
3096
3097                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
3098
3099                 rem = (slab_size - reserved) % size;
3100
3101                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3102                         break;
3103         }
3104
3105         return order;
3106 }
3107
3108 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
3109 {
3110         int order;
3111         int min_objects;
3112         int fraction;
3113         int max_objects;
3114
3115         /*
3116          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3117          * works by first attempting to generate a layout with
3118          * the best configuration and backing off gradually.
3119          *
3120          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3121          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3122          */
3123         min_objects = slub_min_objects;
3124         if (!min_objects)
3125                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3126         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
3127         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3128
3129         while (min_objects > 1) {
3130                 fraction = 16;
3131                 while (fraction >= 4) {
3132                         order = slab_order(size, min_objects,
3133                                         slub_max_order, fraction, reserved);
3134                         if (order <= slub_max_order)
3135                                 return order;
3136                         fraction /= 2;
3137                 }
3138                 min_objects--;
3139         }
3140
3141         /*
3142          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3143          * lets see if we can place a single object there.
3144          */
3145         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
3146         if (order <= slub_max_order)
3147                 return order;
3148
3149         /*
3150          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3151          */
3152         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
3153         if (order < MAX_ORDER)
3154                 return order;
3155         return -ENOSYS;
3156 }
3157
3158 static void
3159 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3160 {
3161         n->nr_partial = 0;
3162         raw_spin_lock_init(&n->list_lock);
3163         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3164 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3165         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3166         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3167         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3168 #endif
3169 }
3170
3171 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3172 {
3173         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3174                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3175
3176         /*
3177          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3178          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3179          */
3180         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3181                                      2 * sizeof(void *));
3182
3183         if (!s->cpu_slab)
3184                 return 0;
3185
3186         init_kmem_cache_cpus(s);
3187
3188         return 1;
3189 }
3190
3191 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3192
3193 /*
3194  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3195  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3196  * possible.
3197  *
3198  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3199  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3200  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3201  */
3202 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3203 {
3204         struct page *page;
3205         struct kmem_cache_node *n;
3206
3207         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3208
3209         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3210
3211         BUG_ON(!page);
3212         if (page_to_nid(page) != node) {
3213                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3214                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3215         }
3216
3217         n = page->freelist;
3218         BUG_ON(!n);
3219         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3220         page->inuse = 1;
3221         page->frozen = 0;
3222         kmem_cache_node->node[node] = n;
3223 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3224         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3225         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3226 #endif
3227         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node));
3228         init_kmem_cache_node(n);
3229         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3230
3231         /*
3232          * No locks need to be taken here as it has just been
3233          * initialized and there is no concurrent access.
3234          */
3235         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3236 }
3237
3238 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3239 {
3240         int node;
3241         struct kmem_cache_node *n;
3242
3243         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3244                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3245                 s->node[node] = NULL;
3246         }
3247 }
3248
3249 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3250 {
3251         int node;
3252
3253         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3254                 struct kmem_cache_node *n;
3255
3256                 if (slab_state == DOWN) {
3257                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3258                         continue;
3259                 }
3260                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3261                                                 GFP_KERNEL, node);
3262
3263                 if (!n) {
3264                         free_kmem_cache_nodes(s);
3265                         return 0;
3266                 }
3267
3268                 s->node[node] = n;
3269                 init_kmem_cache_node(n);
3270         }
3271         return 1;
3272 }
3273
3274 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3275 {
3276         if (min < MIN_PARTIAL)
3277                 min = MIN_PARTIAL;
3278         else if (min > MAX_PARTIAL)
3279                 min = MAX_PARTIAL;
3280         s->min_partial = min;
3281 }
3282
3283 /*
3284  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3285  * a slab object.
3286  */
3287 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3288 {
3289         unsigned long flags = s->flags;
3290         unsigned long size = s->object_size;
3291         int order;
3292
3293         /*
3294          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3295          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3296          * the possible location of the free pointer.
3297          */
3298         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3299
3300 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3301         /*
3302          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3303          * the slab may touch the object after free or before allocation
3304          * then we should never poison the object itself.
3305          */
3306         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
3307                         !s->ctor)
3308                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3309         else
3310                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3311
3312
3313         /*
3314          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3315          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3316          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3317          */
3318         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3319                 size += sizeof(void *);
3320 #endif
3321
3322         /*
3323          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3324          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3325          */
3326         s->inuse = size;
3327
3328         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3329                 s->ctor)) {
3330                 /*
3331                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3332                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3333                  * kmem_cache_free.
3334                  *
3335                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3336                  * destructor or are poisoning the objects.
3337                  */
3338                 s->offset = size;
3339                 size += sizeof(void *);
3340         }
3341
3342 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3343         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3344                 /*
3345                  * Need to store information about allocs and frees after
3346                  * the object.
3347                  */
3348                 size += 2 * sizeof(struct track);
3349
3350         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
3351                 /*
3352                  * Add some empty padding so that we can catch
3353                  * overwrites from earlier objects rather than let
3354                  * tracking information or the free pointer be
3355                  * corrupted if a user writes before the start
3356                  * of the object.
3357                  */
3358                 size += sizeof(void *);
3359 #endif
3360
3361         /*
3362          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3363          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3364          * each object to conform to the alignment.
3365          */
3366         size = ALIGN(size, s->align);
3367         s->size = size;
3368         if (forced_order >= 0)
3369                 order = forced_order;
3370         else
3371                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3372
3373         if (order < 0)
3374                 return 0;
3375
3376         s->allocflags = 0;
3377         if (order)
3378                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3379
3380         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3381                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3382
3383         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3384                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3385
3386         /*
3387          * Determine the number of objects per slab
3388          */
3389         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3390         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3391         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3392                 s->max = s->oo;
3393
3394         return !!oo_objects(s->oo);
3395 }
3396
3397 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3398 {
3399         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3400         s->reserved = 0;
3401
3402         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3403                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3404
3405         if (!calculate_sizes(s, -1))
3406                 goto error;
3407         if (disable_higher_order_debug) {
3408                 /*
3409                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3410                  * order increased.
3411                  */
3412                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3413                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3414                         s->offset = 0;
3415                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3416                                 goto error;
3417                 }
3418         }
3419
3420 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3421     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3422         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3423                 /* Enable fast mode */
3424                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3425 #endif
3426
3427         /*
3428          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3429          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3430          */
3431         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3432
3433         /*
3434          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3435          * per cpu partial lists of a processor.
3436          *
3437          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3438          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3439          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3440          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3441          *
3442          * This setting also determines
3443          *
3444          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3445          *    per node list when we reach the limit.
3446          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3447          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3448          *    50% to keep some capacity around for frees.
3449          */
3450         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3451                 s->cpu_partial = 0;
3452         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3453                 s->cpu_partial = 2;
3454         else if (s->size >= 1024)
3455                 s->cpu_partial = 6;
3456         else if (s->size >= 256)
3457                 s->cpu_partial = 13;
3458         else
3459                 s->cpu_partial = 30;
3460
3461 #ifdef CONFIG_NUMA
3462         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3463 #endif
3464         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3465                 goto error;
3466
3467         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3468                 return 0;
3469
3470         free_kmem_cache_nodes(s);
3471 error:
3472         if (flags & SLAB_PANIC)
3473                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3474                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3475                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3476                         oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3477         return -EINVAL;
3478 }
3479
3480 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3481                                                         const char *text)
3482 {
3483 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3484         void *addr = page_address(page);
3485         void *p;
3486         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3487                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3488         if (!map)
3489                 return;
3490         slab_err(s, page, text, s->name);
3491         slab_lock(page);
3492
3493         get_map(s, page, map);
3494         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3495
3496                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3497                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3498                         print_tracking(s, p);
3499                 }
3500         }
3501         slab_unlock(page);
3502         kfree(map);
3503 #endif
3504 }
3505
3506 /*
3507  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3508  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3509  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3510  */
3511 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3512 {
3513         struct page *page, *h;
3514
3515         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3516                 if (!page->inuse) {
3517                         __remove_partial(n, page);
3518                         discard_slab(s, page);
3519                 } else {
3520                         list_slab_objects(s, page,
3521                         "Objects remaining in %s on kmem_cache_close()");
3522                 }
3523         }
3524 }
3525
3526 /*
3527  * Release all resources used by a slab cache.
3528  */
3529 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3530 {
3531         int node;
3532         struct kmem_cache_node *n;
3533
3534         flush_all(s);
3535         /* Attempt to free all objects */
3536         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3537                 free_partial(s, n);
3538                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3539                         return 1;
3540         }
3541         free_percpu(s->cpu_slab);
3542         free_kmem_cache_nodes(s);
3543         return 0;
3544 }
3545
3546 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3547 {
3548         return kmem_cache_close(s);
3549 }
3550
3551 /********************************************************************
3552  *              Kmalloc subsystem
3553  *******************************************************************/
3554
3555 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3556 {
3557         get_option(&str, &slub_min_order);
3558
3559         return 1;
3560 }
3561
3562 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3563
3564 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3565 {
3566         get_option(&str, &slub_max_order);
3567         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3568
3569         return 1;
3570 }
3571
3572 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3573
3574 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3575 {
3576         get_option(&str, &slub_min_objects);
3577
3578         return 1;
3579 }
3580
3581 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3582
3583 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3584 {
3585         struct kmem_cache *s;
3586         void *ret;
3587
3588         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3589                 return kmalloc_large(size, flags);
3590
3591         s = kmalloc_slab(size, flags);
3592
3593         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3594                 return s;
3595
3596         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3597
3598         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3599
3600         kasan_kmalloc(s, ret, size);
3601
3602         return ret;
3603 }
3604 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3605
3606 #ifdef CONFIG_NUMA
3607 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3608 {
3609         struct page *page;
3610         void *ptr = NULL;
3611
3612         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3613         page = alloc_kmem_pages_node(node, flags, get_order(size));
3614         if (page)
3615                 ptr = page_address(page);
3616
3617         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3618         return ptr;
3619 }
3620
3621 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3622 {
3623         struct kmem_cache *s;
3624         void *ret;
3625
3626         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3627                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3628
3629                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3630                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3631                                    flags, node);
3632
3633                 return ret;
3634         }
3635
3636         s = kmalloc_slab(size, flags);
3637
3638         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3639                 return s;
3640
3641         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3642
3643         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3644
3645         kasan_kmalloc(s, ret, size);
3646
3647         return ret;
3648 }
3649 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3650 #endif
3651
3652 static size_t __ksize(const void *object)
3653 {
3654         struct page *page;
3655
3656         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3657                 return 0;
3658
3659         page = virt_to_head_page(object);
3660
3661         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3662                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3663                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3664         }
3665
3666         return slab_ksize(page->slab_cache);
3667 }
3668
3669 size_t ksize(const void *object)
3670 {
3671         size_t size = __ksize(object);
3672         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3673            so we need unpoison this area. */
3674         kasan_krealloc(object, size);
3675         return size;
3676 }
3677 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3678
3679 void kfree(const void *x)
3680 {
3681         struct page *page;
3682         void *object = (void *)x;
3683
3684         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3685
3686         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3687                 return;
3688
3689         page = virt_to_head_page(x);
3690         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3691                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3692                 kfree_hook(x);
3693                 __free_kmem_pages(page, compound_order(page));
3694                 return;
3695         }
3696         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3697 }
3698 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3699
3700 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3701
3702 /*
3703  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3704  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3705  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3706  *
3707  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3708  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3709  * are freed in them.
3710  */
3711 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s, bool deactivate)
3712 {
3713         int node;
3714         int i;
3715         struct kmem_cache_node *n;
3716         struct page *page;
3717         struct page *t;
3718         struct list_head discard;
3719         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3720         unsigned long flags;
3721         int ret = 0;
3722
3723         if (deactivate) {
3724                 /*
3725                  * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
3726                  * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
3727                  */
3728                 s->cpu_partial = 0;
3729                 s->min_partial = 0;
3730
3731                 /*
3732                  * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial),
3733                  * so we have to make sure the change is visible.
3734                  */
3735                 kick_all_cpus_sync();
3736         }
3737
3738         flush_all(s);
3739         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3740                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3741                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3742                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3743
3744                 raw_spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3745
3746                 /*
3747                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3748                  *
3749                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3750                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3751                  */
3752                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3753                         int free = page->objects - page->inuse;
3754
3755                         /* Do not reread page->inuse */
3756                         barrier();
3757
3758                         /* We do not keep full slabs on the list */
3759                         BUG_ON(free <= 0);
3760
3761                         if (free == page->objects) {
3762                                 list_move(&page->lru, &discard);
3763                                 n->nr_partial--;
3764                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
3765                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
3766                 }
3767
3768                 /*
3769                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
3770                  * partial list.
3771                  */
3772                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
3773                         list_splice(promote + i, &n->partial);
3774
3775                 raw_spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3776
3777                 /* Release empty slabs */
3778                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
3779                         discard_slab(s, page);
3780
3781                 if (slabs_node(s, node))
3782                         ret = 1;
3783         }
3784
3785         return ret;
3786 }
3787
3788 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3789 {
3790         struct kmem_cache *s;
3791
3792         mutex_lock(&slab_mutex);
3793         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3794                 __kmem_cache_shrink(s, false);
3795         mutex_unlock(&slab_mutex);
3796
3797         return 0;
3798 }
3799
3800 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3801 {
3802         struct kmem_cache_node *n;
3803         struct kmem_cache *s;
3804         struct memory_notify *marg = arg;
3805         int offline_node;
3806
3807         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3808
3809         /*
3810          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3811          * for it yet.
3812          */
3813         if (offline_node < 0)
3814                 return;
3815
3816         mutex_lock(&slab_mutex);
3817         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3818                 n = get_node(s, offline_node);
3819                 if (n) {
3820                         /*
3821                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3822                          * that is going down. We were unable to free them,
3823                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3824                          * callback. So, we must fail.
3825                          */
3826                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3827
3828                         s->node[offline_node] = NULL;
3829                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3830                 }
3831         }
3832         mutex_unlock(&slab_mutex);
3833 }
3834
3835 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3836 {
3837         struct kmem_cache_node *n;
3838         struct kmem_cache *s;
3839         struct memory_notify *marg = arg;
3840         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3841         int ret = 0;
3842
3843         /*
3844          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3845          * already created. Nothing to do.
3846          */
3847         if (nid < 0)
3848                 return 0;
3849
3850         /*
3851          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3852          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3853          * online.
3854          */
3855         mutex_lock(&slab_mutex);
3856         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3857                 /*
3858                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3859                  *      since memory is not yet available from the node that
3860                  *      is brought up.
3861                  */
3862                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3863                 if (!n) {
3864                         ret = -ENOMEM;
3865                         goto out;
3866                 }
3867                 init_kmem_cache_node(n);
3868                 s->node[nid] = n;
3869         }
3870 out:
3871         mutex_unlock(&slab_mutex);
3872         return ret;
3873 }
3874
3875 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3876                                 unsigned long action, void *arg)
3877 {
3878         int ret = 0;
3879
3880         switch (action) {
3881         case MEM_GOING_ONLINE:
3882                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3883                 break;
3884         case MEM_GOING_OFFLINE:
3885                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3886                 break;
3887         case MEM_OFFLINE:
3888         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3889                 slab_mem_offline_callback(arg);
3890                 break;
3891         case MEM_ONLINE:
3892         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3893                 break;
3894         }
3895         if (ret)
3896                 ret = notifier_from_errno(ret);
3897         else
3898                 ret = NOTIFY_OK;
3899         return ret;
3900 }
3901
3902 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
3903         .notifier_call = slab_memory_callback,
3904         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
3905 };
3906
3907 /********************************************************************
3908  *                      Basic setup of slabs
3909  *******************************************************************/
3910
3911 /*
3912  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3913  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3914  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3915  */
3916
3917 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3918 {
3919         int node;
3920         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3921         struct kmem_cache_node *n;
3922
3923         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3924
3925         /*
3926          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
3927          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
3928          * IPIs around.
3929          */
3930         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
3931         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3932                 struct page *p;
3933
3934                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3935                         p->slab_cache = s;
3936
3937 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3938                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3939                         p->slab_cache = s;
3940 #endif
3941         }
3942         slab_init_memcg_params(s);
3943         list_add(&s->list, &slab_caches);
3944         return s;
3945 }
3946
3947 void __init kmem_cache_init(void)
3948 {
3949         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3950                 boot_kmem_cache_node;
3951         int cpu;
3952
3953         for_each_possible_cpu(cpu) {
3954                 raw_spin_lock_init(&per_cpu(slub_free_list, cpu).lock);
3955                 INIT_LIST_HEAD(&per_cpu(slub_free_list, cpu).list);
3956         }
3957
3958         if (debug_guardpage_minorder())
3959                 slub_max_order = 0;
3960
3961         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3962         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3963
3964         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3965                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3966
3967         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
3968
3969         /* Able to allocate the per node structures */
3970         slab_state = PARTIAL;
3971
3972         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3973                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3974                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3975                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3976
3977         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3978
3979         /*
3980          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3981          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3982          * update any list pointers.
3983          */
3984         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3985
3986         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3987         setup_kmalloc_cache_index_table();
3988         create_kmalloc_caches(0);
3989
3990 #ifdef CONFIG_SMP
3991         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3992 #endif
3993
3994         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d, CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3995                 cache_line_size(),
3996                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3997                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3998 }
3999
4000 void __init kmem_cache_init_late(void)
4001 {
4002 }
4003
4004 struct kmem_cache *
4005 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
4006                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
4007 {
4008         struct kmem_cache *s, *c;
4009
4010         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4011         if (s) {
4012                 s->refcount++;
4013
4014                 /*
4015                  * Adjust the object sizes so that we clear
4016                  * the complete object on kzalloc.
4017                  */
4018                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
4019                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4020
4021                 for_each_memcg_cache(c, s) {
4022                         c->object_size = s->object_size;
4023                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
4024                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
4025                 }
4026
4027                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4028                         s->refcount--;
4029                         s = NULL;
4030                 }
4031         }
4032
4033         return s;
4034 }
4035
4036 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
4037 {
4038         int err;
4039
4040         err = kmem_cache_open(s, flags);
4041         if (err)
4042                 return err;
4043
4044         /* Mutex is not taken during early boot */
4045         if (slab_state <= UP)
4046                 return 0;
4047
4048         memcg_propagate_slab_attrs(s);
4049         err = sysfs_slab_add(s);
4050         if (err)
4051                 kmem_cache_close(s);
4052
4053         return err;
4054 }
4055
4056 #ifdef CONFIG_SMP
4057 /*
4058  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
4059  * necessary.
4060  */
4061 static int slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
4062                 unsigned long action, void *hcpu)
4063 {
4064         long cpu = (long)hcpu;
4065         struct kmem_cache *s;
4066         unsigned long flags;
4067
4068         switch (action) {
4069         case CPU_UP_CANCELED:
4070         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
4071         case CPU_DEAD:
4072         case CPU_DEAD_FROZEN:
4073                 mutex_lock(&slab_mutex);
4074                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4075                         local_irq_save(flags);
4076                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
4077                         local_irq_restore(flags);
4078                 }
4079                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4080                 break;
4081         default:
4082                 break;
4083         }
4084         return NOTIFY_OK;
4085 }
4086
4087 static struct notifier_block slab_notifier = {
4088         .notifier_call = slab_cpuup_callback
4089 };
4090
4091 #endif
4092
4093 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4094 {
4095         struct kmem_cache *s;
4096         void *ret;
4097
4098         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4099                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4100
4101         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4102
4103         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4104                 return s;
4105
4106         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4107
4108         /* Honor the call site pointer we received. */
4109         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4110
4111         return ret;
4112 }
4113
4114 #ifdef CONFIG_NUMA
4115 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4116                                         int node, unsigned long caller)
4117 {
4118         struct kmem_cache *s;
4119         void *ret;
4120
4121         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4122                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4123
4124                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4125                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4126                                    gfpflags, node);
4127
4128                 return ret;
4129         }
4130
4131         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4132
4133         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4134                 return s;
4135
4136         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4137
4138         /* Honor the call site pointer we received. */
4139         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4140
4141         return ret;
4142 }
4143 #endif
4144
4145 #ifdef CONFIG_SYSFS
4146 static int count_inuse(struct page *page)
4147 {
4148         return page->inuse;
4149 }
4150
4151 static int count_total(struct page *page)
4152 {
4153         return page->objects;
4154 }
4155 #endif
4156
4157 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4158 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4159                                                 unsigned long *map)
4160 {
4161         void *p;
4162         void *addr = page_address(page);
4163
4164         if (!check_slab(s, page) ||
4165                         !on_freelist(s, page, NULL))
4166                 return 0;
4167
4168         /* Now we know that a valid freelist exists */
4169         bitmap_zero(map, page->objects);
4170
4171         get_map(s, page, map);
4172         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4173                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4174                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4175                                 return 0;
4176         }
4177
4178         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4179                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4180                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4181                                 return 0;
4182         return 1;
4183 }
4184
4185 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4186                                                 unsigned long *map)
4187 {
4188         slab_lock(page);
4189         validate_slab(s, page, map);
4190         slab_unlock(page);
4191 }
4192
4193 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4194                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4195 {
4196         unsigned long count = 0;
4197         struct page *page;
4198         unsigned long flags;
4199
4200         raw_spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4201
4202         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4203                 validate_slab_slab(s, page, map);
4204                 count++;
4205         }
4206         if (count != n->nr_partial)
4207                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4208                        s->name, count, n->nr_partial);
4209
4210         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4211                 goto out;
4212
4213         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4214                 validate_slab_slab(s, page, map);
4215                 count++;
4216         }
4217         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4218                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4219                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4220
4221 out:
4222         raw_spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4223         return count;
4224 }
4225
4226 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4227 {
4228         int node;
4229         unsigned long count = 0;
4230         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4231                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4232         struct kmem_cache_node *n;
4233
4234         if (!map)
4235                 return -ENOMEM;
4236
4237         flush_all(s);
4238         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4239                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4240         kfree(map);
4241         return count;
4242 }
4243 /*
4244  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4245  * and freed.
4246  */
4247
4248 struct location {
4249         unsigned long count;
4250         unsigned long addr;
4251         long long sum_time;
4252         long min_time;
4253         long max_time;
4254         long min_pid;
4255         long max_pid;
4256         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4257         nodemask_t nodes;
4258 };
4259
4260 struct loc_track {
4261         unsigned long max;
4262         unsigned long count;
4263         struct location *loc;
4264 };
4265
4266 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4267 {
4268         if (t->max)
4269                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4270                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4271 }
4272
4273 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4274 {
4275         struct location *l;
4276         int order;
4277
4278         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4279
4280         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4281         if (!l)
4282                 return 0;
4283
4284         if (t->count) {
4285                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4286                 free_loc_track(t);
4287         }
4288         t->max = max;
4289         t->loc = l;
4290         return 1;
4291 }
4292
4293 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4294                                 const struct track *track)
4295 {
4296         long start, end, pos;
4297         struct location *l;
4298         unsigned long caddr;
4299         unsigned long age = jiffies - track->when;
4300
4301         start = -1;
4302         end = t->count;
4303
4304         for ( ; ; ) {
4305                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4306
4307                 /*
4308                  * There is nothing at "end". If we end up there
4309                  * we need to add something to before end.
4310                  */
4311                 if (pos == end)
4312                         break;
4313
4314                 caddr = t->loc[pos].addr;
4315                 if (track->addr == caddr) {
4316
4317                         l = &t->loc[pos];
4318                         l->count++;
4319                         if (track->when) {
4320                                 l->sum_time += age;
4321                                 if (age < l->min_time)
4322                                         l->min_time = age;
4323                                 if (age > l->max_time)
4324                                         l->max_time = age;
4325
4326                                 if (track->pid < l->min_pid)
4327                                         l->min_pid = track->pid;
4328                                 if (track->pid > l->max_pid)
4329                                         l->max_pid = track->pid;
4330
4331                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4332                                                 to_cpumask(l->cpus));
4333                         }
4334                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4335                         return 1;
4336                 }
4337
4338                 if (track->addr < caddr)
4339                         end = pos;
4340                 else
4341                         start = pos;
4342         }
4343
4344         /*
4345          * Not found. Insert new tracking element.
4346          */
4347         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4348                 return 0;
4349
4350         l = t->loc + pos;
4351         if (pos < t->count)
4352                 memmove(l + 1, l,
4353                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4354         t->count++;
4355         l->count = 1;
4356         l->addr = track->addr;
4357         l->sum_time = age;
4358         l->min_time = age;
4359         l->max_time = age;
4360         l->min_pid = track->pid;
4361         l->max_pid = track->pid;
4362         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4363         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4364         nodes_clear(l->nodes);
4365         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4366         return 1;
4367 }
4368
4369 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4370                 struct page *page, enum track_item alloc,
4371                 unsigned long *map)
4372 {
4373         void *addr = page_address(page);
4374         void *p;
4375
4376         bitmap_zero(map, page->objects);
4377         get_map(s, page, map);
4378
4379         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4380                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4381                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4382 }
4383
4384 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4385                                         enum track_item alloc)
4386 {
4387         int len = 0;
4388         unsigned long i;
4389         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4390         int node;
4391         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4392                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4393         struct kmem_cache_node *n;
4394
4395         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4396                                      GFP_TEMPORARY)) {
4397                 kfree(map);
4398                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4399         }
4400         /* Push back cpu slabs */
4401         flush_all(s);
4402
4403         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4404                 unsigned long flags;
4405                 struct page *page;
4406
4407                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4408                         continue;
4409
4410                 raw_spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4411                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4412                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4413                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4414                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4415                 raw_spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4416         }
4417
4418         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4419                 struct location *l = &t.loc[i];
4420
4421                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4422                         break;
4423                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4424
4425                 if (l->addr)
4426                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4427                 else
4428                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4429
4430                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4431                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4432                                 l->min_time,
4433                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4434                                 l->max_time);
4435                 } else
4436                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4437                                 l->min_time);
4438
4439                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4440                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4441                                 l->min_pid, l->max_pid);
4442                 else
4443                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4444                                 l->min_pid);
4445
4446                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4447                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4448                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4449                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4450                                          " cpus=%*pbl",
4451                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4452
4453                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4454                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4455                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4456                                          " nodes=%*pbl",
4457                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4458
4459                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4460         }
4461
4462         free_loc_track(&t);
4463         kfree(map);
4464         if (!t.count)
4465                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4466         return len;
4467 }
4468 #endif
4469
4470 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4471 static void __init resiliency_test(void)
4472 {
4473         u8 *p;
4474
4475         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4476
4477         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4478         pr_err("-----------------------\n");
4479         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4480
4481         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4482         p[16] = 0x12;
4483         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4484                p + 16);
4485
4486         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4487
4488         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4489         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4490         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4491         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4492                p);
4493         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4494
4495         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4496         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4497         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4498         *p = 0x56;
4499         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4500                p);
4501         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4502         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4503
4504         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4505         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4506         kfree(p);
4507         *p = 0x78;
4508         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4509         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4510
4511         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4512         kfree(p);
4513         p[50] = 0x9a;
4514         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4515         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4516
4517         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4518         kfree(p);
4519         p[512] = 0xab;
4520         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4521         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4522 }
4523 #else
4524 #ifdef CONFIG_SYSFS
4525 static void resiliency_test(void) {};
4526 #endif
4527 #endif
4528
4529 #ifdef CONFIG_SYSFS
4530 enum slab_stat_type {
4531         SL_ALL,                 /* All slabs */
4532         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4533         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4534         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4535         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4536 };
4537
4538 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4539 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4540 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4541 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4542 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4543
4544 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4545                             char *buf, unsigned long flags)
4546 {
4547         unsigned long total = 0;
4548         int node;
4549         int x;
4550         unsigned long *nodes;
4551
4552         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4553         if (!nodes)
4554                 return -ENOMEM;
4555
4556         if (flags & SO_CPU) {
4557                 int cpu;
4558
4559                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4560                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4561                                                                cpu);
4562                         int node;
4563                         struct page *page;
4564
4565                         page = READ_ONCE(c->page);
4566                         if (!page)
4567                                 continue;
4568
4569                         node = page_to_nid(page);
4570                         if (flags & SO_TOTAL)
4571                                 x = page->objects;
4572                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4573                                 x = page->inuse;
4574                         else
4575                                 x = 1;
4576
4577                         total += x;
4578                         nodes[node] += x;
4579
4580                         page = READ_ONCE(c->partial);
4581                         if (page) {
4582                                 node = page_to_nid(page);
4583                                 if (flags & SO_TOTAL)
4584                                         WARN_ON_ONCE(1);
4585                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4586                                         WARN_ON_ONCE(1);
4587                                 else
4588                                         x = page->pages;
4589                                 total += x;
4590                                 nodes[node] += x;
4591                         }
4592                 }
4593         }
4594
4595         get_online_mems();
4596 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4597         if (flags & SO_ALL) {
4598                 struct kmem_cache_node *n;
4599
4600                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4601
4602                         if (flags & SO_TOTAL)
4603                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4604                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4605                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4606                                         count_partial(n, count_free);
4607                         else
4608                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4609                         total += x;
4610                         nodes[node] += x;
4611                 }
4612
4613         } else
4614 #endif
4615         if (flags & SO_PARTIAL) {
4616                 struct kmem_cache_node *n;
4617
4618                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4619                         if (flags & SO_TOTAL)
4620                                 x = count_partial(n, count_total);
4621                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4622                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4623                         else
4624                                 x = n->nr_partial;
4625                         total += x;
4626                         nodes[node] += x;
4627                 }
4628         }
4629         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4630 #ifdef CONFIG_NUMA
4631         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4632                 if (nodes[node])
4633                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4634                                         node, nodes[node]);
4635 #endif
4636         put_online_mems();
4637         kfree(nodes);
4638         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4639 }
4640
4641 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4642 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4643 {
4644         int node;
4645         struct kmem_cache_node *n;
4646
4647         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4648                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4649                         return 1;
4650
4651         return 0;
4652 }
4653 #endif
4654
4655 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4656 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4657
4658 struct slab_attribute {
4659         struct attribute attr;
4660         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4661         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4662 };
4663
4664 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4665         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4666         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4667
4668 #define SLAB_ATTR(_name) \
4669         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4670         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4671
4672 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4673 {
4674         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4675 }
4676 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4677
4678 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4679 {
4680         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4681 }
4682 SLAB_ATTR_RO(align);
4683
4684 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4685 {
4686         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4687 }
4688 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4689
4690 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4691 {
4692         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4693 }
4694 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4695
4696 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4697                                 const char *buf, size_t length)
4698 {
4699         unsigned long order;
4700         int err;
4701
4702         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4703         if (err)
4704                 return err;
4705
4706         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4707                 return -EINVAL;
4708
4709         calculate_sizes(s, order);
4710         return length;
4711 }
4712
4713 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4714 {
4715         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4716 }
4717 SLAB_ATTR(order);
4718
4719 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4720 {
4721         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4722 }
4723
4724 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4725                                  size_t length)
4726 {
4727         unsigned long min;
4728         int err;
4729
4730         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4731         if (err)
4732                 return err;
4733
4734         set_min_partial(s, min);
4735         return length;
4736 }
4737 SLAB_ATTR(min_partial);
4738
4739 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4740 {
4741         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4742 }
4743
4744 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4745                                  size_t length)
4746 {
4747         unsigned long objects;
4748         int err;
4749
4750         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4751         if (err)
4752                 return err;
4753         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4754                 return -EINVAL;
4755
4756         s->cpu_partial = objects;
4757         flush_all(s);
4758         return length;
4759 }
4760 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4761
4762 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4763 {
4764         if (!s->ctor)
4765                 return 0;
4766         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4767 }
4768 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4769
4770 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4771 {
4772         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
4773 }
4774 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4775
4776 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4777 {
4778         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4779 }
4780 SLAB_ATTR_RO(partial);
4781
4782 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4783 {
4784         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4785 }
4786 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4787
4788 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4789 {
4790         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4791 }
4792 SLAB_ATTR_RO(objects);
4793
4794 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4795 {
4796         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4797 }
4798 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4799
4800 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4801 {
4802         int objects = 0;
4803         int pages = 0;
4804         int cpu;
4805         int len;
4806
4807         for_each_online_cpu(cpu) {
4808                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4809
4810                 if (page) {
4811                         pages += page->pages;
4812                         objects += page->pobjects;
4813                 }
4814         }
4815
4816         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4817
4818 #ifdef CONFIG_SMP
4819         for_each_online_cpu(cpu) {
4820                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4821
4822                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4823                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4824                                 page->pobjects, page->pages);
4825         }
4826 #endif
4827         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4828 }
4829 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4830
4831 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4832 {
4833         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4834 }
4835
4836 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4837                                 const char *buf, size_t length)
4838 {
4839         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4840         if (buf[0] == '1')
4841                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4842         return length;
4843 }
4844 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4845
4846 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4847 {
4848         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4849 }
4850 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4851
4852 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4853 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4854 {
4855         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4856 }
4857 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4858 #endif
4859
4860 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4861 {
4862         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4863 }
4864 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4865
4866 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4867 {
4868         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4869 }
4870 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4871
4872 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4873 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4874 {
4875         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4876 }
4877 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4878
4879 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4880 {
4881         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4882 }
4883 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4884
4885 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4886 {
4887         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4888 }
4889
4890 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4891                                 const char *buf, size_t length)
4892 {
4893         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4894         if (buf[0] == '1') {
4895                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4896                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4897         }
4898         return length;
4899 }
4900 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4901
4902 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4903 {
4904         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4905 }
4906
4907 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4908                                                         size_t length)
4909 {
4910         /*
4911          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
4912          * as well as cause other issues like converting a mergeable
4913          * cache into an umergeable one.
4914          */
4915         if (s->refcount > 1)
4916                 return -EINVAL;
4917
4918         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4919         if (buf[0] == '1') {
4920                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4921                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4922         }
4923         return length;
4924 }
4925 SLAB_ATTR(trace);
4926
4927 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4928 {
4929         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4930 }
4931
4932 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4933                                 const char *buf, size_t length)
4934 {
4935         if (any_slab_objects(s))
4936                 return -EBUSY;
4937
4938         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4939         if (buf[0] == '1') {
4940                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4941                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4942         }
4943         calculate_sizes(s, -1);
4944         return length;
4945 }
4946 SLAB_ATTR(red_zone);
4947
4948 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4949 {
4950         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4951 }
4952
4953 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4954                                 const char *buf, size_t length)
4955 {
4956         if (any_slab_objects(s))
4957                 return -EBUSY;
4958
4959         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4960         if (buf[0] == '1') {
4961                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4962                 s->flags |= SLAB_POISON;
4963         }
4964         calculate_sizes(s, -1);
4965         return length;
4966 }
4967 SLAB_ATTR(poison);
4968
4969 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4970 {
4971         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4972 }
4973
4974 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4975                                 const char *buf, size_t length)
4976 {
4977         if (any_slab_objects(s))
4978                 return -EBUSY;
4979
4980         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4981         if (buf[0] == '1') {
4982                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4983                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4984         }
4985         calculate_sizes(s, -1);
4986         return length;
4987 }
4988 SLAB_ATTR(store_user);
4989
4990 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4991 {
4992         return 0;
4993 }
4994
4995 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4996                         const char *buf, size_t length)
4997 {
4998         int ret = -EINVAL;
4999
5000         if (buf[0] == '1') {
5001                 ret = validate_slab_cache(s);
5002                 if (ret >= 0)
5003                         ret = length;
5004         }
5005         return ret;
5006 }
5007 SLAB_ATTR(validate);
5008
5009 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5010 {
5011         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5012                 return -ENOSYS;
5013         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
5014 }
5015 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
5016
5017 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5018 {
5019         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5020                 return -ENOSYS;
5021         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
5022 }
5023 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
5024 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5025
5026 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5027 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5028 {
5029         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5030 }
5031
5032 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5033                                                         size_t length)
5034 {
5035         if (s->refcount > 1)
5036                 return -EINVAL;
5037
5038         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
5039         if (buf[0] == '1')
5040                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
5041         return length;
5042 }
5043 SLAB_ATTR(failslab);
5044 #endif
5045
5046 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5047 {
5048         return 0;
5049 }
5050
5051 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5052                         const char *buf, size_t length)
5053 {
5054         if (buf[0] == '1')
5055                 kmem_cache_shrink(s);
5056         else
5057                 return -EINVAL;
5058         return length;
5059 }
5060 SLAB_ATTR(shrink);
5061
5062 #ifdef CONFIG_NUMA
5063 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5064 {
5065         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5066 }
5067
5068 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5069                                 const char *buf, size_t length)
5070 {
5071         unsigned long ratio;
5072         int err;
5073
5074         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
5075         if (err)
5076                 return err;
5077
5078         if (ratio <= 100)
5079                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5080
5081         return length;
5082 }
5083 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5084 #endif
5085
5086 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5087 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5088 {
5089         unsigned long sum  = 0;
5090         int cpu;
5091         int len;
5092         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5093
5094         if (!data)
5095                 return -ENOMEM;
5096
5097         for_each_online_cpu(cpu) {
5098                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5099
5100                 data[cpu] = x;
5101                 sum += x;
5102         }
5103
5104         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5105
5106 #ifdef CONFIG_SMP
5107         for_each_online_cpu(cpu) {
5108                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5109                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5110         }
5111 #endif
5112         kfree(data);
5113         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5114 }
5115
5116 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5117 {
5118         int cpu;
5119
5120         for_each_online_cpu(cpu)
5121                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5122 }
5123
5124 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5125 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5126 {                                                               \
5127         return show_stat(s, buf, si);                           \
5128 }                                                               \
5129 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5130                                 const char *buf, size_t length) \
5131 {                                                               \
5132         if (buf[0] != '0')                                      \
5133                 return -EINVAL;                                 \
5134         clear_stat(s, si);                                      \
5135         return length;                                          \
5136 }                                                               \
5137 SLAB_ATTR(text);                                                \
5138
5139 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5140 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5141 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5142 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5143 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5144 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5145 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5146 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5147 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5148 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5149 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5150 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5151 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5152 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5153 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5154 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5155 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5156 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5157 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5158 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5159 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5160 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5161 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5162 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5163 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5164 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5165 #endif
5166
5167 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5168         &slab_size_attr.attr,
5169         &object_size_attr.attr,
5170         &objs_per_slab_attr.attr,
5171         &order_attr.attr,
5172         &min_partial_attr.attr,
5173         &cpu_partial_attr.attr,
5174         &objects_attr.attr,
5175         &objects_partial_attr.attr,
5176         &partial_attr.attr,
5177         &cpu_slabs_attr.attr,
5178         &ctor_attr.attr,
5179         &aliases_attr.attr,
5180         &align_attr.attr,
5181         &hwcache_align_attr.attr,
5182         &reclaim_account_attr.attr,
5183         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5184         &shrink_attr.attr,
5185         &reserved_attr.attr,
5186         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5187 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5188         &total_objects_attr.attr,
5189         &slabs_attr.attr,
5190         &sanity_checks_attr.attr,
5191         &trace_attr.attr,
5192         &red_zone_attr.attr,
5193         &poison_attr.attr,
5194         &store_user_attr.attr,
5195         &validate_attr.attr,
5196         &alloc_calls_attr.attr,
5197         &free_calls_attr.attr,
5198 #endif
5199 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5200         &cache_dma_attr.attr,
5201 #endif
5202 #ifdef CONFIG_NUMA
5203         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5204 #endif
5205 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5206         &alloc_fastpath_attr.attr,
5207         &alloc_slowpath_attr.attr,
5208         &free_fastpath_attr.attr,
5209         &free_slowpath_attr.attr,
5210         &free_frozen_attr.attr,
5211         &free_add_partial_attr.attr,
5212         &free_remove_partial_attr.attr,
5213         &alloc_from_partial_attr.attr,
5214         &alloc_slab_attr.attr,
5215         &alloc_refill_attr.attr,
5216         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5217         &free_slab_attr.attr,
5218         &cpuslab_flush_attr.attr,
5219         &deactivate_full_attr.attr,
5220         &deactivate_empty_attr.attr,
5221         &deactivate_to_head_attr.attr,
5222         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5223         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5224         &deactivate_bypass_attr.attr,
5225         &order_fallback_attr.attr,
5226         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5227         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5228         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5229         &cpu_partial_free_attr.attr,
5230         &cpu_partial_node_attr.attr,
5231         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5232 #endif
5233 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5234         &failslab_attr.attr,
5235 #endif
5236
5237         NULL
5238 };
5239
5240 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5241         .attrs = slab_attrs,
5242 };
5243
5244 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5245                                 struct attribute *attr,
5246                                 char *buf)
5247 {
5248         struct slab_attribute *attribute;
5249         struct kmem_cache *s;
5250         int err;
5251
5252         attribute = to_slab_attr(attr);
5253         s = to_slab(kobj);
5254
5255         if (!attribute->show)
5256                 return -EIO;
5257
5258         err = attribute->show(s, buf);
5259
5260         return err;
5261 }
5262
5263 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5264                                 struct attribute *attr,
5265                                 const char *buf, size_t len)
5266 {
5267         struct slab_attribute *attribute;
5268         struct kmem_cache *s;
5269         int err;
5270
5271         attribute = to_slab_attr(attr);
5272         s = to_slab(kobj);
5273
5274         if (!attribute->store)
5275                 return -EIO;
5276
5277         err = attribute->store(s, buf, len);
5278 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5279         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5280                 struct kmem_cache *c;
5281
5282                 mutex_lock(&slab_mutex);
5283                 if (s->max_attr_size < len)
5284                         s->max_attr_size = len;
5285
5286                 /*
5287                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5288                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5289                  * basically because not all attributes will have a well
5290                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5291                  * have permanent effects.
5292                  *
5293                  * Returning the error value of any of the children that fail
5294                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5295                  * error code won't be able to know anything about the state of
5296                  * the cache.
5297                  *
5298                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5299                  * has well defined semantics. The cache being written to
5300                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5301                  * through the descendants with best-effort propagation.
5302                  */
5303                 for_each_memcg_cache(c, s)
5304                         attribute->store(c, buf, len);
5305                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5306         }
5307 #endif
5308         return err;
5309 }
5310
5311 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5312 {
5313 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5314         int i;
5315         char *buffer = NULL;
5316         struct kmem_cache *root_cache;
5317
5318         if (is_root_cache(s))
5319                 return;
5320
5321         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5322
5323         /*
5324          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5325          * in copying default values around
5326          */
5327         if (!root_cache->max_attr_size)
5328                 return;
5329
5330         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5331                 char mbuf[64];
5332                 char *buf;
5333                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5334
5335                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5336                         continue;
5337
5338                 /*
5339                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5340                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5341                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5342                  *
5343                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5344                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5345                  * theoretically happen.
5346                  */
5347                 if (buffer)
5348                         buf = buffer;
5349                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5350                         buf = mbuf;
5351                 else {
5352                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5353                         if (WARN_ON(!buffer))
5354                                 continue;
5355                         buf = buffer;
5356                 }
5357
5358                 attr->show(root_cache, buf);
5359                 attr->store(s, buf, strlen(buf));
5360         }
5361
5362         if (buffer)
5363                 free_page((unsigned long)buffer);
5364 #endif
5365 }
5366
5367 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5368 {
5369         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5370 }
5371
5372 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5373         .show = slab_attr_show,
5374         .store = slab_attr_store,
5375 };
5376
5377 static struct kobj_type slab_ktype = {
5378         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5379         .release = kmem_cache_release,
5380 };
5381
5382 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5383 {
5384         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5385
5386         if (ktype == &slab_ktype)
5387                 return 1;
5388         return 0;
5389 }
5390
5391 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5392         .filter = uevent_filter,
5393 };
5394
5395 static struct kset *slab_kset;
5396
5397 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5398 {
5399 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5400         if (!is_root_cache(s))
5401                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5402 #endif
5403         return slab_kset;
5404 }
5405
5406 #define ID_STR_LENGTH 64
5407
5408 /* Create a unique string id for a slab cache:
5409  *
5410  * Format       :[flags-]size
5411  */
5412 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5413 {
5414         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5415         char *p = name;
5416
5417         BUG_ON(!name);
5418
5419         *p++ = ':';
5420         /*
5421          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5422          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5423          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5424          * are matched during merging to guarantee that the id is
5425          * unique.
5426          */
5427         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5428                 *p++ = 'd';
5429         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5430                 *p++ = 'a';
5431         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5432                 *p++ = 'F';
5433         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5434                 *p++ = 't';
5435         if (p != name + 1)
5436                 *p++ = '-';
5437         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5438
5439         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5440         return name;
5441 }
5442
5443 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5444 {
5445         int err;
5446         const char *name;
5447         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5448
5449         if (unmergeable) {
5450                 /*
5451                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5452                  * This is typically the case for debug situations. In that
5453                  * case we can catch duplicate names easily.
5454                  */
5455                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5456                 name = s->name;
5457         } else {
5458                 /*
5459                  * Create a unique name for the slab as a target
5460                  * for the symlinks.
5461                  */
5462                 name = create_unique_id(s);
5463         }
5464
5465         s->kobj.kset = cache_kset(s);
5466         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5467         if (err)
5468                 goto out;
5469
5470         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5471         if (err)
5472                 goto out_del_kobj;
5473
5474 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5475         if (is_root_cache(s)) {
5476                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5477                 if (!s->memcg_kset) {
5478                         err = -ENOMEM;
5479                         goto out_del_kobj;
5480                 }
5481         }
5482 #endif
5483
5484         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5485         if (!unmergeable) {
5486                 /* Setup first alias */
5487                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5488         }
5489 out:
5490         if (!unmergeable)
5491                 kfree(name);
5492         return err;
5493 out_del_kobj:
5494         kobject_del(&s->kobj);
5495         goto out;
5496 }
5497
5498 void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5499 {
5500         if (slab_state < FULL)
5501                 /*
5502                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5503                  * cache from sysfs.
5504                  */
5505                 return;
5506
5507 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5508         kset_unregister(s->memcg_kset);
5509 #endif
5510         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5511         kobject_del(&s->kobj);
5512         kobject_put(&s->kobj);
5513 }
5514
5515 /*
5516  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5517  * available lest we lose that information.
5518  */
5519 struct saved_alias {
5520         struct kmem_cache *s;
5521         const char *name;
5522         struct saved_alias *next;
5523 };
5524
5525 static struct saved_alias *alias_list;
5526
5527 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5528 {
5529         struct saved_alias *al;
5530
5531         if (slab_state == FULL) {
5532                 /*
5533                  * If we have a leftover link then remove it.
5534                  */
5535                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5536                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5537         }
5538
5539         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5540         if (!al)
5541                 return -ENOMEM;
5542
5543         al->s = s;
5544         al->name = name;
5545         al->next = alias_list;
5546         alias_list = al;
5547         return 0;
5548 }
5549
5550 static int __init slab_sysfs_init(void)
5551 {
5552         struct kmem_cache *s;
5553         int err;
5554
5555         mutex_lock(&slab_mutex);
5556
5557         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5558         if (!slab_kset) {
5559                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5560                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5561                 return -ENOSYS;
5562         }
5563
5564         slab_state = FULL;
5565
5566         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5567                 err = sysfs_slab_add(s);
5568                 if (err)
5569                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5570                                s->name);
5571         }
5572
5573         while (alias_list) {
5574                 struct saved_alias *al = alias_list;
5575
5576                 alias_list = alias_list->next;
5577                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5578                 if (err)
5579                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5580                                al->name);
5581                 kfree(al);
5582         }
5583
5584         mutex_unlock(&slab_mutex);
5585         resiliency_test();
5586         return 0;
5587 }
5588
5589 __initcall(slab_sysfs_init);
5590 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5591
5592 /*
5593  * The /proc/slabinfo ABI
5594  */
5595 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5596 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5597 {
5598         unsigned long nr_slabs = 0;
5599         unsigned long nr_objs = 0;
5600         unsigned long nr_free = 0;
5601         int node;
5602         struct kmem_cache_node *n;
5603
5604         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5605                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5606                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5607                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5608         }
5609
5610         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5611         sinfo->num_objs = nr_objs;
5612         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5613         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5614         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5615         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5616 }
5617
5618 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5619 {
5620 }
5621
5622 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5623                        size_t count, loff_t *ppos)
5624 {
5625         return -EIO;
5626 }
5627 #endif /* CONFIG_SLABINFO */