]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/slub.c
mm: memcontrol: report slab usage in cgroup2 memory.stat
[karo-tx-linux.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
6  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
10  */
11
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/bit_spinlock.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/bitops.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include "slab.h"
20 #include <linux/proc_fs.h>
21 #include <linux/notifier.h>
22 #include <linux/seq_file.h>
23 #include <linux/kasan.h>
24 #include <linux/kmemcheck.h>
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/cpuset.h>
27 #include <linux/mempolicy.h>
28 #include <linux/ctype.h>
29 #include <linux/debugobjects.h>
30 #include <linux/kallsyms.h>
31 #include <linux/memory.h>
32 #include <linux/math64.h>
33 #include <linux/fault-inject.h>
34 #include <linux/stacktrace.h>
35 #include <linux/prefetch.h>
36 #include <linux/memcontrol.h>
37
38 #include <trace/events/kmem.h>
39
40 #include "internal.h"
41
42 /*
43  * Lock order:
44  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
45  *   2. node->list_lock
46  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
47  *
48  *   slab_mutex
49  *
50  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
51  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
52  *
53  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
54  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
55  *   double word in the page struct. Meaning
56  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
57  *      B. page->counters       -> Counters of objects
58  *      C. page->frozen         -> frozen state
59  *
60  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
61  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
62  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
63  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
64  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
65  *
66  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
67  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
68  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
69  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
70  *   modified without taking the list lock).
71  *
72  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
73  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
74  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
75  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
76  *   the list lock.
77  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
78  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
79  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
80  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
81  *
82  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
83  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
84  *
85  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
86  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
87  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
88  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
89  * cannot scan all objects.
90  *
91  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
92  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
93  * fast frees and allocs.
94  *
95  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
96  *
97  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
98  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
99  *                      such as satisfying allocations for a specific
100  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
101  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
102  *                      list operations. It is up to the processor holding
103  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
104  *                      when the slab is no longer needed.
105  *
106  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
107  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
108  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
109  *                      freelist that allows lockless access to
110  *                      free objects in addition to the regular freelist
111  *                      that requires the slab lock.
112  *
113  * PageError            Slab requires special handling due to debug
114  *                      options set. This moves slab handling out of
115  *                      the fast path and disables lockless freelists.
116  */
117
118 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
119 {
120 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
121         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
122 #else
123         return 0;
124 #endif
125 }
126
127 static inline void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
128 {
129         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE)
130                 p += s->red_left_pad;
131
132         return p;
133 }
134
135 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
136 {
137 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
138         return !kmem_cache_debug(s);
139 #else
140         return false;
141 #endif
142 }
143
144 /*
145  * Issues still to be resolved:
146  *
147  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
148  *
149  * - Variable sizing of the per node arrays
150  */
151
152 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
153 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
154
155 /* Enable to log cmpxchg failures */
156 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
157
158 /*
159  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
160  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
161  */
162 #define MIN_PARTIAL 5
163
164 /*
165  * Maximum number of desirable partial slabs.
166  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
167  * sort the partial list by the number of objects in use.
168  */
169 #define MAX_PARTIAL 10
170
171 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
172                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
173
174 /*
175  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
176  * issues when checking or reading debug information
177  */
178 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
179                                 SLAB_TRACE)
180
181
182 /*
183  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
184  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
185  * metadata.
186  */
187 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
188
189 #define OO_SHIFT        16
190 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
191 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
192
193 /* Internal SLUB flags */
194 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
195 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
196
197 #ifdef CONFIG_SMP
198 static struct notifier_block slab_notifier;
199 #endif
200
201 /*
202  * Tracking user of a slab.
203  */
204 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
205 struct track {
206         unsigned long addr;     /* Called from address */
207 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
208         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
209 #endif
210         int cpu;                /* Was running on cpu */
211         int pid;                /* Pid context */
212         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
213 };
214
215 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
216
217 #ifdef CONFIG_SYSFS
218 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
219 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
220 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
221 #else
222 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
223 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
224                                                         { return 0; }
225 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
226 #endif
227
228 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
229 {
230 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
231         /*
232          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
233          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
234          */
235         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
236 #endif
237 }
238
239 /********************************************************************
240  *                      Core slab cache functions
241  *******************************************************************/
242
243 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
244 {
245         return *(void **)(object + s->offset);
246 }
247
248 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
249 {
250         prefetch(object + s->offset);
251 }
252
253 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
254 {
255         void *p;
256
257 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
258         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
259 #else
260         p = get_freepointer(s, object);
261 #endif
262         return p;
263 }
264
265 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
266 {
267         *(void **)(object + s->offset) = fp;
268 }
269
270 /* Loop over all objects in a slab */
271 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
272         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
273                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
274                 __p += (__s)->size)
275
276 #define for_each_object_idx(__p, __idx, __s, __addr, __objects) \
277         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr), __idx = 1; \
278                 __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 int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
288 {
289         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
290 }
291
292 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
293                 unsigned long size, int reserved)
294 {
295         struct kmem_cache_order_objects x = {
296                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
297         };
298
299         return x;
300 }
301
302 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
303 {
304         return x.x >> OO_SHIFT;
305 }
306
307 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
308 {
309         return x.x & OO_MASK;
310 }
311
312 /*
313  * Per slab locking using the pagelock
314  */
315 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
316 {
317         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
318         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
319 }
320
321 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
322 {
323         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
324         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
325 }
326
327 static inline void set_page_slub_counters(struct page *page, unsigned long counters_new)
328 {
329         struct page tmp;
330         tmp.counters = counters_new;
331         /*
332          * page->counters can cover frozen/inuse/objects as well
333          * as page->_count.  If we assign to ->counters directly
334          * we run the risk of losing updates to page->_count, so
335          * be careful and only assign to the fields we need.
336          */
337         page->frozen  = tmp.frozen;
338         page->inuse   = tmp.inuse;
339         page->objects = tmp.objects;
340 }
341
342 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
343 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
344                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
345                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
346                 const char *n)
347 {
348         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
349 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
350     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
351         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
352                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
353                                    freelist_old, counters_old,
354                                    freelist_new, counters_new))
355                         return true;
356         } else
357 #endif
358         {
359                 slab_lock(page);
360                 if (page->freelist == freelist_old &&
361                                         page->counters == counters_old) {
362                         page->freelist = freelist_new;
363                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
364                         slab_unlock(page);
365                         return true;
366                 }
367                 slab_unlock(page);
368         }
369
370         cpu_relax();
371         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
372
373 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
374         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
375 #endif
376
377         return false;
378 }
379
380 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
381                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
382                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
383                 const char *n)
384 {
385 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
386     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
387         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
388                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
389                                    freelist_old, counters_old,
390                                    freelist_new, counters_new))
391                         return true;
392         } else
393 #endif
394         {
395                 unsigned long flags;
396
397                 local_irq_save(flags);
398                 slab_lock(page);
399                 if (page->freelist == freelist_old &&
400                                         page->counters == counters_old) {
401                         page->freelist = freelist_new;
402                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
403                         slab_unlock(page);
404                         local_irq_restore(flags);
405                         return true;
406                 }
407                 slab_unlock(page);
408                 local_irq_restore(flags);
409         }
410
411         cpu_relax();
412         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
413
414 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
415         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
416 #endif
417
418         return false;
419 }
420
421 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
422 /*
423  * Determine a map of object in use on a page.
424  *
425  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
426  * not vanish from under us.
427  */
428 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
429 {
430         void *p;
431         void *addr = page_address(page);
432
433         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
434                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
435 }
436
437 static inline int size_from_object(struct kmem_cache *s)
438 {
439         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
440                 return s->size - s->red_left_pad;
441
442         return s->size;
443 }
444
445 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
446 {
447         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
448                 p -= s->red_left_pad;
449
450         return p;
451 }
452
453 /*
454  * Debug settings:
455  */
456 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
457 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
458 #elif defined(CONFIG_KASAN)
459 static int slub_debug = SLAB_STORE_USER;
460 #else
461 static int slub_debug;
462 #endif
463
464 static char *slub_debug_slabs;
465 static int disable_higher_order_debug;
466
467 /*
468  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
469  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
470  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
471  * to tell kasan that these accesses are OK.
472  */
473 static inline void metadata_access_enable(void)
474 {
475         kasan_disable_current();
476 }
477
478 static inline void metadata_access_disable(void)
479 {
480         kasan_enable_current();
481 }
482
483 /*
484  * Object debugging
485  */
486
487 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
488 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
489                                 struct page *page, void *object)
490 {
491         void *base;
492
493         if (!object)
494                 return 1;
495
496         base = page_address(page);
497         object = restore_red_left(s, object);
498         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
499                 (object - base) % s->size) {
500                 return 0;
501         }
502
503         return 1;
504 }
505
506 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
507 {
508         metadata_access_enable();
509         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
510                         length, 1);
511         metadata_access_disable();
512 }
513
514 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
515         enum track_item alloc)
516 {
517         struct track *p;
518
519         if (s->offset)
520                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
521         else
522                 p = object + s->inuse;
523
524         return p + alloc;
525 }
526
527 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
528                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
529 {
530         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
531
532         if (addr) {
533 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
534                 struct stack_trace trace;
535                 int i;
536
537                 trace.nr_entries = 0;
538                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
539                 trace.entries = p->addrs;
540                 trace.skip = 3;
541                 metadata_access_enable();
542                 save_stack_trace(&trace);
543                 metadata_access_disable();
544
545                 /* See rant in lockdep.c */
546                 if (trace.nr_entries != 0 &&
547                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
548                         trace.nr_entries--;
549
550                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
551                         p->addrs[i] = 0;
552 #endif
553                 p->addr = addr;
554                 p->cpu = smp_processor_id();
555                 p->pid = current->pid;
556                 p->when = jiffies;
557         } else
558                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
559 }
560
561 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
562 {
563         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
564                 return;
565
566         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
567         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
568 }
569
570 static void print_track(const char *s, struct track *t)
571 {
572         if (!t->addr)
573                 return;
574
575         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
576                s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
577 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
578         {
579                 int i;
580                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
581                         if (t->addrs[i])
582                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
583                         else
584                                 break;
585         }
586 #endif
587 }
588
589 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
590 {
591         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
592                 return;
593
594         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
595         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
596 }
597
598 static void print_page_info(struct page *page)
599 {
600         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
601                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
602
603 }
604
605 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
606 {
607         struct va_format vaf;
608         va_list args;
609
610         va_start(args, fmt);
611         vaf.fmt = fmt;
612         vaf.va = &args;
613         pr_err("=============================================================================\n");
614         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
615         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
616
617         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
618         va_end(args);
619 }
620
621 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
622 {
623         struct va_format vaf;
624         va_list args;
625
626         va_start(args, fmt);
627         vaf.fmt = fmt;
628         vaf.va = &args;
629         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
630         va_end(args);
631 }
632
633 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
634 {
635         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
636         u8 *addr = page_address(page);
637
638         print_tracking(s, p);
639
640         print_page_info(page);
641
642         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
643                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
644
645         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
646                 print_section("Redzone ", p - s->red_left_pad, s->red_left_pad);
647         else if (p > addr + 16)
648                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
649
650         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
651                                 PAGE_SIZE));
652         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
653                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
654                         s->inuse - s->object_size);
655
656         if (s->offset)
657                 off = s->offset + sizeof(void *);
658         else
659                 off = s->inuse;
660
661         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
662                 off += 2 * sizeof(struct track);
663
664         if (off != size_from_object(s))
665                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
666                 print_section("Padding ", p + off, size_from_object(s) - off);
667
668         dump_stack();
669 }
670
671 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
672                         u8 *object, char *reason)
673 {
674         slab_bug(s, "%s", reason);
675         print_trailer(s, page, object);
676 }
677
678 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
679                         const char *fmt, ...)
680 {
681         va_list args;
682         char buf[100];
683
684         va_start(args, fmt);
685         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
686         va_end(args);
687         slab_bug(s, "%s", buf);
688         print_page_info(page);
689         dump_stack();
690 }
691
692 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
693 {
694         u8 *p = object;
695
696         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
697                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
698
699         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
700                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
701                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
702         }
703
704         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
705                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
706 }
707
708 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
709                                                 void *from, void *to)
710 {
711         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
712         memset(from, data, to - from);
713 }
714
715 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
716                         u8 *object, char *what,
717                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
718 {
719         u8 *fault;
720         u8 *end;
721
722         metadata_access_enable();
723         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
724         metadata_access_disable();
725         if (!fault)
726                 return 1;
727
728         end = start + bytes;
729         while (end > fault && end[-1] == value)
730                 end--;
731
732         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
733         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
734                                         fault, end - 1, fault[0], value);
735         print_trailer(s, page, object);
736
737         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
738         return 0;
739 }
740
741 /*
742  * Object layout:
743  *
744  * object address
745  *      Bytes of the object to be managed.
746  *      If the freepointer may overlay the object then the free
747  *      pointer is the first word of the object.
748  *
749  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
750  *      0xa5 (POISON_END)
751  *
752  * object + s->object_size
753  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
754  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
755  *      object_size == inuse.
756  *
757  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
758  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
759  *
760  * object + s->inuse
761  *      Meta data starts here.
762  *
763  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
764  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
765  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
766  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
767  *              before the word boundary.
768  *
769  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
770  *
771  * object + s->size
772  *      Nothing is used beyond s->size.
773  *
774  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
775  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
776  * may be used with merged slabcaches.
777  */
778
779 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
780 {
781         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
782
783         if (s->offset)
784                 /* Freepointer is placed after the object. */
785                 off += sizeof(void *);
786
787         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
788                 /* We also have user information there */
789                 off += 2 * sizeof(struct track);
790
791         if (size_from_object(s) == off)
792                 return 1;
793
794         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
795                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
796 }
797
798 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
799 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
800 {
801         u8 *start;
802         u8 *fault;
803         u8 *end;
804         int length;
805         int remainder;
806
807         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
808                 return 1;
809
810         start = page_address(page);
811         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
812         end = start + length;
813         remainder = length % s->size;
814         if (!remainder)
815                 return 1;
816
817         metadata_access_enable();
818         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
819         metadata_access_disable();
820         if (!fault)
821                 return 1;
822         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
823                 end--;
824
825         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
826         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
827
828         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
829         return 0;
830 }
831
832 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
833                                         void *object, u8 val)
834 {
835         u8 *p = object;
836         u8 *endobject = object + s->object_size;
837
838         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
839                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
840                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
841                         return 0;
842
843                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
844                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
845                         return 0;
846         } else {
847                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
848                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
849                                 endobject, POISON_INUSE,
850                                 s->inuse - s->object_size);
851                 }
852         }
853
854         if (s->flags & SLAB_POISON) {
855                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
856                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
857                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
858                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
859                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
860                         return 0;
861                 /*
862                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
863                  */
864                 check_pad_bytes(s, page, p);
865         }
866
867         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
868                 /*
869                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
870                  * freepointer while object is allocated.
871                  */
872                 return 1;
873
874         /* Check free pointer validity */
875         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
876                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
877                 /*
878                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
879                  * of the free objects in this slab. May cause
880                  * another error because the object count is now wrong.
881                  */
882                 set_freepointer(s, p, NULL);
883                 return 0;
884         }
885         return 1;
886 }
887
888 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
889 {
890         int maxobj;
891
892         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
893
894         if (!PageSlab(page)) {
895                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
896                 return 0;
897         }
898
899         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
900         if (page->objects > maxobj) {
901                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
902                         page->objects, maxobj);
903                 return 0;
904         }
905         if (page->inuse > page->objects) {
906                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
907                         page->inuse, page->objects);
908                 return 0;
909         }
910         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
911         slab_pad_check(s, page);
912         return 1;
913 }
914
915 /*
916  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
917  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
918  */
919 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
920 {
921         int nr = 0;
922         void *fp;
923         void *object = NULL;
924         int max_objects;
925
926         fp = page->freelist;
927         while (fp && nr <= page->objects) {
928                 if (fp == search)
929                         return 1;
930                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
931                         if (object) {
932                                 object_err(s, page, object,
933                                         "Freechain corrupt");
934                                 set_freepointer(s, object, NULL);
935                         } else {
936                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
937                                 page->freelist = NULL;
938                                 page->inuse = page->objects;
939                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
940                                 return 0;
941                         }
942                         break;
943                 }
944                 object = fp;
945                 fp = get_freepointer(s, object);
946                 nr++;
947         }
948
949         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
950         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
951                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
952
953         if (page->objects != max_objects) {
954                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
955                         "should be %d", page->objects, max_objects);
956                 page->objects = max_objects;
957                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
958         }
959         if (page->inuse != page->objects - nr) {
960                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
961                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
962                 page->inuse = page->objects - nr;
963                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
964         }
965         return search == NULL;
966 }
967
968 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
969                                                                 int alloc)
970 {
971         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
972                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
973                         s->name,
974                         alloc ? "alloc" : "free",
975                         object, page->inuse,
976                         page->freelist);
977
978                 if (!alloc)
979                         print_section("Object ", (void *)object,
980                                         s->object_size);
981
982                 dump_stack();
983         }
984 }
985
986 /*
987  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
988  */
989 static void add_full(struct kmem_cache *s,
990         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
991 {
992         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
993                 return;
994
995         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
996         list_add(&page->lru, &n->full);
997 }
998
999 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1000 {
1001         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1002                 return;
1003
1004         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1005         list_del(&page->lru);
1006 }
1007
1008 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1009 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1010 {
1011         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1012
1013         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1014 }
1015
1016 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1017 {
1018         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1019 }
1020
1021 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1022 {
1023         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1024
1025         /*
1026          * May be called early in order to allocate a slab for the
1027          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1028          * dilemma by deferring the increment of the count during
1029          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1030          */
1031         if (likely(n)) {
1032                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1033                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1034         }
1035 }
1036 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1037 {
1038         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1039
1040         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1041         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1042 }
1043
1044 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1045 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1046                                                                 void *object)
1047 {
1048         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1049                 return;
1050
1051         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1052         init_tracking(s, object);
1053 }
1054
1055 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1056                                         struct page *page,
1057                                         void *object, unsigned long addr)
1058 {
1059         if (!check_slab(s, page))
1060                 return 0;
1061
1062         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1063                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1064                 return 0;
1065         }
1066
1067         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1068                 return 0;
1069
1070         return 1;
1071 }
1072
1073 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1074                                         struct page *page,
1075                                         void *object, unsigned long addr)
1076 {
1077         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1078                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object, addr))
1079                         goto bad;
1080         }
1081
1082         /* Success perform special debug activities for allocs */
1083         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1084                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1085         trace(s, page, object, 1);
1086         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1087         return 1;
1088
1089 bad:
1090         if (PageSlab(page)) {
1091                 /*
1092                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1093                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1094                  * as used avoids touching the remaining objects.
1095                  */
1096                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1097                 page->inuse = page->objects;
1098                 page->freelist = NULL;
1099         }
1100         return 0;
1101 }
1102
1103 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1104                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1105 {
1106         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1107                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1108                 return 0;
1109         }
1110
1111         if (on_freelist(s, page, object)) {
1112                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1113                 return 0;
1114         }
1115
1116         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1117                 return 0;
1118
1119         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1120                 if (!PageSlab(page)) {
1121                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1122                                 "outside of slab", object);
1123                 } else if (!page->slab_cache) {
1124                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1125                                object);
1126                         dump_stack();
1127                 } else
1128                         object_err(s, page, object,
1129                                         "page slab pointer corrupt.");
1130                 return 0;
1131         }
1132         return 1;
1133 }
1134
1135 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1136 static noinline int free_debug_processing(
1137         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1138         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1139         unsigned long addr)
1140 {
1141         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1142         void *object = head;
1143         int cnt = 0;
1144         unsigned long uninitialized_var(flags);
1145         int ret = 0;
1146
1147         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1148         slab_lock(page);
1149
1150         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1151                 if (!check_slab(s, page))
1152                         goto out;
1153         }
1154
1155 next_object:
1156         cnt++;
1157
1158         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1159                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1160                         goto out;
1161         }
1162
1163         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1164                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1165         trace(s, page, object, 0);
1166         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1167         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1168
1169         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1170         if (object != tail) {
1171                 object = get_freepointer(s, object);
1172                 goto next_object;
1173         }
1174         ret = 1;
1175
1176 out:
1177         if (cnt != bulk_cnt)
1178                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1179                          bulk_cnt, cnt);
1180
1181         slab_unlock(page);
1182         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1183         if (!ret)
1184                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1185         return ret;
1186 }
1187
1188 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1189 {
1190         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1191         if (*str++ != '=' || !*str)
1192                 /*
1193                  * No options specified. Switch on full debugging.
1194                  */
1195                 goto out;
1196
1197         if (*str == ',')
1198                 /*
1199                  * No options but restriction on slabs. This means full
1200                  * debugging for slabs matching a pattern.
1201                  */
1202                 goto check_slabs;
1203
1204         slub_debug = 0;
1205         if (*str == '-')
1206                 /*
1207                  * Switch off all debugging measures.
1208                  */
1209                 goto out;
1210
1211         /*
1212          * Determine which debug features should be switched on
1213          */
1214         for (; *str && *str != ','; str++) {
1215                 switch (tolower(*str)) {
1216                 case 'f':
1217                         slub_debug |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1218                         break;
1219                 case 'z':
1220                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1221                         break;
1222                 case 'p':
1223                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1224                         break;
1225                 case 'u':
1226                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1227                         break;
1228                 case 't':
1229                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1230                         break;
1231                 case 'a':
1232                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1233                         break;
1234                 case 'o':
1235                         /*
1236                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1237                          * order would increase as a result.
1238                          */
1239                         disable_higher_order_debug = 1;
1240                         break;
1241                 default:
1242                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1243                                *str);
1244                 }
1245         }
1246
1247 check_slabs:
1248         if (*str == ',')
1249                 slub_debug_slabs = str + 1;
1250 out:
1251         return 1;
1252 }
1253
1254 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1255
1256 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1257         unsigned long flags, const char *name,
1258         void (*ctor)(void *))
1259 {
1260         /*
1261          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1262          */
1263         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1264                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1265                 flags |= slub_debug;
1266
1267         return flags;
1268 }
1269 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1270 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1271                         struct page *page, void *object) {}
1272
1273 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1274         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1275
1276 static inline int free_debug_processing(
1277         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1278         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1279         unsigned long addr) { return 0; }
1280
1281 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1282                         { return 1; }
1283 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1284                         void *object, u8 val) { return 1; }
1285 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1286                                         struct page *page) {}
1287 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1288                                         struct page *page) {}
1289 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1290         unsigned long flags, const char *name,
1291         void (*ctor)(void *))
1292 {
1293         return flags;
1294 }
1295 #define slub_debug 0
1296
1297 #define disable_higher_order_debug 0
1298
1299 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1300                                                         { return 0; }
1301 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1302                                                         { return 0; }
1303 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1304                                                         int objects) {}
1305 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1306                                                         int objects) {}
1307
1308 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1309
1310 /*
1311  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1312  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1313  */
1314 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1315 {
1316         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1317         kasan_kmalloc_large(ptr, size);
1318 }
1319
1320 static inline void kfree_hook(const void *x)
1321 {
1322         kmemleak_free(x);
1323         kasan_kfree_large(x);
1324 }
1325
1326 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1327 {
1328         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1329
1330         /*
1331          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1332          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1333          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1334          */
1335 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
1336         {
1337                 unsigned long flags;
1338
1339                 local_irq_save(flags);
1340                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
1341                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1342                 local_irq_restore(flags);
1343         }
1344 #endif
1345         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1346                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1347
1348         kasan_slab_free(s, x);
1349 }
1350
1351 static inline void slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1352                                            void *head, void *tail)
1353 {
1354 /*
1355  * Compiler cannot detect this function can be removed if slab_free_hook()
1356  * evaluates to nothing.  Thus, catch all relevant config debug options here.
1357  */
1358 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) ||                \
1359         defined(CONFIG_LOCKDEP) ||              \
1360         defined(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK) ||       \
1361         defined(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_FREE) ||   \
1362         defined(CONFIG_KASAN)
1363
1364         void *object = head;
1365         void *tail_obj = tail ? : head;
1366
1367         do {
1368                 slab_free_hook(s, object);
1369         } while ((object != tail_obj) &&
1370                  (object = get_freepointer(s, object)));
1371 #endif
1372 }
1373
1374 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1375                                 void *object)
1376 {
1377         setup_object_debug(s, page, object);
1378         if (unlikely(s->ctor)) {
1379                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1380                 s->ctor(object);
1381                 kasan_poison_object_data(s, object);
1382         }
1383 }
1384
1385 /*
1386  * Slab allocation and freeing
1387  */
1388 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1389                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1390 {
1391         struct page *page;
1392         int order = oo_order(oo);
1393
1394         flags |= __GFP_NOTRACK;
1395
1396         if (node == NUMA_NO_NODE)
1397                 page = alloc_pages(flags, order);
1398         else
1399                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1400
1401         if (page && memcg_charge_slab(page, flags, order, s)) {
1402                 __free_pages(page, order);
1403                 page = NULL;
1404         }
1405
1406         return page;
1407 }
1408
1409 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1410 {
1411         struct page *page;
1412         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1413         gfp_t alloc_gfp;
1414         void *start, *p;
1415         int idx, order;
1416
1417         flags &= gfp_allowed_mask;
1418
1419         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1420                 local_irq_enable();
1421
1422         flags |= s->allocflags;
1423
1424         /*
1425          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1426          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1427          */
1428         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1429         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1430                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM;
1431
1432         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1433         if (unlikely(!page)) {
1434                 oo = s->min;
1435                 alloc_gfp = flags;
1436                 /*
1437                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1438                  * Try a lower order alloc if possible
1439                  */
1440                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1441                 if (unlikely(!page))
1442                         goto out;
1443                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1444         }
1445
1446         if (kmemcheck_enabled &&
1447             !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1448                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1449
1450                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), alloc_gfp, node);
1451
1452                 /*
1453                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1454                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1455                  */
1456                 if (s->ctor)
1457                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1458                 else
1459                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1460         }
1461
1462         page->objects = oo_objects(oo);
1463
1464         order = compound_order(page);
1465         page->slab_cache = s;
1466         __SetPageSlab(page);
1467         if (page_is_pfmemalloc(page))
1468                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1469
1470         start = page_address(page);
1471
1472         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1473                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1474
1475         kasan_poison_slab(page);
1476
1477         for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1478                 setup_object(s, page, p);
1479                 if (likely(idx < page->objects))
1480                         set_freepointer(s, p, p + s->size);
1481                 else
1482                         set_freepointer(s, p, NULL);
1483         }
1484
1485         page->freelist = fixup_red_left(s, start);
1486         page->inuse = page->objects;
1487         page->frozen = 1;
1488
1489 out:
1490         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1491                 local_irq_disable();
1492         if (!page)
1493                 return NULL;
1494
1495         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1496                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1497                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1498                 1 << oo_order(oo));
1499
1500         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1501
1502         return page;
1503 }
1504
1505 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1506 {
1507         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1508                 pr_emerg("gfp: %u\n", flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1509                 BUG();
1510         }
1511
1512         return allocate_slab(s,
1513                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1514 }
1515
1516 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1517 {
1518         int order = compound_order(page);
1519         int pages = 1 << order;
1520
1521         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1522                 void *p;
1523
1524                 slab_pad_check(s, page);
1525                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1526                                                 page->objects)
1527                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1528         }
1529
1530         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1531
1532         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1533                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1534                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1535                 -pages);
1536
1537         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1538         __ClearPageSlab(page);
1539
1540         page_mapcount_reset(page);
1541         if (current->reclaim_state)
1542                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1543         memcg_uncharge_slab(page, order, s);
1544         __free_pages(page, order);
1545 }
1546
1547 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1548         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1549
1550 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1551 {
1552         struct page *page;
1553
1554         if (need_reserve_slab_rcu)
1555                 page = virt_to_head_page(h);
1556         else
1557                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1558
1559         __free_slab(page->slab_cache, page);
1560 }
1561
1562 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1563 {
1564         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1565                 struct rcu_head *head;
1566
1567                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1568                         int order = compound_order(page);
1569                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1570
1571                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1572                         head = page_address(page) + offset;
1573                 } else {
1574                         head = &page->rcu_head;
1575                 }
1576
1577                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1578         } else
1579                 __free_slab(s, page);
1580 }
1581
1582 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1583 {
1584         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1585         free_slab(s, page);
1586 }
1587
1588 /*
1589  * Management of partially allocated slabs.
1590  */
1591 static inline void
1592 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1593 {
1594         n->nr_partial++;
1595         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1596                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1597         else
1598                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1599 }
1600
1601 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1602                                 struct page *page, int tail)
1603 {
1604         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1605         __add_partial(n, page, tail);
1606 }
1607
1608 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1609                                         struct page *page)
1610 {
1611         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1612         list_del(&page->lru);
1613         n->nr_partial--;
1614 }
1615
1616 /*
1617  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1618  * return the pointer to the freelist.
1619  *
1620  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1621  */
1622 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1623                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1624                 int mode, int *objects)
1625 {
1626         void *freelist;
1627         unsigned long counters;
1628         struct page new;
1629
1630         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1631
1632         /*
1633          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1634          * The old freelist is the list of objects for the
1635          * per cpu allocation list.
1636          */
1637         freelist = page->freelist;
1638         counters = page->counters;
1639         new.counters = counters;
1640         *objects = new.objects - new.inuse;
1641         if (mode) {
1642                 new.inuse = page->objects;
1643                 new.freelist = NULL;
1644         } else {
1645                 new.freelist = freelist;
1646         }
1647
1648         VM_BUG_ON(new.frozen);
1649         new.frozen = 1;
1650
1651         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1652                         freelist, counters,
1653                         new.freelist, new.counters,
1654                         "acquire_slab"))
1655                 return NULL;
1656
1657         remove_partial(n, page);
1658         WARN_ON(!freelist);
1659         return freelist;
1660 }
1661
1662 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1663 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1664
1665 /*
1666  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1667  */
1668 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1669                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1670 {
1671         struct page *page, *page2;
1672         void *object = NULL;
1673         int available = 0;
1674         int objects;
1675
1676         /*
1677          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1678          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1679          * partial slab and there is none available then get_partials()
1680          * will return NULL.
1681          */
1682         if (!n || !n->nr_partial)
1683                 return NULL;
1684
1685         spin_lock(&n->list_lock);
1686         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1687                 void *t;
1688
1689                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1690                         continue;
1691
1692                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1693                 if (!t)
1694                         break;
1695
1696                 available += objects;
1697                 if (!object) {
1698                         c->page = page;
1699                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1700                         object = t;
1701                 } else {
1702                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1703                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1704                 }
1705                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1706                         || available > s->cpu_partial / 2)
1707                         break;
1708
1709         }
1710         spin_unlock(&n->list_lock);
1711         return object;
1712 }
1713
1714 /*
1715  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1716  */
1717 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1718                 struct kmem_cache_cpu *c)
1719 {
1720 #ifdef CONFIG_NUMA
1721         struct zonelist *zonelist;
1722         struct zoneref *z;
1723         struct zone *zone;
1724         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1725         void *object;
1726         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1727
1728         /*
1729          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1730          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1731          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1732          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1733          *
1734          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1735          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1736          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1737          * from other nodes and filled up.
1738          *
1739          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1740          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1741          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1742          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1743          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1744          * with available objects.
1745          */
1746         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1747                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1748                 return NULL;
1749
1750         do {
1751                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1752                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1753                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1754                         struct kmem_cache_node *n;
1755
1756                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1757
1758                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1759                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1760                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1761                                 if (object) {
1762                                         /*
1763                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1764                                          * here - if mems_allowed was updated in
1765                                          * parallel, that was a harmless race
1766                                          * between allocation and the cpuset
1767                                          * update
1768                                          */
1769                                         return object;
1770                                 }
1771                         }
1772                 }
1773         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1774 #endif
1775         return NULL;
1776 }
1777
1778 /*
1779  * Get a partial page, lock it and return it.
1780  */
1781 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1782                 struct kmem_cache_cpu *c)
1783 {
1784         void *object;
1785         int searchnode = node;
1786
1787         if (node == NUMA_NO_NODE)
1788                 searchnode = numa_mem_id();
1789         else if (!node_present_pages(node))
1790                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1791
1792         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1793         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1794                 return object;
1795
1796         return get_any_partial(s, flags, c);
1797 }
1798
1799 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1800 /*
1801  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1802  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1803  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1804  */
1805 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1806 #else
1807 /*
1808  * No preemption supported therefore also no need to check for
1809  * different cpus.
1810  */
1811 #define TID_STEP 1
1812 #endif
1813
1814 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1815 {
1816         return tid + TID_STEP;
1817 }
1818
1819 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1820 {
1821         return tid % TID_STEP;
1822 }
1823
1824 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1825 {
1826         return tid / TID_STEP;
1827 }
1828
1829 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1830 {
1831         return cpu;
1832 }
1833
1834 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1835                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1836 {
1837 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1838         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1839
1840         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1841
1842 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1843         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1844                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1845                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1846         else
1847 #endif
1848         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1849                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1850                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1851         else
1852                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1853                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1854 #endif
1855         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1856 }
1857
1858 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1859 {
1860         int cpu;
1861
1862         for_each_possible_cpu(cpu)
1863                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1864 }
1865
1866 /*
1867  * Remove the cpu slab
1868  */
1869 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1870                                 void *freelist)
1871 {
1872         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1873         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1874         int lock = 0;
1875         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1876         void *nextfree;
1877         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1878         struct page new;
1879         struct page old;
1880
1881         if (page->freelist) {
1882                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1883                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1884         }
1885
1886         /*
1887          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1888          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1889          * last one.
1890          *
1891          * There is no need to take the list->lock because the page
1892          * is still frozen.
1893          */
1894         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1895                 void *prior;
1896                 unsigned long counters;
1897
1898                 do {
1899                         prior = page->freelist;
1900                         counters = page->counters;
1901                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1902                         new.counters = counters;
1903                         new.inuse--;
1904                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1905
1906                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1907                         prior, counters,
1908                         freelist, new.counters,
1909                         "drain percpu freelist"));
1910
1911                 freelist = nextfree;
1912         }
1913
1914         /*
1915          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1916          * list presence reflects the actual number of objects
1917          * during unfreeze.
1918          *
1919          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1920          * with the count. If there is a mismatch then the page
1921          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1922          *
1923          * Then we restart the process which may have to remove
1924          * the page from the list that we just put it on again
1925          * because the number of objects in the slab may have
1926          * changed.
1927          */
1928 redo:
1929
1930         old.freelist = page->freelist;
1931         old.counters = page->counters;
1932         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1933
1934         /* Determine target state of the slab */
1935         new.counters = old.counters;
1936         if (freelist) {
1937                 new.inuse--;
1938                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1939                 new.freelist = freelist;
1940         } else
1941                 new.freelist = old.freelist;
1942
1943         new.frozen = 0;
1944
1945         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
1946                 m = M_FREE;
1947         else if (new.freelist) {
1948                 m = M_PARTIAL;
1949                 if (!lock) {
1950                         lock = 1;
1951                         /*
1952                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1953                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1954                          * is frozen
1955                          */
1956                         spin_lock(&n->list_lock);
1957                 }
1958         } else {
1959                 m = M_FULL;
1960                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1961                         lock = 1;
1962                         /*
1963                          * This also ensures that the scanning of full
1964                          * slabs from diagnostic functions will not see
1965                          * any frozen slabs.
1966                          */
1967                         spin_lock(&n->list_lock);
1968                 }
1969         }
1970
1971         if (l != m) {
1972
1973                 if (l == M_PARTIAL)
1974
1975                         remove_partial(n, page);
1976
1977                 else if (l == M_FULL)
1978
1979                         remove_full(s, n, page);
1980
1981                 if (m == M_PARTIAL) {
1982
1983                         add_partial(n, page, tail);
1984                         stat(s, tail);
1985
1986                 } else if (m == M_FULL) {
1987
1988                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1989                         add_full(s, n, page);
1990
1991                 }
1992         }
1993
1994         l = m;
1995         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1996                                 old.freelist, old.counters,
1997                                 new.freelist, new.counters,
1998                                 "unfreezing slab"))
1999                 goto redo;
2000
2001         if (lock)
2002                 spin_unlock(&n->list_lock);
2003
2004         if (m == M_FREE) {
2005                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2006                 discard_slab(s, page);
2007                 stat(s, FREE_SLAB);
2008         }
2009 }
2010
2011 /*
2012  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2013  *
2014  * This function must be called with interrupts disabled
2015  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2016  * to guarantee no concurrent accesses).
2017  */
2018 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2019                 struct kmem_cache_cpu *c)
2020 {
2021 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2022         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2023         struct page *page, *discard_page = NULL;
2024
2025         while ((page = c->partial)) {
2026                 struct page new;
2027                 struct page old;
2028
2029                 c->partial = page->next;
2030
2031                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2032                 if (n != n2) {
2033                         if (n)
2034                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2035
2036                         n = n2;
2037                         spin_lock(&n->list_lock);
2038                 }
2039
2040                 do {
2041
2042                         old.freelist = page->freelist;
2043                         old.counters = page->counters;
2044                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2045
2046                         new.counters = old.counters;
2047                         new.freelist = old.freelist;
2048
2049                         new.frozen = 0;
2050
2051                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2052                                 old.freelist, old.counters,
2053                                 new.freelist, new.counters,
2054                                 "unfreezing slab"));
2055
2056                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2057                         page->next = discard_page;
2058                         discard_page = page;
2059                 } else {
2060                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2061                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2062                 }
2063         }
2064
2065         if (n)
2066                 spin_unlock(&n->list_lock);
2067
2068         while (discard_page) {
2069                 page = discard_page;
2070                 discard_page = discard_page->next;
2071
2072                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2073                 discard_slab(s, page);
2074                 stat(s, FREE_SLAB);
2075         }
2076 #endif
2077 }
2078
2079 /*
2080  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2081  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2082  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2083  * onto a random cpus partial slot.
2084  *
2085  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2086  * per node partial list.
2087  */
2088 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2089 {
2090 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2091         struct page *oldpage;
2092         int pages;
2093         int pobjects;
2094
2095         preempt_disable();
2096         do {
2097                 pages = 0;
2098                 pobjects = 0;
2099                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2100
2101                 if (oldpage) {
2102                         pobjects = oldpage->pobjects;
2103                         pages = oldpage->pages;
2104                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2105                                 unsigned long flags;
2106                                 /*
2107                                  * partial array is full. Move the existing
2108                                  * set to the per node partial list.
2109                                  */
2110                                 local_irq_save(flags);
2111                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2112                                 local_irq_restore(flags);
2113                                 oldpage = NULL;
2114                                 pobjects = 0;
2115                                 pages = 0;
2116                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2117                         }
2118                 }
2119
2120                 pages++;
2121                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2122
2123                 page->pages = pages;
2124                 page->pobjects = pobjects;
2125                 page->next = oldpage;
2126
2127         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2128                                                                 != oldpage);
2129         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2130                 unsigned long flags;
2131
2132                 local_irq_save(flags);
2133                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2134                 local_irq_restore(flags);
2135         }
2136         preempt_enable();
2137 #endif
2138 }
2139
2140 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2141 {
2142         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2143         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2144
2145         c->tid = next_tid(c->tid);
2146         c->page = NULL;
2147         c->freelist = NULL;
2148 }
2149
2150 /*
2151  * Flush cpu slab.
2152  *
2153  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2154  */
2155 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2156 {
2157         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2158
2159         if (likely(c)) {
2160                 if (c->page)
2161                         flush_slab(s, c);
2162
2163                 unfreeze_partials(s, c);
2164         }
2165 }
2166
2167 static void flush_cpu_slab(void *d)
2168 {
2169         struct kmem_cache *s = d;
2170
2171         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2172 }
2173
2174 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2175 {
2176         struct kmem_cache *s = info;
2177         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2178
2179         return c->page || c->partial;
2180 }
2181
2182 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2183 {
2184         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2185 }
2186
2187 /*
2188  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2189  * locality expectations.
2190  */
2191 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2192 {
2193 #ifdef CONFIG_NUMA
2194         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2195                 return 0;
2196 #endif
2197         return 1;
2198 }
2199
2200 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2201 static int count_free(struct page *page)
2202 {
2203         return page->objects - page->inuse;
2204 }
2205
2206 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2207 {
2208         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2209 }
2210 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2211
2212 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2213 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2214                                         int (*get_count)(struct page *))
2215 {
2216         unsigned long flags;
2217         unsigned long x = 0;
2218         struct page *page;
2219
2220         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2221         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2222                 x += get_count(page);
2223         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2224         return x;
2225 }
2226 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2227
2228 static noinline void
2229 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2230 {
2231 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2232         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2233                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2234         int node;
2235         struct kmem_cache_node *n;
2236
2237         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2238                 return;
2239
2240         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2241                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2242         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, default order: %d, min order: %d\n",
2243                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2244                 oo_order(s->min));
2245
2246         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2247                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2248                         s->name);
2249
2250         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2251                 unsigned long nr_slabs;
2252                 unsigned long nr_objs;
2253                 unsigned long nr_free;
2254
2255                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2256                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2257                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2258
2259                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2260                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2261         }
2262 #endif
2263 }
2264
2265 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2266                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2267 {
2268         void *freelist;
2269         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2270         struct page *page;
2271
2272         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2273
2274         if (freelist)
2275                 return freelist;
2276
2277         page = new_slab(s, flags, node);
2278         if (page) {
2279                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2280                 if (c->page)
2281                         flush_slab(s, c);
2282
2283                 /*
2284                  * No other reference to the page yet so we can
2285                  * muck around with it freely without cmpxchg
2286                  */
2287                 freelist = page->freelist;
2288                 page->freelist = NULL;
2289
2290                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2291                 c->page = page;
2292                 *pc = c;
2293         } else
2294                 freelist = NULL;
2295
2296         return freelist;
2297 }
2298
2299 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2300 {
2301         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2302                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2303
2304         return true;
2305 }
2306
2307 /*
2308  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2309  * per cpu freelist or deactivate the page.
2310  *
2311  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2312  *
2313  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2314  *
2315  * This function must be called with interrupt disabled.
2316  */
2317 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2318 {
2319         struct page new;
2320         unsigned long counters;
2321         void *freelist;
2322
2323         do {
2324                 freelist = page->freelist;
2325                 counters = page->counters;
2326
2327                 new.counters = counters;
2328                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2329
2330                 new.inuse = page->objects;
2331                 new.frozen = freelist != NULL;
2332
2333         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2334                 freelist, counters,
2335                 NULL, new.counters,
2336                 "get_freelist"));
2337
2338         return freelist;
2339 }
2340
2341 /*
2342  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2343  * debugging duties.
2344  *
2345  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2346  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2347  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2348  *
2349  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2350  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2351  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2352  *
2353  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2354  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2355  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2356  *
2357  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2358  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2359  */
2360 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2361                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2362 {
2363         void *freelist;
2364         struct page *page;
2365
2366         page = c->page;
2367         if (!page)
2368                 goto new_slab;
2369 redo:
2370
2371         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2372                 int searchnode = node;
2373
2374                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2375                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2376
2377                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2378                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2379                         deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2380                         c->page = NULL;
2381                         c->freelist = NULL;
2382                         goto new_slab;
2383                 }
2384         }
2385
2386         /*
2387          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2388          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2389          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2390          */
2391         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2392                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2393                 c->page = NULL;
2394                 c->freelist = NULL;
2395                 goto new_slab;
2396         }
2397
2398         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2399         freelist = c->freelist;
2400         if (freelist)
2401                 goto load_freelist;
2402
2403         freelist = get_freelist(s, page);
2404
2405         if (!freelist) {
2406                 c->page = NULL;
2407                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2408                 goto new_slab;
2409         }
2410
2411         stat(s, ALLOC_REFILL);
2412
2413 load_freelist:
2414         /*
2415          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2416          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2417          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2418          */
2419         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2420         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2421         c->tid = next_tid(c->tid);
2422         return freelist;
2423
2424 new_slab:
2425
2426         if (c->partial) {
2427                 page = c->page = c->partial;
2428                 c->partial = page->next;
2429                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2430                 c->freelist = NULL;
2431                 goto redo;
2432         }
2433
2434         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2435
2436         if (unlikely(!freelist)) {
2437                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2438                 return NULL;
2439         }
2440
2441         page = c->page;
2442         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2443                 goto load_freelist;
2444
2445         /* Only entered in the debug case */
2446         if (kmem_cache_debug(s) &&
2447                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2448                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2449
2450         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2451         c->page = NULL;
2452         c->freelist = NULL;
2453         return freelist;
2454 }
2455
2456 /*
2457  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2458  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2459  */
2460 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2461                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2462 {
2463         void *p;
2464         unsigned long flags;
2465
2466         local_irq_save(flags);
2467 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2468         /*
2469          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2470          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2471          * pointer.
2472          */
2473         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2474 #endif
2475
2476         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2477         local_irq_restore(flags);
2478         return p;
2479 }
2480
2481 /*
2482  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2483  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2484  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2485  *
2486  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2487  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2488  *
2489  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2490  */
2491 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2492                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2493 {
2494         void *object;
2495         struct kmem_cache_cpu *c;
2496         struct page *page;
2497         unsigned long tid;
2498
2499         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2500         if (!s)
2501                 return NULL;
2502 redo:
2503         /*
2504          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2505          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2506          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2507          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2508          *
2509          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2510          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2511          * to check if it is matched or not.
2512          */
2513         do {
2514                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2515                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2516         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2517                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2518
2519         /*
2520          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2521          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2522          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2523          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2524          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2525          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2526          */
2527         barrier();
2528
2529         /*
2530          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2531          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2532          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2533          * linked list in between.
2534          */
2535
2536         object = c->freelist;
2537         page = c->page;
2538         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2539                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2540                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2541         } else {
2542                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2543
2544                 /*
2545                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2546                  * operation and if we are on the right processor.
2547                  *
2548                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2549                  * semantics!)
2550                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2551                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2552                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2553                  *
2554                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2555                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2556                  * other cpus.
2557                  */
2558                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2559                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2560                                 object, tid,
2561                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2562
2563                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2564                         goto redo;
2565                 }
2566                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2567                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2568         }
2569
2570         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2571                 memset(object, 0, s->object_size);
2572
2573         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2574
2575         return object;
2576 }
2577
2578 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2579                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2580 {
2581         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2582 }
2583
2584 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2585 {
2586         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2587
2588         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2589                                 s->size, gfpflags);
2590
2591         return ret;
2592 }
2593 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2594
2595 #ifdef CONFIG_TRACING
2596 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2597 {
2598         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2599         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2600         kasan_kmalloc(s, ret, size);
2601         return ret;
2602 }
2603 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2604 #endif
2605
2606 #ifdef CONFIG_NUMA
2607 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2608 {
2609         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2610
2611         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2612                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2613
2614         return ret;
2615 }
2616 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2617
2618 #ifdef CONFIG_TRACING
2619 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2620                                     gfp_t gfpflags,
2621                                     int node, size_t size)
2622 {
2623         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2624
2625         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2626                            size, s->size, gfpflags, node);
2627
2628         kasan_kmalloc(s, ret, size);
2629         return ret;
2630 }
2631 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2632 #endif
2633 #endif
2634
2635 /*
2636  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2637  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2638  *
2639  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2640  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2641  * handling required then we can return immediately.
2642  */
2643 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2644                         void *head, void *tail, int cnt,
2645                         unsigned long addr)
2646
2647 {
2648         void *prior;
2649         int was_frozen;
2650         struct page new;
2651         unsigned long counters;
2652         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2653         unsigned long uninitialized_var(flags);
2654
2655         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2656
2657         if (kmem_cache_debug(s) &&
2658             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
2659                 return;
2660
2661         do {
2662                 if (unlikely(n)) {
2663                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2664                         n = NULL;
2665                 }
2666                 prior = page->freelist;
2667                 counters = page->counters;
2668                 set_freepointer(s, tail, prior);
2669                 new.counters = counters;
2670                 was_frozen = new.frozen;
2671                 new.inuse -= cnt;
2672                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2673
2674                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2675
2676                                 /*
2677                                  * Slab was on no list before and will be
2678                                  * partially empty
2679                                  * We can defer the list move and instead
2680                                  * freeze it.
2681                                  */
2682                                 new.frozen = 1;
2683
2684                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2685
2686                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2687                                 /*
2688                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2689                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2690                                  * drop the list_lock without any processing.
2691                                  *
2692                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2693                                  * other processors updating the list of slabs.
2694                                  */
2695                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2696
2697                         }
2698                 }
2699
2700         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2701                 prior, counters,
2702                 head, new.counters,
2703                 "__slab_free"));
2704
2705         if (likely(!n)) {
2706
2707                 /*
2708                  * If we just froze the page then put it onto the
2709                  * per cpu partial list.
2710                  */
2711                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2712                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2713                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2714                 }
2715                 /*
2716                  * The list lock was not taken therefore no list
2717                  * activity can be necessary.
2718                  */
2719                 if (was_frozen)
2720                         stat(s, FREE_FROZEN);
2721                 return;
2722         }
2723
2724         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2725                 goto slab_empty;
2726
2727         /*
2728          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2729          * then add it.
2730          */
2731         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2732                 if (kmem_cache_debug(s))
2733                         remove_full(s, n, page);
2734                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2735                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2736         }
2737         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2738         return;
2739
2740 slab_empty:
2741         if (prior) {
2742                 /*
2743                  * Slab on the partial list.
2744                  */
2745                 remove_partial(n, page);
2746                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2747         } else {
2748                 /* Slab must be on the full list */
2749                 remove_full(s, n, page);
2750         }
2751
2752         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2753         stat(s, FREE_SLAB);
2754         discard_slab(s, page);
2755 }
2756
2757 /*
2758  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2759  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2760  *
2761  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2762  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2763  * the item before.
2764  *
2765  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2766  * with all sorts of special processing.
2767  *
2768  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2769  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2770  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2771  */
2772 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2773                                       void *head, void *tail, int cnt,
2774                                       unsigned long addr)
2775 {
2776         void *tail_obj = tail ? : head;
2777         struct kmem_cache_cpu *c;
2778         unsigned long tid;
2779
2780         slab_free_freelist_hook(s, head, tail);
2781
2782 redo:
2783         /*
2784          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2785          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2786          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2787          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2788          */
2789         do {
2790                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2791                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2792         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2793                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2794
2795         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2796         barrier();
2797
2798         if (likely(page == c->page)) {
2799                 set_freepointer(s, tail_obj, c->freelist);
2800
2801                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2802                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2803                                 c->freelist, tid,
2804                                 head, next_tid(tid)))) {
2805
2806                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2807                         goto redo;
2808                 }
2809                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2810         } else
2811                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
2812
2813 }
2814
2815 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2816 {
2817         s = cache_from_obj(s, x);
2818         if (!s)
2819                 return;
2820         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
2821         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2822 }
2823 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2824
2825 struct detached_freelist {
2826         struct page *page;
2827         void *tail;
2828         void *freelist;
2829         int cnt;
2830         struct kmem_cache *s;
2831 };
2832
2833 /*
2834  * This function progressively scans the array with free objects (with
2835  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
2836  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
2837  * page/objects.  This can happen without any need for
2838  * synchronization, because the objects are owned by running process.
2839  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
2840  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
2841  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
2842  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
2843  * to performance reasons.
2844  */
2845 static inline
2846 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
2847                             void **p, struct detached_freelist *df)
2848 {
2849         size_t first_skipped_index = 0;
2850         int lookahead = 3;
2851         void *object;
2852         struct page *page;
2853
2854         /* Always re-init detached_freelist */
2855         df->page = NULL;
2856
2857         do {
2858                 object = p[--size];
2859                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
2860         } while (!object && size);
2861
2862         if (!object)
2863                 return 0;
2864
2865         page = virt_to_head_page(object);
2866         if (!s) {
2867                 /* Handle kalloc'ed objects */
2868                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2869                         BUG_ON(!PageCompound(page));
2870                         kfree_hook(object);
2871                         __free_kmem_pages(page, compound_order(page));
2872                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
2873                         return size;
2874                 }
2875                 /* Derive kmem_cache from object */
2876                 df->s = page->slab_cache;
2877         } else {
2878                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
2879         }
2880
2881         /* Start new detached freelist */
2882         df->page = page;
2883         set_freepointer(df->s, object, NULL);
2884         df->tail = object;
2885         df->freelist = object;
2886         p[size] = NULL; /* mark object processed */
2887         df->cnt = 1;
2888
2889         while (size) {
2890                 object = p[--size];
2891                 if (!object)
2892                         continue; /* Skip processed objects */
2893
2894                 /* df->page is always set at this point */
2895                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
2896                         /* Opportunity build freelist */
2897                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
2898                         df->freelist = object;
2899                         df->cnt++;
2900                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
2901
2902                         continue;
2903                 }
2904
2905                 /* Limit look ahead search */
2906                 if (!--lookahead)
2907                         break;
2908
2909                 if (!first_skipped_index)
2910                         first_skipped_index = size + 1;
2911         }
2912
2913         return first_skipped_index;
2914 }
2915
2916 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
2917 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
2918 {
2919         if (WARN_ON(!size))
2920                 return;
2921
2922         do {
2923                 struct detached_freelist df;
2924
2925                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
2926                 if (unlikely(!df.page))
2927                         continue;
2928
2929                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
2930         } while (likely(size));
2931 }
2932 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
2933
2934 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
2935 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
2936                           void **p)
2937 {
2938         struct kmem_cache_cpu *c;
2939         int i;
2940
2941         /* memcg and kmem_cache debug support */
2942         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
2943         if (unlikely(!s))
2944                 return false;
2945         /*
2946          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
2947          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
2948          * handlers invoking normal fastpath.
2949          */
2950         local_irq_disable();
2951         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2952
2953         for (i = 0; i < size; i++) {
2954                 void *object = c->freelist;
2955
2956                 if (unlikely(!object)) {
2957                         /*
2958                          * Invoking slow path likely have side-effect
2959                          * of re-populating per CPU c->freelist
2960                          */
2961                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
2962                                             _RET_IP_, c);
2963                         if (unlikely(!p[i]))
2964                                 goto error;
2965
2966                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2967                         continue; /* goto for-loop */
2968                 }
2969                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
2970                 p[i] = object;
2971         }
2972         c->tid = next_tid(c->tid);
2973         local_irq_enable();
2974
2975         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
2976         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO)) {
2977                 int j;
2978
2979                 for (j = 0; j < i; j++)
2980                         memset(p[j], 0, s->object_size);
2981         }
2982
2983         /* memcg and kmem_cache debug support */
2984         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
2985         return i;
2986 error:
2987         local_irq_enable();
2988         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
2989         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
2990         return 0;
2991 }
2992 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
2993
2994
2995 /*
2996  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2997  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2998  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2999  * another.
3000  *
3001  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3002  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3003  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3004  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3005  * locking overhead.
3006  */
3007
3008 /*
3009  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3010  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3011  * and increases the number of allocations possible without having to
3012  * take the list_lock.
3013  */
3014 static int slub_min_order;
3015 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3016 static int slub_min_objects;
3017
3018 /*
3019  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3020  *
3021  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3022  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3023  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3024  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3025  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3026  * would be wasted.
3027  *
3028  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3029  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3030  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3031  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3032  *
3033  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3034  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3035  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3036  * of space in favor of a small page order.
3037  *
3038  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3039  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3040  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3041  * the smallest order which will fit the object.
3042  */
3043 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
3044                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
3045 {
3046         int order;
3047         int rem;
3048         int min_order = slub_min_order;
3049
3050         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3051                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3052
3053         for (order = max(min_order, get_order(min_objects * size + reserved));
3054                         order <= max_order; order++) {
3055
3056                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
3057
3058                 rem = (slab_size - reserved) % size;
3059
3060                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3061                         break;
3062         }
3063
3064         return order;
3065 }
3066
3067 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
3068 {
3069         int order;
3070         int min_objects;
3071         int fraction;
3072         int max_objects;
3073
3074         /*
3075          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3076          * works by first attempting to generate a layout with
3077          * the best configuration and backing off gradually.
3078          *
3079          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3080          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3081          */
3082         min_objects = slub_min_objects;
3083         if (!min_objects)
3084                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3085         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
3086         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3087
3088         while (min_objects > 1) {
3089                 fraction = 16;
3090                 while (fraction >= 4) {
3091                         order = slab_order(size, min_objects,
3092                                         slub_max_order, fraction, reserved);
3093                         if (order <= slub_max_order)
3094                                 return order;
3095                         fraction /= 2;
3096                 }
3097                 min_objects--;
3098         }
3099
3100         /*
3101          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3102          * lets see if we can place a single object there.
3103          */
3104         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
3105         if (order <= slub_max_order)
3106                 return order;
3107
3108         /*
3109          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3110          */
3111         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
3112         if (order < MAX_ORDER)
3113                 return order;
3114         return -ENOSYS;
3115 }
3116
3117 static void
3118 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3119 {
3120         n->nr_partial = 0;
3121         spin_lock_init(&n->list_lock);
3122         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3123 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3124         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3125         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3126         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3127 #endif
3128 }
3129
3130 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3131 {
3132         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3133                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3134
3135         /*
3136          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3137          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3138          */
3139         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3140                                      2 * sizeof(void *));
3141
3142         if (!s->cpu_slab)
3143                 return 0;
3144
3145         init_kmem_cache_cpus(s);
3146
3147         return 1;
3148 }
3149
3150 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3151
3152 /*
3153  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3154  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3155  * possible.
3156  *
3157  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3158  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3159  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3160  */
3161 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3162 {
3163         struct page *page;
3164         struct kmem_cache_node *n;
3165
3166         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3167
3168         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3169
3170         BUG_ON(!page);
3171         if (page_to_nid(page) != node) {
3172                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3173                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3174         }
3175
3176         n = page->freelist;
3177         BUG_ON(!n);
3178         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3179         page->inuse = 1;
3180         page->frozen = 0;
3181         kmem_cache_node->node[node] = n;
3182 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3183         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3184         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3185 #endif
3186         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node));
3187         init_kmem_cache_node(n);
3188         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3189
3190         /*
3191          * No locks need to be taken here as it has just been
3192          * initialized and there is no concurrent access.
3193          */
3194         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3195 }
3196
3197 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3198 {
3199         int node;
3200         struct kmem_cache_node *n;
3201
3202         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3203                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3204                 s->node[node] = NULL;
3205         }
3206 }
3207
3208 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3209 {
3210         free_percpu(s->cpu_slab);
3211         free_kmem_cache_nodes(s);
3212 }
3213
3214 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3215 {
3216         int node;
3217
3218         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3219                 struct kmem_cache_node *n;
3220
3221                 if (slab_state == DOWN) {
3222                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3223                         continue;
3224                 }
3225                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3226                                                 GFP_KERNEL, node);
3227
3228                 if (!n) {
3229                         free_kmem_cache_nodes(s);
3230                         return 0;
3231                 }
3232
3233                 s->node[node] = n;
3234                 init_kmem_cache_node(n);
3235         }
3236         return 1;
3237 }
3238
3239 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3240 {
3241         if (min < MIN_PARTIAL)
3242                 min = MIN_PARTIAL;
3243         else if (min > MAX_PARTIAL)
3244                 min = MAX_PARTIAL;
3245         s->min_partial = min;
3246 }
3247
3248 /*
3249  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3250  * a slab object.
3251  */
3252 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3253 {
3254         unsigned long flags = s->flags;
3255         unsigned long size = s->object_size;
3256         int order;
3257
3258         /*
3259          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3260          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3261          * the possible location of the free pointer.
3262          */
3263         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3264
3265 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3266         /*
3267          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3268          * the slab may touch the object after free or before allocation
3269          * then we should never poison the object itself.
3270          */
3271         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
3272                         !s->ctor)
3273                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3274         else
3275                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3276
3277
3278         /*
3279          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3280          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3281          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3282          */
3283         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3284                 size += sizeof(void *);
3285 #endif
3286
3287         /*
3288          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3289          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3290          */
3291         s->inuse = size;
3292
3293         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3294                 s->ctor)) {
3295                 /*
3296                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3297                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3298                  * kmem_cache_free.
3299                  *
3300                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3301                  * destructor or are poisoning the objects.
3302                  */
3303                 s->offset = size;
3304                 size += sizeof(void *);
3305         }
3306
3307 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3308         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3309                 /*
3310                  * Need to store information about allocs and frees after
3311                  * the object.
3312                  */
3313                 size += 2 * sizeof(struct track);
3314
3315         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3316                 /*
3317                  * Add some empty padding so that we can catch
3318                  * overwrites from earlier objects rather than let
3319                  * tracking information or the free pointer be
3320                  * corrupted if a user writes before the start
3321                  * of the object.
3322                  */
3323                 size += sizeof(void *);
3324
3325                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3326                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3327                 size += s->red_left_pad;
3328         }
3329 #endif
3330
3331         /*
3332          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3333          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3334          * each object to conform to the alignment.
3335          */
3336         size = ALIGN(size, s->align);
3337         s->size = size;
3338         if (forced_order >= 0)
3339                 order = forced_order;
3340         else
3341                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3342
3343         if (order < 0)
3344                 return 0;
3345
3346         s->allocflags = 0;
3347         if (order)
3348                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3349
3350         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3351                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3352
3353         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3354                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3355
3356         /*
3357          * Determine the number of objects per slab
3358          */
3359         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3360         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3361         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3362                 s->max = s->oo;
3363
3364         return !!oo_objects(s->oo);
3365 }
3366
3367 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3368 {
3369         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3370         s->reserved = 0;
3371
3372         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3373                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3374
3375         if (!calculate_sizes(s, -1))
3376                 goto error;
3377         if (disable_higher_order_debug) {
3378                 /*
3379                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3380                  * order increased.
3381                  */
3382                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3383                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3384                         s->offset = 0;
3385                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3386                                 goto error;
3387                 }
3388         }
3389
3390 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3391     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3392         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3393                 /* Enable fast mode */
3394                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3395 #endif
3396
3397         /*
3398          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3399          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3400          */
3401         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3402
3403         /*
3404          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3405          * per cpu partial lists of a processor.
3406          *
3407          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3408          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3409          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3410          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3411          *
3412          * This setting also determines
3413          *
3414          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3415          *    per node list when we reach the limit.
3416          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3417          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3418          *    50% to keep some capacity around for frees.
3419          */
3420         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3421                 s->cpu_partial = 0;
3422         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3423                 s->cpu_partial = 2;
3424         else if (s->size >= 1024)
3425                 s->cpu_partial = 6;
3426         else if (s->size >= 256)
3427                 s->cpu_partial = 13;
3428         else
3429                 s->cpu_partial = 30;
3430
3431 #ifdef CONFIG_NUMA
3432         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3433 #endif
3434         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3435                 goto error;
3436
3437         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3438                 return 0;
3439
3440         free_kmem_cache_nodes(s);
3441 error:
3442         if (flags & SLAB_PANIC)
3443                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3444                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3445                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3446                         oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3447         return -EINVAL;
3448 }
3449
3450 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3451                                                         const char *text)
3452 {
3453 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3454         void *addr = page_address(page);
3455         void *p;
3456         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3457                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3458         if (!map)
3459                 return;
3460         slab_err(s, page, text, s->name);
3461         slab_lock(page);
3462
3463         get_map(s, page, map);
3464         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3465
3466                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3467                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3468                         print_tracking(s, p);
3469                 }
3470         }
3471         slab_unlock(page);
3472         kfree(map);
3473 #endif
3474 }
3475
3476 /*
3477  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3478  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3479  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3480  */
3481 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3482 {
3483         struct page *page, *h;
3484
3485         BUG_ON(irqs_disabled());
3486         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3487         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3488                 if (!page->inuse) {
3489                         remove_partial(n, page);
3490                         discard_slab(s, page);
3491                 } else {
3492                         list_slab_objects(s, page,
3493                         "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3494                 }
3495         }
3496         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3497 }
3498
3499 /*
3500  * Release all resources used by a slab cache.
3501  */
3502 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3503 {
3504         int node;
3505         struct kmem_cache_node *n;
3506
3507         flush_all(s);
3508         /* Attempt to free all objects */
3509         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3510                 free_partial(s, n);
3511                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3512                         return 1;
3513         }
3514         return 0;
3515 }
3516
3517 /********************************************************************
3518  *              Kmalloc subsystem
3519  *******************************************************************/
3520
3521 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3522 {
3523         get_option(&str, &slub_min_order);
3524
3525         return 1;
3526 }
3527
3528 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3529
3530 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3531 {
3532         get_option(&str, &slub_max_order);
3533         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3534
3535         return 1;
3536 }
3537
3538 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3539
3540 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3541 {
3542         get_option(&str, &slub_min_objects);
3543
3544         return 1;
3545 }
3546
3547 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3548
3549 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3550 {
3551         struct kmem_cache *s;
3552         void *ret;
3553
3554         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3555                 return kmalloc_large(size, flags);
3556
3557         s = kmalloc_slab(size, flags);
3558
3559         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3560                 return s;
3561
3562         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3563
3564         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3565
3566         kasan_kmalloc(s, ret, size);
3567
3568         return ret;
3569 }
3570 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3571
3572 #ifdef CONFIG_NUMA
3573 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3574 {
3575         struct page *page;
3576         void *ptr = NULL;
3577
3578         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3579         page = alloc_kmem_pages_node(node, flags, get_order(size));
3580         if (page)
3581                 ptr = page_address(page);
3582
3583         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3584         return ptr;
3585 }
3586
3587 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3588 {
3589         struct kmem_cache *s;
3590         void *ret;
3591
3592         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3593                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3594
3595                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3596                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3597                                    flags, node);
3598
3599                 return ret;
3600         }
3601
3602         s = kmalloc_slab(size, flags);
3603
3604         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3605                 return s;
3606
3607         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3608
3609         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3610
3611         kasan_kmalloc(s, ret, size);
3612
3613         return ret;
3614 }
3615 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3616 #endif
3617
3618 static size_t __ksize(const void *object)
3619 {
3620         struct page *page;
3621
3622         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3623                 return 0;
3624
3625         page = virt_to_head_page(object);
3626
3627         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3628                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3629                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3630         }
3631
3632         return slab_ksize(page->slab_cache);
3633 }
3634
3635 size_t ksize(const void *object)
3636 {
3637         size_t size = __ksize(object);
3638         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3639            so we need unpoison this area. */
3640         kasan_krealloc(object, size);
3641         return size;
3642 }
3643 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3644
3645 void kfree(const void *x)
3646 {
3647         struct page *page;
3648         void *object = (void *)x;
3649
3650         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3651
3652         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3653                 return;
3654
3655         page = virt_to_head_page(x);
3656         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3657                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3658                 kfree_hook(x);
3659                 __free_kmem_pages(page, compound_order(page));
3660                 return;
3661         }
3662         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3663 }
3664 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3665
3666 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3667
3668 /*
3669  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3670  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3671  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3672  *
3673  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3674  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3675  * are freed in them.
3676  */
3677 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s, bool deactivate)
3678 {
3679         int node;
3680         int i;
3681         struct kmem_cache_node *n;
3682         struct page *page;
3683         struct page *t;
3684         struct list_head discard;
3685         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3686         unsigned long flags;
3687         int ret = 0;
3688
3689         if (deactivate) {
3690                 /*
3691                  * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
3692                  * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
3693                  */
3694                 s->cpu_partial = 0;
3695                 s->min_partial = 0;
3696
3697                 /*
3698                  * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial),
3699                  * so we have to make sure the change is visible.
3700                  */
3701                 kick_all_cpus_sync();
3702         }
3703
3704         flush_all(s);
3705         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3706                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3707                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3708                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3709
3710                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3711
3712                 /*
3713                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3714                  *
3715                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3716                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3717                  */
3718                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3719                         int free = page->objects - page->inuse;
3720
3721                         /* Do not reread page->inuse */
3722                         barrier();
3723
3724                         /* We do not keep full slabs on the list */
3725                         BUG_ON(free <= 0);
3726
3727                         if (free == page->objects) {
3728                                 list_move(&page->lru, &discard);
3729                                 n->nr_partial--;
3730                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
3731                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
3732                 }
3733
3734                 /*
3735                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
3736                  * partial list.
3737                  */
3738                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
3739                         list_splice(promote + i, &n->partial);
3740
3741                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3742
3743                 /* Release empty slabs */
3744                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
3745                         discard_slab(s, page);
3746
3747                 if (slabs_node(s, node))
3748                         ret = 1;
3749         }
3750
3751         return ret;
3752 }
3753
3754 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3755 {
3756         struct kmem_cache *s;
3757
3758         mutex_lock(&slab_mutex);
3759         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3760                 __kmem_cache_shrink(s, false);
3761         mutex_unlock(&slab_mutex);
3762
3763         return 0;
3764 }
3765
3766 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3767 {
3768         struct kmem_cache_node *n;
3769         struct kmem_cache *s;
3770         struct memory_notify *marg = arg;
3771         int offline_node;
3772
3773         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3774
3775         /*
3776          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3777          * for it yet.
3778          */
3779         if (offline_node < 0)
3780                 return;
3781
3782         mutex_lock(&slab_mutex);
3783         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3784                 n = get_node(s, offline_node);
3785                 if (n) {
3786                         /*
3787                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3788                          * that is going down. We were unable to free them,
3789                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3790                          * callback. So, we must fail.
3791                          */
3792                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3793
3794                         s->node[offline_node] = NULL;
3795                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3796                 }
3797         }
3798         mutex_unlock(&slab_mutex);
3799 }
3800
3801 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3802 {
3803         struct kmem_cache_node *n;
3804         struct kmem_cache *s;
3805         struct memory_notify *marg = arg;
3806         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3807         int ret = 0;
3808
3809         /*
3810          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3811          * already created. Nothing to do.
3812          */
3813         if (nid < 0)
3814                 return 0;
3815
3816         /*
3817          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3818          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3819          * online.
3820          */
3821         mutex_lock(&slab_mutex);
3822         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3823                 /*
3824                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3825                  *      since memory is not yet available from the node that
3826                  *      is brought up.
3827                  */
3828                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3829                 if (!n) {
3830                         ret = -ENOMEM;
3831                         goto out;
3832                 }
3833                 init_kmem_cache_node(n);
3834                 s->node[nid] = n;
3835         }
3836 out:
3837         mutex_unlock(&slab_mutex);
3838         return ret;
3839 }
3840
3841 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3842                                 unsigned long action, void *arg)
3843 {
3844         int ret = 0;
3845
3846         switch (action) {
3847         case MEM_GOING_ONLINE:
3848                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3849                 break;
3850         case MEM_GOING_OFFLINE:
3851                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3852                 break;
3853         case MEM_OFFLINE:
3854         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3855                 slab_mem_offline_callback(arg);
3856                 break;
3857         case MEM_ONLINE:
3858         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3859                 break;
3860         }
3861         if (ret)
3862                 ret = notifier_from_errno(ret);
3863         else
3864                 ret = NOTIFY_OK;
3865         return ret;
3866 }
3867
3868 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
3869         .notifier_call = slab_memory_callback,
3870         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
3871 };
3872
3873 /********************************************************************
3874  *                      Basic setup of slabs
3875  *******************************************************************/
3876
3877 /*
3878  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3879  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3880  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3881  */
3882
3883 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3884 {
3885         int node;
3886         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3887         struct kmem_cache_node *n;
3888
3889         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3890
3891         /*
3892          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
3893          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
3894          * IPIs around.
3895          */
3896         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
3897         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3898                 struct page *p;
3899
3900                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3901                         p->slab_cache = s;
3902
3903 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3904                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3905                         p->slab_cache = s;
3906 #endif
3907         }
3908         slab_init_memcg_params(s);
3909         list_add(&s->list, &slab_caches);
3910         return s;
3911 }
3912
3913 void __init kmem_cache_init(void)
3914 {
3915         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3916                 boot_kmem_cache_node;
3917
3918         if (debug_guardpage_minorder())
3919                 slub_max_order = 0;
3920
3921         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3922         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3923
3924         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3925                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3926
3927         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
3928
3929         /* Able to allocate the per node structures */
3930         slab_state = PARTIAL;
3931
3932         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3933                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3934                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3935                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3936
3937         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3938
3939         /*
3940          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3941          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3942          * update any list pointers.
3943          */
3944         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3945
3946         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3947         setup_kmalloc_cache_index_table();
3948         create_kmalloc_caches(0);
3949
3950 #ifdef CONFIG_SMP
3951         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3952 #endif
3953
3954         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d, CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3955                 cache_line_size(),
3956                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3957                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3958 }
3959
3960 void __init kmem_cache_init_late(void)
3961 {
3962 }
3963
3964 struct kmem_cache *
3965 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
3966                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3967 {
3968         struct kmem_cache *s, *c;
3969
3970         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3971         if (s) {
3972                 s->refcount++;
3973
3974                 /*
3975                  * Adjust the object sizes so that we clear
3976                  * the complete object on kzalloc.
3977                  */
3978                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3979                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3980
3981                 for_each_memcg_cache(c, s) {
3982                         c->object_size = s->object_size;
3983                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
3984                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
3985                 }
3986
3987                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3988                         s->refcount--;
3989                         s = NULL;
3990                 }
3991         }
3992
3993         return s;
3994 }
3995
3996 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3997 {
3998         int err;
3999
4000         err = kmem_cache_open(s, flags);
4001         if (err)
4002                 return err;
4003
4004         /* Mutex is not taken during early boot */
4005         if (slab_state <= UP)
4006                 return 0;
4007
4008         memcg_propagate_slab_attrs(s);
4009         err = sysfs_slab_add(s);
4010         if (err)
4011                 __kmem_cache_release(s);
4012
4013         return err;
4014 }
4015
4016 #ifdef CONFIG_SMP
4017 /*
4018  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
4019  * necessary.
4020  */
4021 static int slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
4022                 unsigned long action, void *hcpu)
4023 {
4024         long cpu = (long)hcpu;
4025         struct kmem_cache *s;
4026         unsigned long flags;
4027
4028         switch (action) {
4029         case CPU_UP_CANCELED:
4030         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
4031         case CPU_DEAD:
4032         case CPU_DEAD_FROZEN:
4033                 mutex_lock(&slab_mutex);
4034                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4035                         local_irq_save(flags);
4036                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
4037                         local_irq_restore(flags);
4038                 }
4039                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4040                 break;
4041         default:
4042                 break;
4043         }
4044         return NOTIFY_OK;
4045 }
4046
4047 static struct notifier_block slab_notifier = {
4048         .notifier_call = slab_cpuup_callback
4049 };
4050
4051 #endif
4052
4053 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4054 {
4055         struct kmem_cache *s;
4056         void *ret;
4057
4058         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4059                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4060
4061         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4062
4063         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4064                 return s;
4065
4066         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4067
4068         /* Honor the call site pointer we received. */
4069         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4070
4071         return ret;
4072 }
4073
4074 #ifdef CONFIG_NUMA
4075 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4076                                         int node, unsigned long caller)
4077 {
4078         struct kmem_cache *s;
4079         void *ret;
4080
4081         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4082                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4083
4084                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4085                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4086                                    gfpflags, node);
4087
4088                 return ret;
4089         }
4090
4091         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4092
4093         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4094                 return s;
4095
4096         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4097
4098         /* Honor the call site pointer we received. */
4099         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4100
4101         return ret;
4102 }
4103 #endif
4104
4105 #ifdef CONFIG_SYSFS
4106 static int count_inuse(struct page *page)
4107 {
4108         return page->inuse;
4109 }
4110
4111 static int count_total(struct page *page)
4112 {
4113         return page->objects;
4114 }
4115 #endif
4116
4117 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4118 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4119                                                 unsigned long *map)
4120 {
4121         void *p;
4122         void *addr = page_address(page);
4123
4124         if (!check_slab(s, page) ||
4125                         !on_freelist(s, page, NULL))
4126                 return 0;
4127
4128         /* Now we know that a valid freelist exists */
4129         bitmap_zero(map, page->objects);
4130
4131         get_map(s, page, map);
4132         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4133                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4134                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4135                                 return 0;
4136         }
4137
4138         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4139                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4140                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4141                                 return 0;
4142         return 1;
4143 }
4144
4145 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4146                                                 unsigned long *map)
4147 {
4148         slab_lock(page);
4149         validate_slab(s, page, map);
4150         slab_unlock(page);
4151 }
4152
4153 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4154                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4155 {
4156         unsigned long count = 0;
4157         struct page *page;
4158         unsigned long flags;
4159
4160         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4161
4162         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4163                 validate_slab_slab(s, page, map);
4164                 count++;
4165         }
4166         if (count != n->nr_partial)
4167                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4168                        s->name, count, n->nr_partial);
4169
4170         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4171                 goto out;
4172
4173         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4174                 validate_slab_slab(s, page, map);
4175                 count++;
4176         }
4177         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4178                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4179                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4180
4181 out:
4182         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4183         return count;
4184 }
4185
4186 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4187 {
4188         int node;
4189         unsigned long count = 0;
4190         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4191                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4192         struct kmem_cache_node *n;
4193
4194         if (!map)
4195                 return -ENOMEM;
4196
4197         flush_all(s);
4198         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4199                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4200         kfree(map);
4201         return count;
4202 }
4203 /*
4204  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4205  * and freed.
4206  */
4207
4208 struct location {
4209         unsigned long count;
4210         unsigned long addr;
4211         long long sum_time;
4212         long min_time;
4213         long max_time;
4214         long min_pid;
4215         long max_pid;
4216         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4217         nodemask_t nodes;
4218 };
4219
4220 struct loc_track {
4221         unsigned long max;
4222         unsigned long count;
4223         struct location *loc;
4224 };
4225
4226 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4227 {
4228         if (t->max)
4229                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4230                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4231 }
4232
4233 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4234 {
4235         struct location *l;
4236         int order;
4237
4238         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4239
4240         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4241         if (!l)
4242                 return 0;
4243
4244         if (t->count) {
4245                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4246                 free_loc_track(t);
4247         }
4248         t->max = max;
4249         t->loc = l;
4250         return 1;
4251 }
4252
4253 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4254                                 const struct track *track)
4255 {
4256         long start, end, pos;
4257         struct location *l;
4258         unsigned long caddr;
4259         unsigned long age = jiffies - track->when;
4260
4261         start = -1;
4262         end = t->count;
4263
4264         for ( ; ; ) {
4265                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4266
4267                 /*
4268                  * There is nothing at "end". If we end up there
4269                  * we need to add something to before end.
4270                  */
4271                 if (pos == end)
4272                         break;
4273
4274                 caddr = t->loc[pos].addr;
4275                 if (track->addr == caddr) {
4276
4277                         l = &t->loc[pos];
4278                         l->count++;
4279                         if (track->when) {
4280                                 l->sum_time += age;
4281                                 if (age < l->min_time)
4282                                         l->min_time = age;
4283                                 if (age > l->max_time)
4284                                         l->max_time = age;
4285
4286                                 if (track->pid < l->min_pid)
4287                                         l->min_pid = track->pid;
4288                                 if (track->pid > l->max_pid)
4289                                         l->max_pid = track->pid;
4290
4291                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4292                                                 to_cpumask(l->cpus));
4293                         }
4294                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4295                         return 1;
4296                 }
4297
4298                 if (track->addr < caddr)
4299                         end = pos;
4300                 else
4301                         start = pos;
4302         }
4303
4304         /*
4305          * Not found. Insert new tracking element.
4306          */
4307         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4308                 return 0;
4309
4310         l = t->loc + pos;
4311         if (pos < t->count)
4312                 memmove(l + 1, l,
4313                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4314         t->count++;
4315         l->count = 1;
4316         l->addr = track->addr;
4317         l->sum_time = age;
4318         l->min_time = age;
4319         l->max_time = age;
4320         l->min_pid = track->pid;
4321         l->max_pid = track->pid;
4322         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4323         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4324         nodes_clear(l->nodes);
4325         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4326         return 1;
4327 }
4328
4329 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4330                 struct page *page, enum track_item alloc,
4331                 unsigned long *map)
4332 {
4333         void *addr = page_address(page);
4334         void *p;
4335
4336         bitmap_zero(map, page->objects);
4337         get_map(s, page, map);
4338
4339         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4340                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4341                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4342 }
4343
4344 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4345                                         enum track_item alloc)
4346 {
4347         int len = 0;
4348         unsigned long i;
4349         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4350         int node;
4351         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4352                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4353         struct kmem_cache_node *n;
4354
4355         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4356                                      GFP_TEMPORARY)) {
4357                 kfree(map);
4358                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4359         }
4360         /* Push back cpu slabs */
4361         flush_all(s);
4362
4363         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4364                 unsigned long flags;
4365                 struct page *page;
4366
4367                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4368                         continue;
4369
4370                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4371                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4372                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4373                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4374                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4375                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4376         }
4377
4378         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4379                 struct location *l = &t.loc[i];
4380
4381                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4382                         break;
4383                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4384
4385                 if (l->addr)
4386                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4387                 else
4388                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4389
4390                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4391                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4392                                 l->min_time,
4393                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4394                                 l->max_time);
4395                 } else
4396                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4397                                 l->min_time);
4398
4399                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4400                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4401                                 l->min_pid, l->max_pid);
4402                 else
4403                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4404                                 l->min_pid);
4405
4406                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4407                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4408                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4409                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4410                                          " cpus=%*pbl",
4411                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4412
4413                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4414                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4415                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4416                                          " nodes=%*pbl",
4417                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4418
4419                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4420         }
4421
4422         free_loc_track(&t);
4423         kfree(map);
4424         if (!t.count)
4425                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4426         return len;
4427 }
4428 #endif
4429
4430 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4431 static void __init resiliency_test(void)
4432 {
4433         u8 *p;
4434
4435         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4436
4437         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4438         pr_err("-----------------------\n");
4439         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4440
4441         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4442         p[16] = 0x12;
4443         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4444                p + 16);
4445
4446         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4447
4448         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4449         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4450         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4451         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4452                p);
4453         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4454
4455         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4456         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4457         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4458         *p = 0x56;
4459         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4460                p);
4461         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4462         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4463
4464         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4465         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4466         kfree(p);
4467         *p = 0x78;
4468         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4469         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4470
4471         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4472         kfree(p);
4473         p[50] = 0x9a;
4474         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4475         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4476
4477         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4478         kfree(p);
4479         p[512] = 0xab;
4480         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4481         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4482 }
4483 #else
4484 #ifdef CONFIG_SYSFS
4485 static void resiliency_test(void) {};
4486 #endif
4487 #endif
4488
4489 #ifdef CONFIG_SYSFS
4490 enum slab_stat_type {
4491         SL_ALL,                 /* All slabs */
4492         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4493         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4494         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4495         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4496 };
4497
4498 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4499 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4500 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4501 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4502 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4503
4504 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4505                             char *buf, unsigned long flags)
4506 {
4507         unsigned long total = 0;
4508         int node;
4509         int x;
4510         unsigned long *nodes;
4511
4512         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4513         if (!nodes)
4514                 return -ENOMEM;
4515
4516         if (flags & SO_CPU) {
4517                 int cpu;
4518
4519                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4520                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4521                                                                cpu);
4522                         int node;
4523                         struct page *page;
4524
4525                         page = READ_ONCE(c->page);
4526                         if (!page)
4527                                 continue;
4528
4529                         node = page_to_nid(page);
4530                         if (flags & SO_TOTAL)
4531                                 x = page->objects;
4532                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4533                                 x = page->inuse;
4534                         else
4535                                 x = 1;
4536
4537                         total += x;
4538                         nodes[node] += x;
4539
4540                         page = READ_ONCE(c->partial);
4541                         if (page) {
4542                                 node = page_to_nid(page);
4543                                 if (flags & SO_TOTAL)
4544                                         WARN_ON_ONCE(1);
4545                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4546                                         WARN_ON_ONCE(1);
4547                                 else
4548                                         x = page->pages;
4549                                 total += x;
4550                                 nodes[node] += x;
4551                         }
4552                 }
4553         }
4554
4555         get_online_mems();
4556 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4557         if (flags & SO_ALL) {
4558                 struct kmem_cache_node *n;
4559
4560                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4561
4562                         if (flags & SO_TOTAL)
4563                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4564                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4565                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4566                                         count_partial(n, count_free);
4567                         else
4568                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4569                         total += x;
4570                         nodes[node] += x;
4571                 }
4572
4573         } else
4574 #endif
4575         if (flags & SO_PARTIAL) {
4576                 struct kmem_cache_node *n;
4577
4578                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4579                         if (flags & SO_TOTAL)
4580                                 x = count_partial(n, count_total);
4581                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4582                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4583                         else
4584                                 x = n->nr_partial;
4585                         total += x;
4586                         nodes[node] += x;
4587                 }
4588         }
4589         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4590 #ifdef CONFIG_NUMA
4591         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4592                 if (nodes[node])
4593                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4594                                         node, nodes[node]);
4595 #endif
4596         put_online_mems();
4597         kfree(nodes);
4598         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4599 }
4600
4601 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4602 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4603 {
4604         int node;
4605         struct kmem_cache_node *n;
4606
4607         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4608                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4609                         return 1;
4610
4611         return 0;
4612 }
4613 #endif
4614
4615 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4616 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4617
4618 struct slab_attribute {
4619         struct attribute attr;
4620         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4621         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4622 };
4623
4624 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4625         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4626         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4627
4628 #define SLAB_ATTR(_name) \
4629         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4630         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4631
4632 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4633 {
4634         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4635 }
4636 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4637
4638 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4639 {
4640         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4641 }
4642 SLAB_ATTR_RO(align);
4643
4644 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4645 {
4646         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4647 }
4648 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4649
4650 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4651 {
4652         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4653 }
4654 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4655
4656 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4657                                 const char *buf, size_t length)
4658 {
4659         unsigned long order;
4660         int err;
4661
4662         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4663         if (err)
4664                 return err;
4665
4666         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4667                 return -EINVAL;
4668
4669         calculate_sizes(s, order);
4670         return length;
4671 }
4672
4673 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4674 {
4675         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4676 }
4677 SLAB_ATTR(order);
4678
4679 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4680 {
4681         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4682 }
4683
4684 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4685                                  size_t length)
4686 {
4687         unsigned long min;
4688         int err;
4689
4690         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4691         if (err)
4692                 return err;
4693
4694         set_min_partial(s, min);
4695         return length;
4696 }
4697 SLAB_ATTR(min_partial);
4698
4699 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4700 {
4701         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4702 }
4703
4704 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4705                                  size_t length)
4706 {
4707         unsigned long objects;
4708         int err;
4709
4710         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4711         if (err)
4712                 return err;
4713         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4714                 return -EINVAL;
4715
4716         s->cpu_partial = objects;
4717         flush_all(s);
4718         return length;
4719 }
4720 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4721
4722 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4723 {
4724         if (!s->ctor)
4725                 return 0;
4726         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4727 }
4728 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4729
4730 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4731 {
4732         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
4733 }
4734 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4735
4736 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4737 {
4738         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4739 }
4740 SLAB_ATTR_RO(partial);
4741
4742 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4743 {
4744         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4745 }
4746 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4747
4748 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4749 {
4750         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4751 }
4752 SLAB_ATTR_RO(objects);
4753
4754 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4755 {
4756         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4757 }
4758 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4759
4760 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4761 {
4762         int objects = 0;
4763         int pages = 0;
4764         int cpu;
4765         int len;
4766
4767         for_each_online_cpu(cpu) {
4768                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4769
4770                 if (page) {
4771                         pages += page->pages;
4772                         objects += page->pobjects;
4773                 }
4774         }
4775
4776         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4777
4778 #ifdef CONFIG_SMP
4779         for_each_online_cpu(cpu) {
4780                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4781
4782                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4783                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4784                                 page->pobjects, page->pages);
4785         }
4786 #endif
4787         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4788 }
4789 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4790
4791 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4792 {
4793         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4794 }
4795
4796 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4797                                 const char *buf, size_t length)
4798 {
4799         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4800         if (buf[0] == '1')
4801                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4802         return length;
4803 }
4804 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4805
4806 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4807 {
4808         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4809 }
4810 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4811
4812 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4813 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4814 {
4815         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4816 }
4817 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4818 #endif
4819
4820 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4821 {
4822         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4823 }
4824 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4825
4826 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4827 {
4828         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4829 }
4830 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4831
4832 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4833 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4834 {
4835         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4836 }
4837 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4838
4839 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4840 {
4841         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4842 }
4843 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4844
4845 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4846 {
4847         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
4848 }
4849
4850 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4851                                 const char *buf, size_t length)
4852 {
4853         s->flags &= ~SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
4854         if (buf[0] == '1') {
4855                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4856                 s->flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
4857         }
4858         return length;
4859 }
4860 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4861
4862 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4863 {
4864         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4865 }
4866
4867 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4868                                                         size_t length)
4869 {
4870         /*
4871          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
4872          * as well as cause other issues like converting a mergeable
4873          * cache into an umergeable one.
4874          */
4875         if (s->refcount > 1)
4876                 return -EINVAL;
4877
4878         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4879         if (buf[0] == '1') {
4880                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4881                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4882         }
4883         return length;
4884 }
4885 SLAB_ATTR(trace);
4886
4887 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4888 {
4889         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4890 }
4891
4892 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4893                                 const char *buf, size_t length)
4894 {
4895         if (any_slab_objects(s))
4896                 return -EBUSY;
4897
4898         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4899         if (buf[0] == '1') {
4900                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4901         }
4902         calculate_sizes(s, -1);
4903         return length;
4904 }
4905 SLAB_ATTR(red_zone);
4906
4907 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4908 {
4909         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4910 }
4911
4912 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4913                                 const char *buf, size_t length)
4914 {
4915         if (any_slab_objects(s))
4916                 return -EBUSY;
4917
4918         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4919         if (buf[0] == '1') {
4920                 s->flags |= SLAB_POISON;
4921         }
4922         calculate_sizes(s, -1);
4923         return length;
4924 }
4925 SLAB_ATTR(poison);
4926
4927 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4928 {
4929         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4930 }
4931
4932 static ssize_t store_user_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_STORE_USER;
4939         if (buf[0] == '1') {
4940                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4941                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4942         }
4943         calculate_sizes(s, -1);
4944         return length;
4945 }
4946 SLAB_ATTR(store_user);
4947
4948 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4949 {
4950         return 0;
4951 }
4952
4953 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4954                         const char *buf, size_t length)
4955 {
4956         int ret = -EINVAL;
4957
4958         if (buf[0] == '1') {
4959                 ret = validate_slab_cache(s);
4960                 if (ret >= 0)
4961                         ret = length;
4962         }
4963         return ret;
4964 }
4965 SLAB_ATTR(validate);
4966
4967 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4968 {
4969         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4970                 return -ENOSYS;
4971         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4972 }
4973 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4974
4975 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4976 {
4977         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4978                 return -ENOSYS;
4979         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4980 }
4981 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4982 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4983
4984 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4985 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4986 {
4987         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4988 }
4989
4990 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4991                                                         size_t length)
4992 {
4993         if (s->refcount > 1)
4994                 return -EINVAL;
4995
4996         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4997         if (buf[0] == '1')
4998                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4999         return length;
5000 }
5001 SLAB_ATTR(failslab);
5002 #endif
5003
5004 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5005 {
5006         return 0;
5007 }
5008
5009 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5010                         const char *buf, size_t length)
5011 {
5012         if (buf[0] == '1')
5013                 kmem_cache_shrink(s);
5014         else
5015                 return -EINVAL;
5016         return length;
5017 }
5018 SLAB_ATTR(shrink);
5019
5020 #ifdef CONFIG_NUMA
5021 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5022 {
5023         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5024 }
5025
5026 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5027                                 const char *buf, size_t length)
5028 {
5029         unsigned long ratio;
5030         int err;
5031
5032         err = kstrtoul(buf, 10, &ratio);
5033         if (err)
5034                 return err;
5035
5036         if (ratio <= 100)
5037                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5038
5039         return length;
5040 }
5041 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5042 #endif
5043
5044 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5045 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5046 {
5047         unsigned long sum  = 0;
5048         int cpu;
5049         int len;
5050         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5051
5052         if (!data)
5053                 return -ENOMEM;
5054
5055         for_each_online_cpu(cpu) {
5056                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5057
5058                 data[cpu] = x;
5059                 sum += x;
5060         }
5061
5062         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5063
5064 #ifdef CONFIG_SMP
5065         for_each_online_cpu(cpu) {
5066                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5067                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5068         }
5069 #endif
5070         kfree(data);
5071         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5072 }
5073
5074 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5075 {
5076         int cpu;
5077
5078         for_each_online_cpu(cpu)
5079                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5080 }
5081
5082 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5083 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5084 {                                                               \
5085         return show_stat(s, buf, si);                           \
5086 }                                                               \
5087 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5088                                 const char *buf, size_t length) \
5089 {                                                               \
5090         if (buf[0] != '0')                                      \
5091                 return -EINVAL;                                 \
5092         clear_stat(s, si);                                      \
5093         return length;                                          \
5094 }                                                               \
5095 SLAB_ATTR(text);                                                \
5096
5097 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5098 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5099 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5100 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5101 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5102 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5103 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5104 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5105 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5106 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5107 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5108 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5109 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5110 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5111 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5112 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5113 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5114 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5115 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5116 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5117 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5118 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5119 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5120 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5121 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5122 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5123 #endif
5124
5125 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5126         &slab_size_attr.attr,
5127         &object_size_attr.attr,
5128         &objs_per_slab_attr.attr,
5129         &order_attr.attr,
5130         &min_partial_attr.attr,
5131         &cpu_partial_attr.attr,
5132         &objects_attr.attr,
5133         &objects_partial_attr.attr,
5134         &partial_attr.attr,
5135         &cpu_slabs_attr.attr,
5136         &ctor_attr.attr,
5137         &aliases_attr.attr,
5138         &align_attr.attr,
5139         &hwcache_align_attr.attr,
5140         &reclaim_account_attr.attr,
5141         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5142         &shrink_attr.attr,
5143         &reserved_attr.attr,
5144         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5145 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5146         &total_objects_attr.attr,
5147         &slabs_attr.attr,
5148         &sanity_checks_attr.attr,
5149         &trace_attr.attr,
5150         &red_zone_attr.attr,
5151         &poison_attr.attr,
5152         &store_user_attr.attr,
5153         &validate_attr.attr,
5154         &alloc_calls_attr.attr,
5155         &free_calls_attr.attr,
5156 #endif
5157 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5158         &cache_dma_attr.attr,
5159 #endif
5160 #ifdef CONFIG_NUMA
5161         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5162 #endif
5163 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5164         &alloc_fastpath_attr.attr,
5165         &alloc_slowpath_attr.attr,
5166         &free_fastpath_attr.attr,
5167         &free_slowpath_attr.attr,
5168         &free_frozen_attr.attr,
5169         &free_add_partial_attr.attr,
5170         &free_remove_partial_attr.attr,
5171         &alloc_from_partial_attr.attr,
5172         &alloc_slab_attr.attr,
5173         &alloc_refill_attr.attr,
5174         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5175         &free_slab_attr.attr,
5176         &cpuslab_flush_attr.attr,
5177         &deactivate_full_attr.attr,
5178         &deactivate_empty_attr.attr,
5179         &deactivate_to_head_attr.attr,
5180         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5181         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5182         &deactivate_bypass_attr.attr,
5183         &order_fallback_attr.attr,
5184         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5185         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5186         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5187         &cpu_partial_free_attr.attr,
5188         &cpu_partial_node_attr.attr,
5189         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5190 #endif
5191 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5192         &failslab_attr.attr,
5193 #endif
5194
5195         NULL
5196 };
5197
5198 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5199         .attrs = slab_attrs,
5200 };
5201
5202 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5203                                 struct attribute *attr,
5204                                 char *buf)
5205 {
5206         struct slab_attribute *attribute;
5207         struct kmem_cache *s;
5208         int err;
5209
5210         attribute = to_slab_attr(attr);
5211         s = to_slab(kobj);
5212
5213         if (!attribute->show)
5214                 return -EIO;
5215
5216         err = attribute->show(s, buf);
5217
5218         return err;
5219 }
5220
5221 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5222                                 struct attribute *attr,
5223                                 const char *buf, size_t len)
5224 {
5225         struct slab_attribute *attribute;
5226         struct kmem_cache *s;
5227         int err;
5228
5229         attribute = to_slab_attr(attr);
5230         s = to_slab(kobj);
5231
5232         if (!attribute->store)
5233                 return -EIO;
5234
5235         err = attribute->store(s, buf, len);
5236 #ifdef CONFIG_MEMCG
5237         if (slab_state >= FULL && err >= 0 && is_root_cache(s)) {
5238                 struct kmem_cache *c;
5239
5240                 mutex_lock(&slab_mutex);
5241                 if (s->max_attr_size < len)
5242                         s->max_attr_size = len;
5243
5244                 /*
5245                  * This is a best effort propagation, so this function's return
5246                  * value will be determined by the parent cache only. This is
5247                  * basically because not all attributes will have a well
5248                  * defined semantics for rollbacks - most of the actions will
5249                  * have permanent effects.
5250                  *
5251                  * Returning the error value of any of the children that fail
5252                  * is not 100 % defined, in the sense that users seeing the
5253                  * error code won't be able to know anything about the state of
5254                  * the cache.
5255                  *
5256                  * Only returning the error code for the parent cache at least
5257                  * has well defined semantics. The cache being written to
5258                  * directly either failed or succeeded, in which case we loop
5259                  * through the descendants with best-effort propagation.
5260                  */
5261                 for_each_memcg_cache(c, s)
5262                         attribute->store(c, buf, len);
5263                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5264         }
5265 #endif
5266         return err;
5267 }
5268
5269 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s)
5270 {
5271 #ifdef CONFIG_MEMCG
5272         int i;
5273         char *buffer = NULL;
5274         struct kmem_cache *root_cache;
5275
5276         if (is_root_cache(s))
5277                 return;
5278
5279         root_cache = s->memcg_params.root_cache;
5280
5281         /*
5282          * This mean this cache had no attribute written. Therefore, no point
5283          * in copying default values around
5284          */
5285         if (!root_cache->max_attr_size)
5286                 return;
5287
5288         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(slab_attrs); i++) {
5289                 char mbuf[64];
5290                 char *buf;
5291                 struct slab_attribute *attr = to_slab_attr(slab_attrs[i]);
5292
5293                 if (!attr || !attr->store || !attr->show)
5294                         continue;
5295
5296                 /*
5297                  * It is really bad that we have to allocate here, so we will
5298                  * do it only as a fallback. If we actually allocate, though,
5299                  * we can just use the allocated buffer until the end.
5300                  *
5301                  * Most of the slub attributes will tend to be very small in
5302                  * size, but sysfs allows buffers up to a page, so they can
5303                  * theoretically happen.
5304                  */
5305                 if (buffer)
5306                         buf = buffer;
5307                 else if (root_cache->max_attr_size < ARRAY_SIZE(mbuf))
5308                         buf = mbuf;
5309                 else {
5310                         buffer = (char *) get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
5311                         if (WARN_ON(!buffer))
5312                                 continue;
5313                         buf = buffer;
5314                 }
5315
5316                 attr->show(root_cache, buf);
5317                 attr->store(s, buf, strlen(buf));
5318         }
5319
5320         if (buffer)
5321                 free_page((unsigned long)buffer);
5322 #endif
5323 }
5324
5325 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5326 {
5327         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5328 }
5329
5330 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5331         .show = slab_attr_show,
5332         .store = slab_attr_store,
5333 };
5334
5335 static struct kobj_type slab_ktype = {
5336         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5337         .release = kmem_cache_release,
5338 };
5339
5340 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5341 {
5342         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5343
5344         if (ktype == &slab_ktype)
5345                 return 1;
5346         return 0;
5347 }
5348
5349 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5350         .filter = uevent_filter,
5351 };
5352
5353 static struct kset *slab_kset;
5354
5355 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5356 {
5357 #ifdef CONFIG_MEMCG
5358         if (!is_root_cache(s))
5359                 return s->memcg_params.root_cache->memcg_kset;
5360 #endif
5361         return slab_kset;
5362 }
5363
5364 #define ID_STR_LENGTH 64
5365
5366 /* Create a unique string id for a slab cache:
5367  *
5368  * Format       :[flags-]size
5369  */
5370 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5371 {
5372         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5373         char *p = name;
5374
5375         BUG_ON(!name);
5376
5377         *p++ = ':';
5378         /*
5379          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5380          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5381          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5382          * are matched during merging to guarantee that the id is
5383          * unique.
5384          */
5385         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5386                 *p++ = 'd';
5387         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5388                 *p++ = 'a';
5389         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5390                 *p++ = 'F';
5391         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5392                 *p++ = 't';
5393         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5394                 *p++ = 'A';
5395         if (p != name + 1)
5396                 *p++ = '-';
5397         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5398
5399         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5400         return name;
5401 }
5402
5403 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5404 {
5405         int err;
5406         const char *name;
5407         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5408
5409         if (unmergeable) {
5410                 /*
5411                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5412                  * This is typically the case for debug situations. In that
5413                  * case we can catch duplicate names easily.
5414                  */
5415                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5416                 name = s->name;
5417         } else {
5418                 /*
5419                  * Create a unique name for the slab as a target
5420                  * for the symlinks.
5421                  */
5422                 name = create_unique_id(s);
5423         }
5424
5425         s->kobj.kset = cache_kset(s);
5426         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5427         if (err)
5428                 goto out;
5429
5430         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5431         if (err)
5432                 goto out_del_kobj;
5433
5434 #ifdef CONFIG_MEMCG
5435         if (is_root_cache(s)) {
5436                 s->memcg_kset = kset_create_and_add("cgroup", NULL, &s->kobj);
5437                 if (!s->memcg_kset) {
5438                         err = -ENOMEM;
5439                         goto out_del_kobj;
5440                 }
5441         }
5442 #endif
5443
5444         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5445         if (!unmergeable) {
5446                 /* Setup first alias */
5447                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5448         }
5449 out:
5450         if (!unmergeable)
5451                 kfree(name);
5452         return err;
5453 out_del_kobj:
5454         kobject_del(&s->kobj);
5455         goto out;
5456 }
5457
5458 void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5459 {
5460         if (slab_state < FULL)
5461                 /*
5462                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5463                  * cache from sysfs.
5464                  */
5465                 return;
5466
5467 #ifdef CONFIG_MEMCG
5468         kset_unregister(s->memcg_kset);
5469 #endif
5470         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5471         kobject_del(&s->kobj);
5472         kobject_put(&s->kobj);
5473 }
5474
5475 /*
5476  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5477  * available lest we lose that information.
5478  */
5479 struct saved_alias {
5480         struct kmem_cache *s;
5481         const char *name;
5482         struct saved_alias *next;
5483 };
5484
5485 static struct saved_alias *alias_list;
5486
5487 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5488 {
5489         struct saved_alias *al;
5490
5491         if (slab_state == FULL) {
5492                 /*
5493                  * If we have a leftover link then remove it.
5494                  */
5495                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5496                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5497         }
5498
5499         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5500         if (!al)
5501                 return -ENOMEM;
5502
5503         al->s = s;
5504         al->name = name;
5505         al->next = alias_list;
5506         alias_list = al;
5507         return 0;
5508 }
5509
5510 static int __init slab_sysfs_init(void)
5511 {
5512         struct kmem_cache *s;
5513         int err;
5514
5515         mutex_lock(&slab_mutex);
5516
5517         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5518         if (!slab_kset) {
5519                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5520                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5521                 return -ENOSYS;
5522         }
5523
5524         slab_state = FULL;
5525
5526         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5527                 err = sysfs_slab_add(s);
5528                 if (err)
5529                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5530                                s->name);
5531         }
5532
5533         while (alias_list) {
5534                 struct saved_alias *al = alias_list;
5535
5536                 alias_list = alias_list->next;
5537                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5538                 if (err)
5539                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5540                                al->name);
5541                 kfree(al);
5542         }
5543
5544         mutex_unlock(&slab_mutex);
5545         resiliency_test();
5546         return 0;
5547 }
5548
5549 __initcall(slab_sysfs_init);
5550 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5551
5552 /*
5553  * The /proc/slabinfo ABI
5554  */
5555 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5556 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5557 {
5558         unsigned long nr_slabs = 0;
5559         unsigned long nr_objs = 0;
5560         unsigned long nr_free = 0;
5561         int node;
5562         struct kmem_cache_node *n;
5563
5564         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5565                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5566                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5567                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5568         }
5569
5570         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5571         sinfo->num_objs = nr_objs;
5572         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5573         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5574         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5575         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5576 }
5577
5578 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5579 {
5580 }
5581
5582 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5583                        size_t count, loff_t *ppos)
5584 {
5585         return -EIO;
5586 }
5587 #endif /* CONFIG_SLABINFO */