]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/slub.c
ARM: dts: imx6ul: add support for Ka-Ro electronics TXUL mainboard
[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 #ifdef CONFIG_KASAN
43 #include "kasan/kasan.h"
44 #endif
45
46 /*
47  * Lock order:
48  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
49  *   2. node->list_lock
50  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
51  *
52  *   slab_mutex
53  *
54  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
55  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
56  *
57  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
58  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
59  *   double word in the page struct. Meaning
60  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
61  *      B. page->counters       -> Counters of objects
62  *      C. page->frozen         -> frozen state
63  *
64  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
65  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
66  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
67  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
68  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
69  *
70  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
71  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
72  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
73  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
74  *   modified without taking the list lock).
75  *
76  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
77  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
78  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
79  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
80  *   the list lock.
81  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
82  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
83  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
84  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
85  *
86  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
87  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
88  *
89  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
90  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
91  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
92  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
93  * cannot scan all objects.
94  *
95  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
96  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
97  * fast frees and allocs.
98  *
99  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
100  *
101  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
102  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
103  *                      such as satisfying allocations for a specific
104  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
105  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
106  *                      list operations. It is up to the processor holding
107  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
108  *                      when the slab is no longer needed.
109  *
110  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
111  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
112  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
113  *                      freelist that allows lockless access to
114  *                      free objects in addition to the regular freelist
115  *                      that requires the slab lock.
116  *
117  * PageError            Slab requires special handling due to debug
118  *                      options set. This moves slab handling out of
119  *                      the fast path and disables lockless freelists.
120  */
121
122 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
123 {
124 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
125         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
126 #else
127         return 0;
128 #endif
129 }
130
131 static inline void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
132 {
133         if (kmem_cache_debug(s) && s->flags & SLAB_RED_ZONE)
134                 p += s->red_left_pad;
135
136         return p;
137 }
138
139 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
140 {
141 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
142         return !kmem_cache_debug(s);
143 #else
144         return false;
145 #endif
146 }
147
148 /*
149  * Issues still to be resolved:
150  *
151  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
152  *
153  * - Variable sizing of the per node arrays
154  */
155
156 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
157 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
158
159 /* Enable to log cmpxchg failures */
160 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
161
162 /*
163  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
164  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
165  */
166 #define MIN_PARTIAL 5
167
168 /*
169  * Maximum number of desirable partial slabs.
170  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
171  * sort the partial list by the number of objects in use.
172  */
173 #define MAX_PARTIAL 10
174
175 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
176                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
177
178 /*
179  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
180  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
181  * metadata.
182  */
183 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
184
185 #define OO_SHIFT        16
186 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
187 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
188
189 /* Internal SLUB flags */
190 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
191 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
192
193 #ifdef CONFIG_SMP
194 static struct notifier_block slab_notifier;
195 #endif
196
197 /*
198  * Tracking user of a slab.
199  */
200 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
201 struct track {
202         unsigned long addr;     /* Called from address */
203 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
204         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
205 #endif
206         int cpu;                /* Was running on cpu */
207         int pid;                /* Pid context */
208         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
209 };
210
211 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
212
213 #ifdef CONFIG_SYSFS
214 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
215 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
216 static void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s);
217 #else
218 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
219 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
220                                                         { return 0; }
221 static inline void memcg_propagate_slab_attrs(struct kmem_cache *s) { }
222 #endif
223
224 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
225 {
226 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
227         /*
228          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
229          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
230          */
231         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
232 #endif
233 }
234
235 /********************************************************************
236  *                      Core slab cache functions
237  *******************************************************************/
238
239 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
240 {
241         return *(void **)(object + s->offset);
242 }
243
244 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
245 {
246         prefetch(object + s->offset);
247 }
248
249 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
250 {
251         void *p;
252
253         if (!debug_pagealloc_enabled())
254                 return get_freepointer(s, object);
255         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
256         return p;
257 }
258
259 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
260 {
261         *(void **)(object + s->offset) = fp;
262 }
263
264 /* Loop over all objects in a slab */
265 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
266         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
267                         __p += (__s)->size)
268
269 #define for_each_object_idx(__p, __idx, __s, __addr, __objects) \
270         for (__p = (__addr), __idx = 1; __idx <= __objects;\
271                         __p += (__s)->size, __idx++)
272
273 /* Determine object index from a given position */
274 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
275 {
276         return (p - addr) / s->size;
277 }
278
279 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
280 {
281         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
282 }
283
284 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
285                 unsigned long size, int reserved)
286 {
287         struct kmem_cache_order_objects x = {
288                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
289         };
290
291         return x;
292 }
293
294 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
295 {
296         return x.x >> OO_SHIFT;
297 }
298
299 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
300 {
301         return x.x & OO_MASK;
302 }
303
304 /*
305  * Per slab locking using the pagelock
306  */
307 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
308 {
309         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
310         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
311 }
312
313 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
314 {
315         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
316         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
317 }
318
319 static inline void set_page_slub_counters(struct page *page, unsigned long counters_new)
320 {
321         struct page tmp;
322         tmp.counters = counters_new;
323         /*
324          * page->counters can cover frozen/inuse/objects as well
325          * as page->_count.  If we assign to ->counters directly
326          * we run the risk of losing updates to page->_count, so
327          * be careful and only assign to the fields we need.
328          */
329         page->frozen  = tmp.frozen;
330         page->inuse   = tmp.inuse;
331         page->objects = tmp.objects;
332 }
333
334 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
335 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
336                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
337                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
338                 const char *n)
339 {
340         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
341 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
342     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
343         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
344                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
345                                    freelist_old, counters_old,
346                                    freelist_new, counters_new))
347                         return true;
348         } else
349 #endif
350         {
351                 slab_lock(page);
352                 if (page->freelist == freelist_old &&
353                                         page->counters == counters_old) {
354                         page->freelist = freelist_new;
355                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
356                         slab_unlock(page);
357                         return true;
358                 }
359                 slab_unlock(page);
360         }
361
362         cpu_relax();
363         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
364
365 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
366         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
367 #endif
368
369         return false;
370 }
371
372 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
373                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
374                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
375                 const char *n)
376 {
377 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
378     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
379         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
380                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
381                                    freelist_old, counters_old,
382                                    freelist_new, counters_new))
383                         return true;
384         } else
385 #endif
386         {
387                 unsigned long flags;
388
389                 local_irq_save(flags);
390                 slab_lock(page);
391                 if (page->freelist == freelist_old &&
392                                         page->counters == counters_old) {
393                         page->freelist = freelist_new;
394                         set_page_slub_counters(page, counters_new);
395                         slab_unlock(page);
396                         local_irq_restore(flags);
397                         return true;
398                 }
399                 slab_unlock(page);
400                 local_irq_restore(flags);
401         }
402
403         cpu_relax();
404         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
405
406 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
407         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
408 #endif
409
410         return false;
411 }
412
413 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
414 /*
415  * Determine a map of object in use on a page.
416  *
417  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
418  * not vanish from under us.
419  */
420 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
421 {
422         void *p;
423         void *addr = page_address(page);
424
425         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
426                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
427 }
428
429 static inline int size_from_object(struct kmem_cache *s)
430 {
431         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
432                 return s->size - s->red_left_pad;
433
434         return s->size;
435 }
436
437 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
438 {
439         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
440                 p -= s->red_left_pad;
441
442         return p;
443 }
444
445 /*
446  * Debug settings:
447  */
448 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
449 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
450 #elif defined(CONFIG_KASAN)
451 static int slub_debug = SLAB_STORE_USER;
452 #else
453 static int slub_debug;
454 #endif
455
456 static char *slub_debug_slabs;
457 static int disable_higher_order_debug;
458
459 /*
460  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
461  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
462  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
463  * to tell kasan that these accesses are OK.
464  */
465 static inline void metadata_access_enable(void)
466 {
467         kasan_disable_current();
468 }
469
470 static inline void metadata_access_disable(void)
471 {
472         kasan_enable_current();
473 }
474
475 /*
476  * Object debugging
477  */
478
479 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
480 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
481                                 struct page *page, void *object)
482 {
483         void *base;
484
485         if (!object)
486                 return 1;
487
488         base = page_address(page);
489         object = restore_red_left(s, object);
490         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
491                 (object - base) % s->size) {
492                 return 0;
493         }
494
495         return 1;
496 }
497
498 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
499 {
500         metadata_access_enable();
501         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
502                         length, 1);
503         metadata_access_disable();
504 }
505
506 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
507         enum track_item alloc)
508 {
509         struct track *p;
510
511         if (s->offset)
512                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
513         else
514                 p = object + s->inuse;
515
516         return p + alloc;
517 }
518
519 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
520                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
521 {
522         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
523
524         if (addr) {
525 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
526                 struct stack_trace trace;
527                 int i;
528
529                 trace.nr_entries = 0;
530                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
531                 trace.entries = p->addrs;
532                 trace.skip = 3;
533                 metadata_access_enable();
534                 save_stack_trace(&trace);
535                 metadata_access_disable();
536
537                 /* See rant in lockdep.c */
538                 if (trace.nr_entries != 0 &&
539                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
540                         trace.nr_entries--;
541
542                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
543                         p->addrs[i] = 0;
544 #endif
545                 p->addr = addr;
546                 p->cpu = smp_processor_id();
547                 p->pid = current->pid;
548                 p->when = jiffies;
549         } else
550                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
551 }
552
553 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
554 {
555         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
556                 return;
557
558         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
559         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
560 }
561
562 static void print_track(const char *s, struct track *t)
563 {
564         if (!t->addr)
565                 return;
566
567         pr_err("INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
568                s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
569 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
570         {
571                 int i;
572                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
573                         if (t->addrs[i])
574                                 pr_err("\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
575                         else
576                                 break;
577         }
578 #endif
579 }
580
581 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
582 {
583         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
584                 return;
585
586         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
587         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
588 }
589
590 static void print_page_info(struct page *page)
591 {
592         pr_err("INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
593                page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
594
595 }
596
597 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
598 {
599         struct va_format vaf;
600         va_list args;
601
602         va_start(args, fmt);
603         vaf.fmt = fmt;
604         vaf.va = &args;
605         pr_err("=============================================================================\n");
606         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
607         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
608
609         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
610         va_end(args);
611 }
612
613 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
614 {
615         struct va_format vaf;
616         va_list args;
617
618         va_start(args, fmt);
619         vaf.fmt = fmt;
620         vaf.va = &args;
621         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
622         va_end(args);
623 }
624
625 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
626 {
627         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
628         u8 *addr = page_address(page);
629
630         print_tracking(s, p);
631
632         print_page_info(page);
633
634         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
635                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
636
637         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
638                 print_section("Redzone ", p - s->red_left_pad, s->red_left_pad);
639         else if (p > addr + 16)
640                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
641
642         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
643                                 PAGE_SIZE));
644         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
645                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
646                         s->inuse - s->object_size);
647
648         if (s->offset)
649                 off = s->offset + sizeof(void *);
650         else
651                 off = s->inuse;
652
653         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
654                 off += 2 * sizeof(struct track);
655
656         if (off != size_from_object(s))
657                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
658                 print_section("Padding ", p + off, size_from_object(s) - off);
659
660         dump_stack();
661 }
662
663 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
664                         u8 *object, char *reason)
665 {
666         slab_bug(s, "%s", reason);
667         print_trailer(s, page, object);
668 }
669
670 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
671                         const char *fmt, ...)
672 {
673         va_list args;
674         char buf[100];
675
676         va_start(args, fmt);
677         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
678         va_end(args);
679         slab_bug(s, "%s", buf);
680         print_page_info(page);
681         dump_stack();
682 }
683
684 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
685 {
686         u8 *p = object;
687
688         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
689                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
690
691         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
692                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
693                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
694         }
695
696         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
697                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
698 }
699
700 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
701                                                 void *from, void *to)
702 {
703         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
704         memset(from, data, to - from);
705 }
706
707 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
708                         u8 *object, char *what,
709                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
710 {
711         u8 *fault;
712         u8 *end;
713
714         metadata_access_enable();
715         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
716         metadata_access_disable();
717         if (!fault)
718                 return 1;
719
720         end = start + bytes;
721         while (end > fault && end[-1] == value)
722                 end--;
723
724         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
725         pr_err("INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
726                                         fault, end - 1, fault[0], value);
727         print_trailer(s, page, object);
728
729         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
730         return 0;
731 }
732
733 /*
734  * Object layout:
735  *
736  * object address
737  *      Bytes of the object to be managed.
738  *      If the freepointer may overlay the object then the free
739  *      pointer is the first word of the object.
740  *
741  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
742  *      0xa5 (POISON_END)
743  *
744  * object + s->object_size
745  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
746  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
747  *      object_size == inuse.
748  *
749  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
750  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
751  *
752  * object + s->inuse
753  *      Meta data starts here.
754  *
755  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
756  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
757  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
758  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
759  *              before the word boundary.
760  *
761  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
762  *
763  * object + s->size
764  *      Nothing is used beyond s->size.
765  *
766  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
767  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
768  * may be used with merged slabcaches.
769  */
770
771 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
772 {
773         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
774
775         if (s->offset)
776                 /* Freepointer is placed after the object. */
777                 off += sizeof(void *);
778
779         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
780                 /* We also have user information there */
781                 off += 2 * sizeof(struct track);
782
783         if (size_from_object(s) == off)
784                 return 1;
785
786         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
787                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
788 }
789
790 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
791 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
792 {
793         u8 *start;
794         u8 *fault;
795         u8 *end;
796         int length;
797         int remainder;
798
799         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
800                 return 1;
801
802         start = page_address(page);
803         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
804         end = start + length;
805         remainder = length % s->size;
806         if (!remainder)
807                 return 1;
808
809         metadata_access_enable();
810         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
811         metadata_access_disable();
812         if (!fault)
813                 return 1;
814         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
815                 end--;
816
817         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
818         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
819
820         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
821         return 0;
822 }
823
824 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
825                                         void *object, u8 val)
826 {
827         u8 *p = object;
828         u8 *endobject = object + s->object_size;
829
830         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
831                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
832                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
833                         return 0;
834
835                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
836                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
837                         return 0;
838         } else {
839                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
840                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
841                                 endobject, POISON_INUSE,
842                                 s->inuse - s->object_size);
843                 }
844         }
845
846         if (s->flags & SLAB_POISON) {
847                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
848                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
849                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
850                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
851                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
852                         return 0;
853                 /*
854                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
855                  */
856                 check_pad_bytes(s, page, p);
857         }
858
859         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
860                 /*
861                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
862                  * freepointer while object is allocated.
863                  */
864                 return 1;
865
866         /* Check free pointer validity */
867         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
868                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
869                 /*
870                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
871                  * of the free objects in this slab. May cause
872                  * another error because the object count is now wrong.
873                  */
874                 set_freepointer(s, p, NULL);
875                 return 0;
876         }
877         return 1;
878 }
879
880 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
881 {
882         int maxobj;
883
884         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
885
886         if (!PageSlab(page)) {
887                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
888                 return 0;
889         }
890
891         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
892         if (page->objects > maxobj) {
893                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
894                         page->objects, maxobj);
895                 return 0;
896         }
897         if (page->inuse > page->objects) {
898                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
899                         page->inuse, page->objects);
900                 return 0;
901         }
902         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
903         slab_pad_check(s, page);
904         return 1;
905 }
906
907 /*
908  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
909  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
910  */
911 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
912 {
913         int nr = 0;
914         void *fp;
915         void *object = NULL;
916         int max_objects;
917
918         fp = page->freelist;
919         while (fp && nr <= page->objects) {
920                 if (fp == search)
921                         return 1;
922                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
923                         if (object) {
924                                 object_err(s, page, object,
925                                         "Freechain corrupt");
926                                 set_freepointer(s, object, NULL);
927                         } else {
928                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
929                                 page->freelist = NULL;
930                                 page->inuse = page->objects;
931                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
932                                 return 0;
933                         }
934                         break;
935                 }
936                 object = fp;
937                 fp = get_freepointer(s, object);
938                 nr++;
939         }
940
941         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
942         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
943                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
944
945         if (page->objects != max_objects) {
946                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
947                         "should be %d", page->objects, max_objects);
948                 page->objects = max_objects;
949                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
950         }
951         if (page->inuse != page->objects - nr) {
952                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
953                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
954                 page->inuse = page->objects - nr;
955                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
956         }
957         return search == NULL;
958 }
959
960 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
961                                                                 int alloc)
962 {
963         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
964                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
965                         s->name,
966                         alloc ? "alloc" : "free",
967                         object, page->inuse,
968                         page->freelist);
969
970                 if (!alloc)
971                         print_section("Object ", (void *)object,
972                                         s->object_size);
973
974                 dump_stack();
975         }
976 }
977
978 /*
979  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
980  */
981 static void add_full(struct kmem_cache *s,
982         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
983 {
984         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
985                 return;
986
987         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
988         list_add(&page->lru, &n->full);
989 }
990
991 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
992 {
993         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
994                 return;
995
996         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
997         list_del(&page->lru);
998 }
999
1000 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1001 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1002 {
1003         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1004
1005         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1006 }
1007
1008 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1009 {
1010         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1011 }
1012
1013 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1014 {
1015         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1016
1017         /*
1018          * May be called early in order to allocate a slab for the
1019          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1020          * dilemma by deferring the increment of the count during
1021          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1022          */
1023         if (likely(n)) {
1024                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1025                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1026         }
1027 }
1028 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1029 {
1030         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1031
1032         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1033         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1034 }
1035
1036 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1037 static void *setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1038                                                                 void *object)
1039 {
1040         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1041                 return object;
1042
1043         object = fixup_red_left(s, object);
1044         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1045         init_tracking(s, object);
1046
1047         return object;
1048 }
1049
1050 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1051                                         struct page *page,
1052                                         void *object, unsigned long addr)
1053 {
1054         if (!check_slab(s, page))
1055                 goto bad;
1056
1057         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1058                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1059                 goto bad;
1060         }
1061
1062         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1063                 goto bad;
1064
1065         /* Success perform special debug activities for allocs */
1066         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1067                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1068         trace(s, page, object, 1);
1069         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1070         return 1;
1071
1072 bad:
1073         if (PageSlab(page)) {
1074                 /*
1075                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1076                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1077                  * as used avoids touching the remaining objects.
1078                  */
1079                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1080                 page->inuse = page->objects;
1081                 page->freelist = NULL;
1082         }
1083         return 0;
1084 }
1085
1086 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1087 static noinline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1088         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1089         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1090         unsigned long addr, unsigned long *flags)
1091 {
1092         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1093         void *object = head;
1094         int cnt = 0;
1095
1096         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, *flags);
1097         slab_lock(page);
1098
1099         if (!check_slab(s, page))
1100                 goto fail;
1101
1102 next_object:
1103         cnt++;
1104
1105         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1106                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1107                 goto fail;
1108         }
1109
1110         if (on_freelist(s, page, object)) {
1111                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1112                 goto fail;
1113         }
1114
1115         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1116                 goto out;
1117
1118         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1119                 if (!PageSlab(page)) {
1120                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1121                                 "outside of slab", object);
1122                 } else if (!page->slab_cache) {
1123                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1124                                object);
1125                         dump_stack();
1126                 } else
1127                         object_err(s, page, object,
1128                                         "page slab pointer corrupt.");
1129                 goto fail;
1130         }
1131
1132         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1133                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1134         trace(s, page, object, 0);
1135         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1136         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1137
1138         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1139         if (object != tail) {
1140                 object = get_freepointer(s, object);
1141                 goto next_object;
1142         }
1143 out:
1144         if (cnt != bulk_cnt)
1145                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1146                          bulk_cnt, cnt);
1147
1148         slab_unlock(page);
1149         /*
1150          * Keep node_lock to preserve integrity
1151          * until the object is actually freed
1152          */
1153         return n;
1154
1155 fail:
1156         slab_unlock(page);
1157         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, *flags);
1158         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1159         return NULL;
1160 }
1161
1162 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1163 {
1164         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1165         if (*str++ != '=' || !*str)
1166                 /*
1167                  * No options specified. Switch on full debugging.
1168                  */
1169                 goto out;
1170
1171         if (*str == ',')
1172                 /*
1173                  * No options but restriction on slabs. This means full
1174                  * debugging for slabs matching a pattern.
1175                  */
1176                 goto check_slabs;
1177
1178         slub_debug = 0;
1179         if (*str == '-')
1180                 /*
1181                  * Switch off all debugging measures.
1182                  */
1183                 goto out;
1184
1185         /*
1186          * Determine which debug features should be switched on
1187          */
1188         for (; *str && *str != ','; str++) {
1189                 switch (tolower(*str)) {
1190                 case 'f':
1191                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1192                         break;
1193                 case 'z':
1194                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1195                         break;
1196                 case 'p':
1197                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1198                         break;
1199                 case 'u':
1200                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1201                         break;
1202                 case 't':
1203                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1204                         break;
1205                 case 'a':
1206                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1207                         break;
1208                 case 'o':
1209                         /*
1210                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1211                          * order would increase as a result.
1212                          */
1213                         disable_higher_order_debug = 1;
1214                         break;
1215                 default:
1216                         pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n",
1217                                *str);
1218                 }
1219         }
1220
1221 check_slabs:
1222         if (*str == ',')
1223                 slub_debug_slabs = str + 1;
1224 out:
1225         return 1;
1226 }
1227
1228 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1229
1230 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1231         unsigned long flags, const char *name,
1232         void (*ctor)(void *))
1233 {
1234         /*
1235          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1236          */
1237         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs || (name &&
1238                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))))
1239                 flags |= slub_debug;
1240
1241         return flags;
1242 }
1243 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1244 static inline void *setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1245                         struct page *page, void *object) { return object; }
1246
1247 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1248         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1249
1250 static inline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1251         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1252         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1253         unsigned long addr, unsigned long *flags) { return NULL; }
1254
1255 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1256                         { return 1; }
1257 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1258                         void *object, u8 val) { return 1; }
1259 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1260                                         struct page *page) {}
1261 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1262                                         struct page *page) {}
1263 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1264         unsigned long flags, const char *name,
1265         void (*ctor)(void *))
1266 {
1267         return flags;
1268 }
1269 #define slub_debug 0
1270
1271 #define disable_higher_order_debug 0
1272
1273 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1274                                                         { return 0; }
1275 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1276                                                         { return 0; }
1277 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1278                                                         int objects) {}
1279 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1280                                                         int objects) {}
1281
1282 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1283
1284 /*
1285  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1286  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1287  */
1288 static inline void kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1289 {
1290         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1291         kasan_kmalloc_large(ptr, size);
1292 }
1293
1294 static inline void kfree_hook(const void *x)
1295 {
1296         kmemleak_free(x);
1297         kasan_kfree_large(x);
1298 }
1299
1300 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1301 {
1302         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1303
1304         /*
1305          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1306          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1307          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1308          */
1309 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
1310         {
1311                 unsigned long flags;
1312
1313                 local_irq_save(flags);
1314                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
1315                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1316                 local_irq_restore(flags);
1317         }
1318 #endif
1319         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1320                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1321
1322         kasan_slab_free(s, x);
1323 }
1324
1325 static inline void slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1326                                            void *head, void *tail)
1327 {
1328 /*
1329  * Compiler cannot detect this function can be removed if slab_free_hook()
1330  * evaluates to nothing.  Thus, catch all relevant config debug options here.
1331  */
1332 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) ||                \
1333         defined(CONFIG_LOCKDEP) ||              \
1334         defined(CONFIG_DEBUG_KMEMLEAK) ||       \
1335         defined(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_FREE) ||   \
1336         defined(CONFIG_KASAN)
1337
1338         void *object = head;
1339         void *tail_obj = tail ? : head;
1340
1341         do {
1342                 slab_free_hook(s, object);
1343         } while ((object != tail_obj) &&
1344                  (object = get_freepointer(s, object)));
1345 #endif
1346 }
1347
1348 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1349                                 void *object)
1350 {
1351         object = setup_object_debug(s, page, object);
1352         if (unlikely(s->ctor)) {
1353                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1354                 s->ctor(object);
1355                 kasan_poison_object_data(s, object);
1356         }
1357
1358         return object;
1359 }
1360
1361 /*
1362  * Slab allocation and freeing
1363  */
1364 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1365                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1366 {
1367         struct page *page;
1368         int order = oo_order(oo);
1369
1370         flags |= __GFP_NOTRACK;
1371
1372         if (node == NUMA_NO_NODE)
1373                 page = alloc_pages(flags, order);
1374         else
1375                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1376
1377         if (page && memcg_charge_slab(page, flags, order, s)) {
1378                 __free_pages(page, order);
1379                 page = NULL;
1380         }
1381
1382         return page;
1383 }
1384
1385 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1386 {
1387         struct page *page;
1388         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1389         gfp_t alloc_gfp;
1390         void *start, *p;
1391         int idx, order;
1392
1393         flags &= gfp_allowed_mask;
1394
1395         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1396                 local_irq_enable();
1397
1398         flags |= s->allocflags;
1399
1400         /*
1401          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1402          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1403          */
1404         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1405         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1406                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM;
1407
1408         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1409         if (unlikely(!page)) {
1410                 oo = s->min;
1411                 alloc_gfp = flags;
1412                 /*
1413                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1414                  * Try a lower order alloc if possible
1415                  */
1416                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1417                 if (unlikely(!page))
1418                         goto out;
1419                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1420         }
1421
1422         if (kmemcheck_enabled &&
1423             !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1424                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1425
1426                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), alloc_gfp, node);
1427
1428                 /*
1429                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1430                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1431                  */
1432                 if (s->ctor)
1433                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1434                 else
1435                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1436         }
1437
1438         page->objects = oo_objects(oo);
1439
1440         order = compound_order(page);
1441         page->slab_cache = s;
1442         __SetPageSlab(page);
1443         if (page_is_pfmemalloc(page))
1444                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1445
1446         start = page_address(page);
1447
1448         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1449                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << order);
1450
1451         kasan_poison_slab(page);
1452
1453         for_each_object_idx(p, idx, s, start, page->objects) {
1454                 void *object = setup_object(s, page, p);
1455
1456                 if (likely(idx < page->objects)) {
1457                         set_freepointer(s, object,
1458                                 fixup_red_left(s, p + s->size));
1459                 } else
1460                         set_freepointer(s, object, NULL);
1461         }
1462
1463         page->freelist = fixup_red_left(s, start);
1464         page->inuse = page->objects;
1465         page->frozen = 1;
1466
1467 out:
1468         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1469                 local_irq_disable();
1470         if (!page)
1471                 return NULL;
1472
1473         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1474                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1475                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1476                 1 << oo_order(oo));
1477
1478         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1479
1480         return page;
1481 }
1482
1483 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1484 {
1485         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
1486                 pr_emerg("gfp: %u\n", flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1487                 BUG();
1488         }
1489
1490         return allocate_slab(s,
1491                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1492 }
1493
1494 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1495 {
1496         int order = compound_order(page);
1497         int pages = 1 << order;
1498
1499         if (kmem_cache_debug(s)) {
1500                 void *p;
1501
1502                 slab_pad_check(s, page);
1503                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1504                                                 page->objects) {
1505                         void *object = fixup_red_left(s, p);
1506
1507                         check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1508                 }
1509         }
1510
1511         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1512
1513         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1514                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1515                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1516                 -pages);
1517
1518         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1519         __ClearPageSlab(page);
1520
1521         page_mapcount_reset(page);
1522         if (current->reclaim_state)
1523                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1524         memcg_uncharge_slab(page, order, s);
1525         __free_pages(page, order);
1526 }
1527
1528 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1529         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1530
1531 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1532 {
1533         struct page *page;
1534
1535         if (need_reserve_slab_rcu)
1536                 page = virt_to_head_page(h);
1537         else
1538                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1539
1540         __free_slab(page->slab_cache, page);
1541 }
1542
1543 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1544 {
1545         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1546                 struct rcu_head *head;
1547
1548                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1549                         int order = compound_order(page);
1550                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1551
1552                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1553                         head = page_address(page) + offset;
1554                 } else {
1555                         head = &page->rcu_head;
1556                 }
1557
1558                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1559         } else
1560                 __free_slab(s, page);
1561 }
1562
1563 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1564 {
1565         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1566         free_slab(s, page);
1567 }
1568
1569 /*
1570  * Management of partially allocated slabs.
1571  */
1572 static inline void
1573 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1574 {
1575         n->nr_partial++;
1576         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1577                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1578         else
1579                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1580 }
1581
1582 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1583                                 struct page *page, int tail)
1584 {
1585         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1586         __add_partial(n, page, tail);
1587 }
1588
1589 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1590                                         struct page *page)
1591 {
1592         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1593         list_del(&page->lru);
1594         n->nr_partial--;
1595 }
1596
1597 /*
1598  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1599  * return the pointer to the freelist.
1600  *
1601  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1602  */
1603 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1604                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1605                 int mode, int *objects)
1606 {
1607         void *freelist;
1608         unsigned long counters;
1609         struct page new;
1610
1611         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1612
1613         /*
1614          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1615          * The old freelist is the list of objects for the
1616          * per cpu allocation list.
1617          */
1618         freelist = page->freelist;
1619         counters = page->counters;
1620         new.counters = counters;
1621         *objects = new.objects - new.inuse;
1622         if (mode) {
1623                 new.inuse = page->objects;
1624                 new.freelist = NULL;
1625         } else {
1626                 new.freelist = freelist;
1627         }
1628
1629         VM_BUG_ON(new.frozen);
1630         new.frozen = 1;
1631
1632         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1633                         freelist, counters,
1634                         new.freelist, new.counters,
1635                         "acquire_slab"))
1636                 return NULL;
1637
1638         remove_partial(n, page);
1639         WARN_ON(!freelist);
1640         return freelist;
1641 }
1642
1643 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1644 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1645
1646 /*
1647  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1648  */
1649 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1650                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1651 {
1652         struct page *page, *page2;
1653         void *object = NULL;
1654         int available = 0;
1655         int objects;
1656
1657         /*
1658          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1659          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1660          * partial slab and there is none available then get_partials()
1661          * will return NULL.
1662          */
1663         if (!n || !n->nr_partial)
1664                 return NULL;
1665
1666         spin_lock(&n->list_lock);
1667         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1668                 void *t;
1669
1670                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1671                         continue;
1672
1673                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
1674                 if (!t)
1675                         break;
1676
1677                 available += objects;
1678                 if (!object) {
1679                         c->page = page;
1680                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1681                         object = t;
1682                 } else {
1683                         put_cpu_partial(s, page, 0);
1684                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1685                 }
1686                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
1687                         || available > s->cpu_partial / 2)
1688                         break;
1689
1690         }
1691         spin_unlock(&n->list_lock);
1692         return object;
1693 }
1694
1695 /*
1696  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1697  */
1698 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1699                 struct kmem_cache_cpu *c)
1700 {
1701 #ifdef CONFIG_NUMA
1702         struct zonelist *zonelist;
1703         struct zoneref *z;
1704         struct zone *zone;
1705         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1706         void *object;
1707         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1708
1709         /*
1710          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1711          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1712          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1713          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1714          *
1715          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1716          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1717          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1718          * from other nodes and filled up.
1719          *
1720          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1721          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1722          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1723          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1724          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1725          * with available objects.
1726          */
1727         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1728                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1729                 return NULL;
1730
1731         do {
1732                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1733                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
1734                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1735                         struct kmem_cache_node *n;
1736
1737                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1738
1739                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
1740                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1741                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1742                                 if (object) {
1743                                         /*
1744                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
1745                                          * here - if mems_allowed was updated in
1746                                          * parallel, that was a harmless race
1747                                          * between allocation and the cpuset
1748                                          * update
1749                                          */
1750                                         return object;
1751                                 }
1752                         }
1753                 }
1754         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1755 #endif
1756         return NULL;
1757 }
1758
1759 /*
1760  * Get a partial page, lock it and return it.
1761  */
1762 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1763                 struct kmem_cache_cpu *c)
1764 {
1765         void *object;
1766         int searchnode = node;
1767
1768         if (node == NUMA_NO_NODE)
1769                 searchnode = numa_mem_id();
1770         else if (!node_present_pages(node))
1771                 searchnode = node_to_mem_node(node);
1772
1773         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1774         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1775                 return object;
1776
1777         return get_any_partial(s, flags, c);
1778 }
1779
1780 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1781 /*
1782  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1783  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1784  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1785  */
1786 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1787 #else
1788 /*
1789  * No preemption supported therefore also no need to check for
1790  * different cpus.
1791  */
1792 #define TID_STEP 1
1793 #endif
1794
1795 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1796 {
1797         return tid + TID_STEP;
1798 }
1799
1800 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1801 {
1802         return tid % TID_STEP;
1803 }
1804
1805 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1806 {
1807         return tid / TID_STEP;
1808 }
1809
1810 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1811 {
1812         return cpu;
1813 }
1814
1815 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1816                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1817 {
1818 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1819         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1820
1821         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1822
1823 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1824         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1825                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
1826                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1827         else
1828 #endif
1829         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1830                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1831                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1832         else
1833                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1834                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1835 #endif
1836         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1837 }
1838
1839 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1840 {
1841         int cpu;
1842
1843         for_each_possible_cpu(cpu)
1844                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1845 }
1846
1847 /*
1848  * Remove the cpu slab
1849  */
1850 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1851                                 void *freelist)
1852 {
1853         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1854         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1855         int lock = 0;
1856         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1857         void *nextfree;
1858         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1859         struct page new;
1860         struct page old;
1861
1862         if (page->freelist) {
1863                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1864                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1865         }
1866
1867         /*
1868          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1869          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1870          * last one.
1871          *
1872          * There is no need to take the list->lock because the page
1873          * is still frozen.
1874          */
1875         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1876                 void *prior;
1877                 unsigned long counters;
1878
1879                 do {
1880                         prior = page->freelist;
1881                         counters = page->counters;
1882                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1883                         new.counters = counters;
1884                         new.inuse--;
1885                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1886
1887                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1888                         prior, counters,
1889                         freelist, new.counters,
1890                         "drain percpu freelist"));
1891
1892                 freelist = nextfree;
1893         }
1894
1895         /*
1896          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1897          * list presence reflects the actual number of objects
1898          * during unfreeze.
1899          *
1900          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1901          * with the count. If there is a mismatch then the page
1902          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1903          *
1904          * Then we restart the process which may have to remove
1905          * the page from the list that we just put it on again
1906          * because the number of objects in the slab may have
1907          * changed.
1908          */
1909 redo:
1910
1911         old.freelist = page->freelist;
1912         old.counters = page->counters;
1913         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1914
1915         /* Determine target state of the slab */
1916         new.counters = old.counters;
1917         if (freelist) {
1918                 new.inuse--;
1919                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1920                 new.freelist = freelist;
1921         } else
1922                 new.freelist = old.freelist;
1923
1924         new.frozen = 0;
1925
1926         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
1927                 m = M_FREE;
1928         else if (new.freelist) {
1929                 m = M_PARTIAL;
1930                 if (!lock) {
1931                         lock = 1;
1932                         /*
1933                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1934                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1935                          * is frozen
1936                          */
1937                         spin_lock(&n->list_lock);
1938                 }
1939         } else {
1940                 m = M_FULL;
1941                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1942                         lock = 1;
1943                         /*
1944                          * This also ensures that the scanning of full
1945                          * slabs from diagnostic functions will not see
1946                          * any frozen slabs.
1947                          */
1948                         spin_lock(&n->list_lock);
1949                 }
1950         }
1951
1952         if (l != m) {
1953
1954                 if (l == M_PARTIAL)
1955
1956                         remove_partial(n, page);
1957
1958                 else if (l == M_FULL)
1959
1960                         remove_full(s, n, page);
1961
1962                 if (m == M_PARTIAL) {
1963
1964                         add_partial(n, page, tail);
1965                         stat(s, tail);
1966
1967                 } else if (m == M_FULL) {
1968
1969                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1970                         add_full(s, n, page);
1971
1972                 }
1973         }
1974
1975         l = m;
1976         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1977                                 old.freelist, old.counters,
1978                                 new.freelist, new.counters,
1979                                 "unfreezing slab"))
1980                 goto redo;
1981
1982         if (lock)
1983                 spin_unlock(&n->list_lock);
1984
1985         if (m == M_FREE) {
1986                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1987                 discard_slab(s, page);
1988                 stat(s, FREE_SLAB);
1989         }
1990 }
1991
1992 /*
1993  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1994  *
1995  * This function must be called with interrupts disabled
1996  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
1997  * to guarantee no concurrent accesses).
1998  */
1999 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2000                 struct kmem_cache_cpu *c)
2001 {
2002 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2003         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2004         struct page *page, *discard_page = NULL;
2005
2006         while ((page = c->partial)) {
2007                 struct page new;
2008                 struct page old;
2009
2010                 c->partial = page->next;
2011
2012                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2013                 if (n != n2) {
2014                         if (n)
2015                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2016
2017                         n = n2;
2018                         spin_lock(&n->list_lock);
2019                 }
2020
2021                 do {
2022
2023                         old.freelist = page->freelist;
2024                         old.counters = page->counters;
2025                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2026
2027                         new.counters = old.counters;
2028                         new.freelist = old.freelist;
2029
2030                         new.frozen = 0;
2031
2032                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2033                                 old.freelist, old.counters,
2034                                 new.freelist, new.counters,
2035                                 "unfreezing slab"));
2036
2037                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2038                         page->next = discard_page;
2039                         discard_page = page;
2040                 } else {
2041                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2042                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2043                 }
2044         }
2045
2046         if (n)
2047                 spin_unlock(&n->list_lock);
2048
2049         while (discard_page) {
2050                 page = discard_page;
2051                 discard_page = discard_page->next;
2052
2053                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2054                 discard_slab(s, page);
2055                 stat(s, FREE_SLAB);
2056         }
2057 #endif
2058 }
2059
2060 /*
2061  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
2062  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2063  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2064  * onto a random cpus partial slot.
2065  *
2066  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2067  * per node partial list.
2068  */
2069 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2070 {
2071 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2072         struct page *oldpage;
2073         int pages;
2074         int pobjects;
2075
2076         preempt_disable();
2077         do {
2078                 pages = 0;
2079                 pobjects = 0;
2080                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2081
2082                 if (oldpage) {
2083                         pobjects = oldpage->pobjects;
2084                         pages = oldpage->pages;
2085                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2086                                 unsigned long flags;
2087                                 /*
2088                                  * partial array is full. Move the existing
2089                                  * set to the per node partial list.
2090                                  */
2091                                 local_irq_save(flags);
2092                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2093                                 local_irq_restore(flags);
2094                                 oldpage = NULL;
2095                                 pobjects = 0;
2096                                 pages = 0;
2097                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2098                         }
2099                 }
2100
2101                 pages++;
2102                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2103
2104                 page->pages = pages;
2105                 page->pobjects = pobjects;
2106                 page->next = oldpage;
2107
2108         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2109                                                                 != oldpage);
2110         if (unlikely(!s->cpu_partial)) {
2111                 unsigned long flags;
2112
2113                 local_irq_save(flags);
2114                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2115                 local_irq_restore(flags);
2116         }
2117         preempt_enable();
2118 #endif
2119 }
2120
2121 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2122 {
2123         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2124         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2125
2126         c->tid = next_tid(c->tid);
2127         c->page = NULL;
2128         c->freelist = NULL;
2129 }
2130
2131 /*
2132  * Flush cpu slab.
2133  *
2134  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2135  */
2136 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2137 {
2138         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2139
2140         if (likely(c)) {
2141                 if (c->page)
2142                         flush_slab(s, c);
2143
2144                 unfreeze_partials(s, c);
2145         }
2146 }
2147
2148 static void flush_cpu_slab(void *d)
2149 {
2150         struct kmem_cache *s = d;
2151
2152         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2153 }
2154
2155 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2156 {
2157         struct kmem_cache *s = info;
2158         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2159
2160         return c->page || c->partial;
2161 }
2162
2163 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2164 {
2165         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2166 }
2167
2168 /*
2169  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2170  * locality expectations.
2171  */
2172 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2173 {
2174 #ifdef CONFIG_NUMA
2175         if (!page || (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node))
2176                 return 0;
2177 #endif
2178         return 1;
2179 }
2180
2181 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2182 static int count_free(struct page *page)
2183 {
2184         return page->objects - page->inuse;
2185 }
2186
2187 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2188 {
2189         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2190 }
2191 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2192
2193 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2194 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2195                                         int (*get_count)(struct page *))
2196 {
2197         unsigned long flags;
2198         unsigned long x = 0;
2199         struct page *page;
2200
2201         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2202         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2203                 x += get_count(page);
2204         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2205         return x;
2206 }
2207 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2208
2209 static noinline void
2210 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2211 {
2212 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2213         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2214                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2215         int node;
2216         struct kmem_cache_node *n;
2217
2218         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2219                 return;
2220
2221         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2222                 nid, gfpflags);
2223         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, default order: %d, min order: %d\n",
2224                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2225                 oo_order(s->min));
2226
2227         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2228                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2229                         s->name);
2230
2231         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2232                 unsigned long nr_slabs;
2233                 unsigned long nr_objs;
2234                 unsigned long nr_free;
2235
2236                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2237                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2238                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2239
2240                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2241                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2242         }
2243 #endif
2244 }
2245
2246 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2247                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2248 {
2249         void *freelist;
2250         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2251         struct page *page;
2252
2253         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2254
2255         if (freelist)
2256                 return freelist;
2257
2258         page = new_slab(s, flags, node);
2259         if (page) {
2260                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2261                 if (c->page)
2262                         flush_slab(s, c);
2263
2264                 /*
2265                  * No other reference to the page yet so we can
2266                  * muck around with it freely without cmpxchg
2267                  */
2268                 freelist = page->freelist;
2269                 page->freelist = NULL;
2270
2271                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2272                 c->page = page;
2273                 *pc = c;
2274         } else
2275                 freelist = NULL;
2276
2277         return freelist;
2278 }
2279
2280 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2281 {
2282         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2283                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2284
2285         return true;
2286 }
2287
2288 /*
2289  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2290  * per cpu freelist or deactivate the page.
2291  *
2292  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2293  *
2294  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2295  *
2296  * This function must be called with interrupt disabled.
2297  */
2298 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2299 {
2300         struct page new;
2301         unsigned long counters;
2302         void *freelist;
2303
2304         do {
2305                 freelist = page->freelist;
2306                 counters = page->counters;
2307
2308                 new.counters = counters;
2309                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2310
2311                 new.inuse = page->objects;
2312                 new.frozen = freelist != NULL;
2313
2314         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2315                 freelist, counters,
2316                 NULL, new.counters,
2317                 "get_freelist"));
2318
2319         return freelist;
2320 }
2321
2322 /*
2323  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2324  * debugging duties.
2325  *
2326  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2327  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2328  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2329  *
2330  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2331  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2332  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2333  *
2334  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2335  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2336  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2337  *
2338  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2339  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2340  */
2341 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2342                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2343 {
2344         void *freelist;
2345         struct page *page;
2346
2347         page = c->page;
2348         if (!page)
2349                 goto new_slab;
2350 redo:
2351
2352         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2353                 int searchnode = node;
2354
2355                 if (node != NUMA_NO_NODE && !node_present_pages(node))
2356                         searchnode = node_to_mem_node(node);
2357
2358                 if (unlikely(!node_match(page, searchnode))) {
2359                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2360                         deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2361                         c->page = NULL;
2362                         c->freelist = NULL;
2363                         goto new_slab;
2364                 }
2365         }
2366
2367         /*
2368          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2369          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2370          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2371          */
2372         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2373                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2374                 c->page = NULL;
2375                 c->freelist = NULL;
2376                 goto new_slab;
2377         }
2378
2379         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2380         freelist = c->freelist;
2381         if (freelist)
2382                 goto load_freelist;
2383
2384         freelist = get_freelist(s, page);
2385
2386         if (!freelist) {
2387                 c->page = NULL;
2388                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2389                 goto new_slab;
2390         }
2391
2392         stat(s, ALLOC_REFILL);
2393
2394 load_freelist:
2395         /*
2396          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2397          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2398          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2399          */
2400         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2401         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2402         c->tid = next_tid(c->tid);
2403         return freelist;
2404
2405 new_slab:
2406
2407         if (c->partial) {
2408                 page = c->page = c->partial;
2409                 c->partial = page->next;
2410                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2411                 c->freelist = NULL;
2412                 goto redo;
2413         }
2414
2415         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2416
2417         if (unlikely(!freelist)) {
2418                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2419                 return NULL;
2420         }
2421
2422         page = c->page;
2423         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2424                 goto load_freelist;
2425
2426         /* Only entered in the debug case */
2427         if (kmem_cache_debug(s) &&
2428                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2429                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2430
2431         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2432         c->page = NULL;
2433         c->freelist = NULL;
2434         return freelist;
2435 }
2436
2437 /*
2438  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2439  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2440  */
2441 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2442                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2443 {
2444         void *p;
2445         unsigned long flags;
2446
2447         local_irq_save(flags);
2448 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2449         /*
2450          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2451          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2452          * pointer.
2453          */
2454         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2455 #endif
2456
2457         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2458         local_irq_restore(flags);
2459         return p;
2460 }
2461
2462 /*
2463  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2464  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2465  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2466  *
2467  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2468  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2469  *
2470  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2471  */
2472 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2473                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2474 {
2475         void *object;
2476         struct kmem_cache_cpu *c;
2477         struct page *page;
2478         unsigned long tid;
2479
2480         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
2481         if (!s)
2482                 return NULL;
2483 redo:
2484         /*
2485          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2486          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2487          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2488          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2489          *
2490          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2491          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPT so we need
2492          * to check if it is matched or not.
2493          */
2494         do {
2495                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2496                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2497         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2498                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2499
2500         /*
2501          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2502          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2503          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2504          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2505          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2506          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2507          */
2508         barrier();
2509
2510         /*
2511          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2512          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2513          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2514          * linked list in between.
2515          */
2516
2517         object = c->freelist;
2518         page = c->page;
2519         if (unlikely(!object || !node_match(page, node))) {
2520                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2521                 stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2522         } else {
2523                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2524
2525                 /*
2526                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2527                  * operation and if we are on the right processor.
2528                  *
2529                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2530                  * semantics!)
2531                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2532                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2533                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2534                  *
2535                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2536                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2537                  * other cpus.
2538                  */
2539                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2540                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2541                                 object, tid,
2542                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2543
2544                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2545                         goto redo;
2546                 }
2547                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2548                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2549         }
2550
2551         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2552                 memset(object, 0, s->object_size);
2553
2554         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, 1, &object);
2555
2556         return object;
2557 }
2558
2559 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2560                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2561 {
2562         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2563 }
2564
2565 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2566 {
2567         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2568
2569         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2570                                 s->size, gfpflags);
2571
2572         return ret;
2573 }
2574 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2575
2576 #ifdef CONFIG_TRACING
2577 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2578 {
2579         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2580         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2581         kasan_kmalloc(s, ret, size);
2582         return ret;
2583 }
2584 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2585 #endif
2586
2587 #ifdef CONFIG_NUMA
2588 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2589 {
2590         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2591
2592         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2593                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2594
2595         return ret;
2596 }
2597 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2598
2599 #ifdef CONFIG_TRACING
2600 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2601                                     gfp_t gfpflags,
2602                                     int node, size_t size)
2603 {
2604         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2605
2606         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2607                            size, s->size, gfpflags, node);
2608
2609         kasan_kmalloc(s, ret, size);
2610         return ret;
2611 }
2612 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2613 #endif
2614 #endif
2615
2616 /*
2617  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
2618  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2619  *
2620  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2621  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2622  * handling required then we can return immediately.
2623  */
2624 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2625                         void *head, void *tail, int cnt,
2626                         unsigned long addr)
2627
2628 {
2629         void *prior;
2630         int was_frozen;
2631         struct page new;
2632         unsigned long counters;
2633         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2634         unsigned long uninitialized_var(flags);
2635
2636         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2637
2638         if (kmem_cache_debug(s) &&
2639             !(n = free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt,
2640                                         addr, &flags)))
2641                 return;
2642
2643         do {
2644                 if (unlikely(n)) {
2645                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2646                         n = NULL;
2647                 }
2648                 prior = page->freelist;
2649                 counters = page->counters;
2650                 set_freepointer(s, tail, prior);
2651                 new.counters = counters;
2652                 was_frozen = new.frozen;
2653                 new.inuse -= cnt;
2654                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2655
2656                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
2657
2658                                 /*
2659                                  * Slab was on no list before and will be
2660                                  * partially empty
2661                                  * We can defer the list move and instead
2662                                  * freeze it.
2663                                  */
2664                                 new.frozen = 1;
2665
2666                         } else { /* Needs to be taken off a list */
2667
2668                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2669                                 /*
2670                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2671                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2672                                  * drop the list_lock without any processing.
2673                                  *
2674                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2675                                  * other processors updating the list of slabs.
2676                                  */
2677                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2678
2679                         }
2680                 }
2681
2682         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2683                 prior, counters,
2684                 head, new.counters,
2685                 "__slab_free"));
2686
2687         if (likely(!n)) {
2688
2689                 /*
2690                  * If we just froze the page then put it onto the
2691                  * per cpu partial list.
2692                  */
2693                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2694                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2695                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2696                 }
2697                 /*
2698                  * The list lock was not taken therefore no list
2699                  * activity can be necessary.
2700                  */
2701                 if (was_frozen)
2702                         stat(s, FREE_FROZEN);
2703                 return;
2704         }
2705
2706         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
2707                 goto slab_empty;
2708
2709         /*
2710          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2711          * then add it.
2712          */
2713         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
2714                 if (kmem_cache_debug(s))
2715                         remove_full(s, n, page);
2716                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2717                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2718         }
2719         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2720         return;
2721
2722 slab_empty:
2723         if (prior) {
2724                 /*
2725                  * Slab on the partial list.
2726                  */
2727                 remove_partial(n, page);
2728                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2729         } else {
2730                 /* Slab must be on the full list */
2731                 remove_full(s, n, page);
2732         }
2733
2734         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2735         stat(s, FREE_SLAB);
2736         discard_slab(s, page);
2737 }
2738
2739 /*
2740  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2741  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2742  *
2743  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2744  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2745  * the item before.
2746  *
2747  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2748  * with all sorts of special processing.
2749  *
2750  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
2751  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
2752  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
2753  */
2754 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2755                                       void *head, void *tail, int cnt,
2756                                       unsigned long addr)
2757 {
2758         void *tail_obj = tail ? : head;
2759         struct kmem_cache_cpu *c;
2760         unsigned long tid;
2761
2762         slab_free_freelist_hook(s, head, tail);
2763
2764 redo:
2765         /*
2766          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2767          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2768          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2769          * during the cmpxchg then the free will succeed.
2770          */
2771         do {
2772                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2773                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2774         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT) &&
2775                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2776
2777         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
2778         barrier();
2779
2780         if (likely(page == c->page)) {
2781                 set_freepointer(s, tail_obj, c->freelist);
2782
2783                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2784                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2785                                 c->freelist, tid,
2786                                 head, next_tid(tid)))) {
2787
2788                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2789                         goto redo;
2790                 }
2791                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2792         } else
2793                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
2794
2795 }
2796
2797 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2798 {
2799         s = cache_from_obj(s, x);
2800         if (!s)
2801                 return;
2802         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
2803         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2804 }
2805 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2806
2807 struct detached_freelist {
2808         struct page *page;
2809         void *tail;
2810         void *freelist;
2811         int cnt;
2812         struct kmem_cache *s;
2813 };
2814
2815 /*
2816  * This function progressively scans the array with free objects (with
2817  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
2818  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
2819  * page/objects.  This can happen without any need for
2820  * synchronization, because the objects are owned by running process.
2821  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
2822  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
2823  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
2824  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
2825  * to performance reasons.
2826  */
2827 static inline
2828 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
2829                             void **p, struct detached_freelist *df)
2830 {
2831         size_t first_skipped_index = 0;
2832         int lookahead = 3;
2833         void *object;
2834         struct page *page;
2835
2836         /* Always re-init detached_freelist */
2837         df->page = NULL;
2838
2839         do {
2840                 object = p[--size];
2841                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
2842         } while (!object && size);
2843
2844         if (!object)
2845                 return 0;
2846
2847         page = virt_to_head_page(object);
2848         if (!s) {
2849                 /* Handle kalloc'ed objects */
2850                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2851                         BUG_ON(!PageCompound(page));
2852                         kfree_hook(object);
2853                         __free_kmem_pages(page, compound_order(page));
2854                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
2855                         return size;
2856                 }
2857                 /* Derive kmem_cache from object */
2858                 df->s = page->slab_cache;
2859         } else {
2860                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
2861         }
2862
2863         /* Start new detached freelist */
2864         df->page = page;
2865         set_freepointer(df->s, object, NULL);
2866         df->tail = object;
2867         df->freelist = object;
2868         p[size] = NULL; /* mark object processed */
2869         df->cnt = 1;
2870
2871         while (size) {
2872                 object = p[--size];
2873                 if (!object)
2874                         continue; /* Skip processed objects */
2875
2876                 /* df->page is always set at this point */
2877                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
2878                         /* Opportunity build freelist */
2879                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
2880                         df->freelist = object;
2881                         df->cnt++;
2882                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
2883
2884                         continue;
2885                 }
2886
2887                 /* Limit look ahead search */
2888                 if (!--lookahead)
2889                         break;
2890
2891                 if (!first_skipped_index)
2892                         first_skipped_index = size + 1;
2893         }
2894
2895         return first_skipped_index;
2896 }
2897
2898 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
2899 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
2900 {
2901         if (WARN_ON(!size))
2902                 return;
2903
2904         do {
2905                 struct detached_freelist df;
2906
2907                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
2908                 if (unlikely(!df.page))
2909                         continue;
2910
2911                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt,_RET_IP_);
2912         } while (likely(size));
2913 }
2914 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
2915
2916 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
2917 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
2918                           void **p)
2919 {
2920         struct kmem_cache_cpu *c;
2921         int i;
2922
2923         /* memcg and kmem_cache debug support */
2924         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
2925         if (unlikely(!s))
2926                 return false;
2927         /*
2928          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
2929          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
2930          * handlers invoking normal fastpath.
2931          */
2932         local_irq_disable();
2933         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2934
2935         for (i = 0; i < size; i++) {
2936                 void *object = c->freelist;
2937
2938                 if (unlikely(!object)) {
2939                         /*
2940                          * Invoking slow path likely have side-effect
2941                          * of re-populating per CPU c->freelist
2942                          */
2943                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
2944                                             _RET_IP_, c);
2945                         if (unlikely(!p[i]))
2946                                 goto error;
2947
2948                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2949                         continue; /* goto for-loop */
2950                 }
2951                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
2952                 p[i] = object;
2953         }
2954         c->tid = next_tid(c->tid);
2955         local_irq_enable();
2956
2957         /* Clear memory outside IRQ disabled fastpath loop */
2958         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO)) {
2959                 int j;
2960
2961                 for (j = 0; j < i; j++)
2962                         memset(p[j], 0, s->object_size);
2963         }
2964
2965         /* memcg and kmem_cache debug support */
2966         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
2967         return i;
2968 error:
2969         local_irq_enable();
2970         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
2971         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
2972         return 0;
2973 }
2974 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
2975
2976
2977 /*
2978  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2979  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2980  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2981  * another.
2982  *
2983  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2984  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2985  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2986  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2987  * locking overhead.
2988  */
2989
2990 /*
2991  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2992  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2993  * and increases the number of allocations possible without having to
2994  * take the list_lock.
2995  */
2996 static int slub_min_order;
2997 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2998 static int slub_min_objects;
2999
3000 /*
3001  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3002  *
3003  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3004  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3005  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3006  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3007  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3008  * would be wasted.
3009  *
3010  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3011  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3012  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3013  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3014  *
3015  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3016  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3017  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3018  * of space in favor of a small page order.
3019  *
3020  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3021  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3022  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
3023  * the smallest order which will fit the object.
3024  */
3025 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
3026                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
3027 {
3028         int order;
3029         int rem;
3030         int min_order = slub_min_order;
3031
3032         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3033                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3034
3035         for (order = max(min_order, get_order(min_objects * size + reserved));
3036                         order <= max_order; order++) {
3037
3038                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
3039
3040                 rem = (slab_size - reserved) % size;
3041
3042                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3043                         break;
3044         }
3045
3046         return order;
3047 }
3048
3049 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
3050 {
3051         int order;
3052         int min_objects;
3053         int fraction;
3054         int max_objects;
3055
3056         /*
3057          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3058          * works by first attempting to generate a layout with
3059          * the best configuration and backing off gradually.
3060          *
3061          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3062          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3063          */
3064         min_objects = slub_min_objects;
3065         if (!min_objects)
3066                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
3067         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
3068         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3069
3070         while (min_objects > 1) {
3071                 fraction = 16;
3072                 while (fraction >= 4) {
3073                         order = slab_order(size, min_objects,
3074                                         slub_max_order, fraction, reserved);
3075                         if (order <= slub_max_order)
3076                                 return order;
3077                         fraction /= 2;
3078                 }
3079                 min_objects--;
3080         }
3081
3082         /*
3083          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3084          * lets see if we can place a single object there.
3085          */
3086         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
3087         if (order <= slub_max_order)
3088                 return order;
3089
3090         /*
3091          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3092          */
3093         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
3094         if (order < MAX_ORDER)
3095                 return order;
3096         return -ENOSYS;
3097 }
3098
3099 static void
3100 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3101 {
3102         n->nr_partial = 0;
3103         spin_lock_init(&n->list_lock);
3104         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3105 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3106         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3107         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3108         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3109 #endif
3110 }
3111
3112 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3113 {
3114         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3115                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3116
3117         /*
3118          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3119          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3120          */
3121         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3122                                      2 * sizeof(void *));
3123
3124         if (!s->cpu_slab)
3125                 return 0;
3126
3127         init_kmem_cache_cpus(s);
3128
3129         return 1;
3130 }
3131
3132 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3133
3134 /*
3135  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3136  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3137  * possible.
3138  *
3139  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3140  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3141  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3142  */
3143 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3144 {
3145         struct page *page;
3146         struct kmem_cache_node *n;
3147
3148         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3149
3150         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3151
3152         BUG_ON(!page);
3153         if (page_to_nid(page) != node) {
3154                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3155                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3156         }
3157
3158         n = page->freelist;
3159         BUG_ON(!n);
3160         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3161         page->inuse = 1;
3162         page->frozen = 0;
3163         kmem_cache_node->node[node] = n;
3164 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3165         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3166         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3167 #endif
3168         kasan_kmalloc(kmem_cache_node, n, sizeof(struct kmem_cache_node));
3169         init_kmem_cache_node(n);
3170         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3171
3172         /*
3173          * No locks need to be taken here as it has just been
3174          * initialized and there is no concurrent access.
3175          */
3176         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3177 }
3178
3179 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3180 {
3181         int node;
3182         struct kmem_cache_node *n;
3183
3184         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3185                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3186                 s->node[node] = NULL;
3187         }
3188 }
3189
3190 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3191 {
3192         free_percpu(s->cpu_slab);
3193         free_kmem_cache_nodes(s);
3194 }
3195
3196 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3197 {
3198         int node;
3199
3200         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3201                 struct kmem_cache_node *n;
3202
3203                 if (slab_state == DOWN) {
3204                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3205                         continue;
3206                 }
3207                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3208                                                 GFP_KERNEL, node);
3209
3210                 if (!n) {
3211                         free_kmem_cache_nodes(s);
3212                         return 0;
3213                 }
3214
3215                 s->node[node] = n;
3216                 init_kmem_cache_node(n);
3217         }
3218         return 1;
3219 }
3220
3221 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3222 {
3223         if (min < MIN_PARTIAL)
3224                 min = MIN_PARTIAL;
3225         else if (min > MAX_PARTIAL)
3226                 min = MAX_PARTIAL;
3227         s->min_partial = min;
3228 }
3229
3230 /*
3231  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3232  * a slab object.
3233  */
3234 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3235 {
3236         unsigned long flags = s->flags;
3237         unsigned long size = s->object_size;
3238         int order;
3239
3240         /*
3241          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3242          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3243          * the possible location of the free pointer.
3244          */
3245         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3246
3247 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3248         /*
3249          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3250          * the slab may touch the object after free or before allocation
3251          * then we should never poison the object itself.
3252          */
3253         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
3254                         !s->ctor)
3255                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3256         else
3257                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3258
3259
3260         /*
3261          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3262          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3263          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3264          */
3265         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3266                 size += sizeof(void *);
3267 #endif
3268
3269         /*
3270          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3271          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
3272          */
3273         s->inuse = size;
3274
3275         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3276                 s->ctor)) {
3277                 /*
3278                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3279                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3280                  * kmem_cache_free.
3281                  *
3282                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3283                  * destructor or are poisoning the objects.
3284                  */
3285                 s->offset = size;
3286                 size += sizeof(void *);
3287         }
3288
3289 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3290         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3291                 /*
3292                  * Need to store information about allocs and frees after
3293                  * the object.
3294                  */
3295                 size += 2 * sizeof(struct track);
3296
3297         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
3298                 /*
3299                  * Add some empty padding so that we can catch
3300                  * overwrites from earlier objects rather than let
3301                  * tracking information or the free pointer be
3302                  * corrupted if a user writes before the start
3303                  * of the object.
3304                  */
3305                 size += sizeof(void *);
3306
3307         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3308                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3309 #ifdef CONFIG_KASAN
3310                 s->red_left_pad = min_t(int, s->red_left_pad,
3311                                 KASAN_SHADOW_SCALE_SIZE);
3312 #endif
3313                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3314                 size += s->red_left_pad;
3315         }
3316 #endif
3317
3318         /*
3319          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3320          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3321          * each object to conform to the alignment.
3322          */
3323         size = ALIGN(size, s->align);
3324         s->size = size;
3325         if (forced_order >= 0)
3326                 order = forced_order;
3327         else
3328                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3329
3330         if (order < 0)
3331                 return 0;
3332
3333         s->allocflags = 0;
3334         if (order)
3335                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3336
3337         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3338                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3339
3340         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3341                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3342
3343         /*
3344          * Determine the number of objects per slab
3345          */
3346         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3347         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3348         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3349                 s->max = s->oo;
3350
3351         return !!oo_objects(s->oo);
3352 }
3353
3354 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3355 {
3356         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3357         s->reserved = 0;
3358
3359         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3360                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3361
3362         if (!calculate_sizes(s, -1))
3363                 goto error;
3364         if (disable_higher_order_debug) {
3365                 /*
3366                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3367                  * order increased.
3368                  */
3369                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3370                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3371                         s->offset = 0;
3372                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3373                                 goto error;
3374                 }
3375         }
3376
3377 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3378     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3379         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3380                 /* Enable fast mode */
3381                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3382 #endif
3383
3384         /*
3385          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3386          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3387          */
3388         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3389
3390         /*
3391          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3392          * per cpu partial lists of a processor.
3393          *
3394          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3395          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3396          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3397          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3398          *
3399          * This setting also determines
3400          *
3401          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3402          *    per node list when we reach the limit.
3403          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3404          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3405          *    50% to keep some capacity around for frees.
3406          */
3407         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3408                 s->cpu_partial = 0;
3409         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3410                 s->cpu_partial = 2;
3411         else if (s->size >= 1024)
3412                 s->cpu_partial = 6;
3413         else if (s->size >= 256)
3414                 s->cpu_partial = 13;
3415         else
3416                 s->cpu_partial = 30;
3417
3418 #ifdef CONFIG_NUMA
3419         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3420 #endif
3421         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3422                 goto error;
3423
3424         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3425                 return 0;
3426
3427         free_kmem_cache_nodes(s);
3428 error:
3429         if (flags & SLAB_PANIC)
3430                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3431                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3432                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size,
3433                         oo_order(s->oo), s->offset, flags);
3434         return -EINVAL;
3435 }
3436
3437 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3438                                                         const char *text)
3439 {
3440 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3441         void *addr = page_address(page);
3442         void *p;
3443         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3444                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3445         if (!map)
3446                 return;
3447         slab_err(s, page, text, s->name);
3448         slab_lock(page);
3449
3450         get_map(s, page, map);
3451         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3452                 void *object = fixup_red_left(s, p);
3453
3454                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3455                         pr_err("INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3456                                         object, object - addr);
3457                         print_tracking(s, object);
3458                 }
3459         }
3460         slab_unlock(page);
3461         kfree(map);
3462 #endif
3463 }
3464
3465 /*
3466  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3467  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3468  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3469  */
3470 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3471 {
3472         struct page *page, *h;
3473
3474         BUG_ON(irqs_disabled());
3475         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3476         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3477                 if (!page->inuse) {
3478                         remove_partial(n, page);
3479                         discard_slab(s, page);
3480                 } else {
3481                         list_slab_objects(s, page,
3482                         "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3483                 }
3484         }
3485         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3486 }
3487
3488 /*
3489  * Release all resources used by a slab cache.
3490  */
3491 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3492 {
3493         int node;
3494         struct kmem_cache_node *n;
3495
3496         flush_all(s);
3497         /* Attempt to free all objects */
3498         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3499                 free_partial(s, n);
3500                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3501                         return 1;
3502         }
3503         return 0;
3504 }
3505
3506 /********************************************************************
3507  *              Kmalloc subsystem
3508  *******************************************************************/
3509
3510 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3511 {
3512         get_option(&str, &slub_min_order);
3513
3514         return 1;
3515 }
3516
3517 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3518
3519 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3520 {
3521         get_option(&str, &slub_max_order);
3522         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3523
3524         return 1;
3525 }
3526
3527 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3528
3529 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3530 {
3531         get_option(&str, &slub_min_objects);
3532
3533         return 1;
3534 }
3535
3536 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3537
3538 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3539 {
3540         struct kmem_cache *s;
3541         void *ret;
3542
3543         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
3544                 return kmalloc_large(size, flags);
3545
3546         s = kmalloc_slab(size, flags);
3547
3548         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3549                 return s;
3550
3551         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3552
3553         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3554
3555         kasan_kmalloc(s, ret, size);
3556
3557         return ret;
3558 }
3559 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3560
3561 #ifdef CONFIG_NUMA
3562 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3563 {
3564         struct page *page;
3565         void *ptr = NULL;
3566
3567         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3568         page = alloc_kmem_pages_node(node, flags, get_order(size));
3569         if (page)
3570                 ptr = page_address(page);
3571
3572         kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
3573         return ptr;
3574 }
3575
3576 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3577 {
3578         struct kmem_cache *s;
3579         void *ret;
3580
3581         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
3582                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3583
3584                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3585                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3586                                    flags, node);
3587
3588                 return ret;
3589         }
3590
3591         s = kmalloc_slab(size, flags);
3592
3593         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3594                 return s;
3595
3596         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3597
3598         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3599
3600         kasan_kmalloc(s, ret, size);
3601
3602         return ret;
3603 }
3604 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3605 #endif
3606
3607 static size_t __ksize(const void *object)
3608 {
3609         struct page *page;
3610
3611         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3612                 return 0;
3613
3614         page = virt_to_head_page(object);
3615
3616         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3617                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3618                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3619         }
3620
3621         return slab_ksize(page->slab_cache);
3622 }
3623
3624 size_t ksize(const void *object)
3625 {
3626         size_t size = __ksize(object);
3627         /* We assume that ksize callers could use whole allocated area,
3628            so we need unpoison this area. */
3629         kasan_krealloc(object, size);
3630         return size;
3631 }
3632 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3633
3634 void kfree(const void *x)
3635 {
3636         struct page *page;
3637         void *object = (void *)x;
3638
3639         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3640
3641         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3642                 return;
3643
3644         page = virt_to_head_page(x);
3645         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3646                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3647                 kfree_hook(x);
3648                 __free_kmem_pages(page, compound_order(page));
3649                 return;
3650         }
3651         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
3652 }
3653 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3654
3655 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
3656
3657 /*
3658  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
3659  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
3660  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
3661  *
3662  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3663  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3664  * are freed in them.
3665  */
3666 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s, bool deactivate)
3667 {
3668         int node;
3669         int i;
3670         struct kmem_cache_node *n;
3671         struct page *page;
3672         struct page *t;
3673         struct list_head discard;
3674         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
3675         unsigned long flags;
3676         int ret = 0;
3677
3678         if (deactivate) {
3679                 /*
3680                  * Disable empty slabs caching. Used to avoid pinning offline
3681                  * memory cgroups by kmem pages that can be freed.
3682                  */
3683                 s->cpu_partial = 0;
3684                 s->min_partial = 0;
3685
3686                 /*
3687                  * s->cpu_partial is checked locklessly (see put_cpu_partial),
3688                  * so we have to make sure the change is visible.
3689                  */
3690                 kick_all_cpus_sync();
3691         }
3692
3693         flush_all(s);
3694         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3695                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
3696                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
3697                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
3698
3699                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3700
3701                 /*
3702                  * Build lists of slabs to discard or promote.
3703                  *
3704                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3705                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3706                  */
3707                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3708                         int free = page->objects - page->inuse;
3709
3710                         /* Do not reread page->inuse */
3711                         barrier();
3712
3713                         /* We do not keep full slabs on the list */
3714                         BUG_ON(free <= 0);
3715
3716                         if (free == page->objects) {
3717                                 list_move(&page->lru, &discard);
3718                                 n->nr_partial--;
3719                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
3720                                 list_move(&page->lru, promote + free - 1);
3721                 }
3722
3723                 /*
3724                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
3725                  * partial list.
3726                  */
3727                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
3728                         list_splice(promote + i, &n->partial);
3729
3730                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3731
3732                 /* Release empty slabs */
3733                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, lru)
3734                         discard_slab(s, page);
3735
3736                 if (slabs_node(s, node))
3737                         ret = 1;
3738         }
3739
3740         return ret;
3741 }
3742
3743 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3744 {
3745         struct kmem_cache *s;
3746
3747         mutex_lock(&slab_mutex);
3748         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3749                 __kmem_cache_shrink(s, false);
3750         mutex_unlock(&slab_mutex);
3751
3752         return 0;
3753 }
3754
3755 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3756 {
3757         struct kmem_cache_node *n;
3758         struct kmem_cache *s;
3759         struct memory_notify *marg = arg;
3760         int offline_node;
3761
3762         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3763
3764         /*
3765          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3766          * for it yet.
3767          */
3768         if (offline_node < 0)
3769                 return;
3770
3771         mutex_lock(&slab_mutex);
3772         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3773                 n = get_node(s, offline_node);
3774                 if (n) {
3775                         /*
3776                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3777                          * that is going down. We were unable to free them,
3778                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3779                          * callback. So, we must fail.
3780                          */
3781                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3782
3783                         s->node[offline_node] = NULL;
3784                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3785                 }
3786         }
3787         mutex_unlock(&slab_mutex);
3788 }
3789
3790 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3791 {
3792         struct kmem_cache_node *n;
3793         struct kmem_cache *s;
3794         struct memory_notify *marg = arg;
3795         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3796         int ret = 0;
3797
3798         /*
3799          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3800          * already created. Nothing to do.
3801          */
3802         if (nid < 0)
3803                 return 0;
3804
3805         /*
3806          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3807          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3808          * online.
3809          */
3810         mutex_lock(&slab_mutex);
3811         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3812                 /*
3813                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3814                  *      since memory is not yet available from the node that
3815                  *      is brought up.
3816                  */
3817                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3818                 if (!n) {
3819                         ret = -ENOMEM;
3820                         goto out;
3821                 }
3822                 init_kmem_cache_node(n);
3823                 s->node[nid] = n;
3824         }
3825 out:
3826         mutex_unlock(&slab_mutex);
3827         return ret;
3828 }
3829
3830 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3831                                 unsigned long action, void *arg)
3832 {
3833         int ret = 0;
3834
3835         switch (action) {
3836         case MEM_GOING_ONLINE:
3837                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3838                 break;
3839         case MEM_GOING_OFFLINE:
3840                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3841                 break;
3842         case MEM_OFFLINE:
3843         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3844                 slab_mem_offline_callback(arg);
3845                 break;
3846         case MEM_ONLINE:
3847         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3848                 break;
3849         }
3850         if (ret)
3851                 ret = notifier_from_errno(ret);
3852         else
3853                 ret = NOTIFY_OK;
3854         return ret;
3855 }
3856
3857 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
3858         .notifier_call = slab_memory_callback,
3859         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
3860 };
3861
3862 /********************************************************************
3863  *                      Basic setup of slabs
3864  *******************************************************************/
3865
3866 /*
3867  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3868  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3869  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3870  */
3871
3872 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3873 {
3874         int node;
3875         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3876         struct kmem_cache_node *n;
3877
3878         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3879
3880         /*
3881          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
3882          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
3883          * IPIs around.
3884          */
3885         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
3886         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3887                 struct page *p;
3888
3889                 list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3890                         p->slab_cache = s;
3891
3892 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3893                 list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3894                         p->slab_cache = s;
3895 #endif
3896         }
3897         slab_init_memcg_params(s);
3898         list_add(&s->list, &slab_caches);
3899         return s;
3900 }
3901
3902 void __init kmem_cache_init(void)
3903 {
3904         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3905                 boot_kmem_cache_node;
3906
3907         if (debug_guardpage_minorder())
3908                 slub_max_order = 0;
3909
3910         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3911         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3912
3913         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3914                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3915
3916         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
3917
3918         /* Able to allocate the per node structures */
3919         slab_state = PARTIAL;
3920
3921         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3922                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3923                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3924                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3925
3926         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3927
3928         /*
3929          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3930          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3931          * update any list pointers.
3932          */
3933         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3934
3935         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3936         setup_kmalloc_cache_index_table();
3937         create_kmalloc_caches(0);
3938
3939 #ifdef CONFIG_SMP
3940         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3941 #endif
3942
3943         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d, CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3944                 cache_line_size(),
3945                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3946                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3947 }
3948
3949 void __init kmem_cache_init_late(void)
3950 {
3951 }
3952
3953 struct kmem_cache *
3954 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
3955                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3956 {
3957         struct kmem_cache *s, *c;
3958
3959         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3960         if (s) {
3961                 s->refcount++;
3962
3963                 /*
3964                  * Adjust the object sizes so that we clear
3965                  * the complete object on kzalloc.
3966                  */
3967                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3968                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3969
3970                 for_each_memcg_cache(c, s) {
3971                         c->object_size = s->object_size;
3972                         c->inuse = max_t(int, c->inuse,
3973                                          ALIGN(size, sizeof(void *)));
3974                 }
3975
3976                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3977                         s->refcount--;
3978                         s = NULL;
3979                 }
3980         }
3981
3982         return s;
3983 }
3984
3985 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3986 {
3987         int err;
3988
3989         err = kmem_cache_open(s, flags);
3990         if (err)
3991                 return err;
3992
3993         /* Mutex is not taken during early boot */
3994         if (slab_state <= UP)
3995                 return 0;
3996
3997         memcg_propagate_slab_attrs(s);
3998         err = sysfs_slab_add(s);
3999         if (err)
4000                 __kmem_cache_release(s);
4001
4002         return err;
4003 }
4004
4005 #ifdef CONFIG_SMP
4006 /*
4007  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
4008  * necessary.
4009  */
4010 static int slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
4011                 unsigned long action, void *hcpu)
4012 {
4013         long cpu = (long)hcpu;
4014         struct kmem_cache *s;
4015         unsigned long flags;
4016
4017         switch (action) {
4018         case CPU_UP_CANCELED:
4019         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
4020         case CPU_DEAD:
4021         case CPU_DEAD_FROZEN:
4022                 mutex_lock(&slab_mutex);
4023                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4024                         local_irq_save(flags);
4025                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
4026                         local_irq_restore(flags);
4027                 }
4028                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4029                 break;
4030         default:
4031                 break;
4032         }
4033         return NOTIFY_OK;
4034 }
4035
4036 static struct notifier_block slab_notifier = {
4037         .notifier_call = slab_cpuup_callback
4038 };
4039
4040 #endif
4041
4042 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4043 {
4044         struct kmem_cache *s;
4045         void *ret;
4046
4047         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4048                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4049
4050         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4051
4052         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4053                 return s;
4054
4055         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4056
4057         /* Honor the call site pointer we received. */
4058         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4059
4060         return ret;
4061 }
4062
4063 #ifdef CONFIG_NUMA
4064 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4065                                         int node, unsigned long caller)
4066 {
4067         struct kmem_cache *s;
4068         void *ret;
4069
4070         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4071                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4072
4073                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4074                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4075                                    gfpflags, node);
4076
4077                 return ret;
4078         }
4079
4080         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4081
4082         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4083                 return s;
4084
4085         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4086
4087         /* Honor the call site pointer we received. */
4088         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4089
4090         return ret;
4091 }
4092 #endif
4093
4094 #ifdef CONFIG_SYSFS
4095 static int count_inuse(struct page *page)
4096 {
4097         return page->inuse;
4098 }
4099
4100 static int count_total(struct page *page)
4101 {
4102         return page->objects;
4103 }
4104 #endif
4105
4106 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4107 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4108                                                 unsigned long *map)
4109 {
4110         void *p;
4111         void *addr = page_address(page);
4112
4113         if (!check_slab(s, page) ||
4114                         !on_freelist(s, page, NULL))
4115                 return 0;
4116
4117         /* Now we know that a valid freelist exists */
4118         bitmap_zero(map, page->objects);
4119
4120         get_map(s, page, map);
4121         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4122                 void *object = fixup_red_left(s, p);
4123
4124                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4125                         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
4126                                 return 0;
4127         }
4128
4129         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4130                 void *object = fixup_red_left(s, p);
4131
4132                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4133                         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
4134                                 return 0;
4135         }
4136
4137         return 1;
4138 }
4139
4140 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4141                                                 unsigned long *map)
4142 {
4143         slab_lock(page);
4144         validate_slab(s, page, map);
4145         slab_unlock(page);
4146 }
4147
4148 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4149                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4150 {
4151         unsigned long count = 0;
4152         struct page *page;
4153         unsigned long flags;
4154
4155         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4156
4157         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4158                 validate_slab_slab(s, page, map);
4159                 count++;
4160         }
4161         if (count != n->nr_partial)
4162                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4163                        s->name, count, n->nr_partial);
4164
4165         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4166                 goto out;
4167
4168         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4169                 validate_slab_slab(s, page, map);
4170                 count++;
4171         }
4172         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4173                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4174                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4175
4176 out:
4177         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4178         return count;
4179 }
4180
4181 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4182 {
4183         int node;
4184         unsigned long count = 0;
4185         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4186                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4187         struct kmem_cache_node *n;
4188
4189         if (!map)
4190                 return -ENOMEM;
4191
4192         flush_all(s);
4193         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4194                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4195         kfree(map);
4196         return count;
4197 }
4198 /*
4199  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4200  * and freed.
4201  */
4202
4203 struct location {
4204         unsigned long count;
4205         unsigned long addr;
4206         long long sum_time;
4207         long min_time;
4208         long max_time;
4209         long min_pid;
4210         long max_pid;
4211         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4212         nodemask_t nodes;
4213 };
4214
4215 struct loc_track {
4216         unsigned long max;
4217         unsigned long count;
4218         struct location *loc;
4219 };
4220
4221 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4222 {
4223         if (t->max)
4224                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4225                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4226 }
4227
4228 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4229 {
4230         struct location *l;
4231         int order;
4232
4233         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4234
4235         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4236         if (!l)
4237                 return 0;
4238
4239         if (t->count) {
4240                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4241                 free_loc_track(t);
4242         }
4243         t->max = max;
4244         t->loc = l;
4245         return 1;
4246 }
4247
4248 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4249                                 const struct track *track)
4250 {
4251         long start, end, pos;
4252         struct location *l;
4253         unsigned long caddr;
4254         unsigned long age = jiffies - track->when;
4255
4256         start = -1;
4257         end = t->count;
4258
4259         for ( ; ; ) {
4260                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4261
4262                 /*
4263                  * There is nothing at "end". If we end up there
4264                  * we need to add something to before end.
4265                  */
4266                 if (pos == end)
4267                         break;
4268
4269                 caddr = t->loc[pos].addr;
4270                 if (track->addr == caddr) {
4271
4272                         l = &t->loc[pos];
4273                         l->count++;
4274                         if (track->when) {
4275                                 l->sum_time += age;
4276                                 if (age < l->min_time)
4277                                         l->min_time = age;
4278                                 if (age > l->max_time)
4279                                         l->max_time = age;
4280
4281                                 if (track->pid < l->min_pid)
4282                                         l->min_pid = track->pid;
4283                                 if (track->pid > l->max_pid)
4284                                         l->max_pid = track->pid;
4285
4286                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4287                                                 to_cpumask(l->cpus));
4288                         }
4289                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4290                         return 1;
4291                 }
4292
4293                 if (track->addr < caddr)
4294                         end = pos;
4295                 else
4296                         start = pos;
4297         }
4298
4299         /*
4300          * Not found. Insert new tracking element.
4301          */
4302         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4303                 return 0;
4304
4305         l = t->loc + pos;
4306         if (pos < t->count)
4307                 memmove(l + 1, l,
4308                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4309         t->count++;
4310         l->count = 1;
4311         l->addr = track->addr;
4312         l->sum_time = age;
4313         l->min_time = age;
4314         l->max_time = age;
4315         l->min_pid = track->pid;
4316         l->max_pid = track->pid;
4317         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4318         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4319         nodes_clear(l->nodes);
4320         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4321         return 1;
4322 }
4323
4324 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4325                 struct page *page, enum track_item alloc,
4326                 unsigned long *map)
4327 {
4328         void *addr = page_address(page);
4329         void *p;
4330
4331         bitmap_zero(map, page->objects);
4332         get_map(s, page, map);
4333
4334         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4335                 void *object = fixup_red_left(s, p);
4336
4337                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4338                         add_location(t, s, get_track(s, object, alloc));
4339         }
4340 }
4341
4342 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4343                                         enum track_item alloc)
4344 {
4345         int len = 0;
4346         unsigned long i;
4347         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4348         int node;
4349         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4350                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4351         struct kmem_cache_node *n;
4352
4353         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4354                                      GFP_TEMPORARY)) {
4355                 kfree(map);
4356                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4357         }
4358         /* Push back cpu slabs */
4359         flush_all(s);
4360
4361         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4362                 unsigned long flags;
4363                 struct page *page;
4364
4365                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4366                         continue;
4367
4368                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4369                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4370                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4371                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4372                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4373                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4374         }
4375
4376         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4377                 struct location *l = &t.loc[i];
4378
4379                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4380                         break;
4381                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4382
4383                 if (l->addr)
4384                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4385                 else
4386                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4387
4388                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4389                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4390                                 l->min_time,
4391                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4392                                 l->max_time);
4393                 } else
4394                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4395                                 l->min_time);
4396
4397                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4398                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4399                                 l->min_pid, l->max_pid);
4400                 else
4401                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4402                                 l->min_pid);
4403
4404                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4405                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4406                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4407                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4408                                          " cpus=%*pbl",
4409                                          cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
4410
4411                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4412                                 len < PAGE_SIZE - 60)
4413                         len += scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4414                                          " nodes=%*pbl",
4415                                          nodemask_pr_args(&l->nodes));
4416
4417                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4418         }
4419
4420         free_loc_track(&t);
4421         kfree(map);
4422         if (!t.count)
4423                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4424         return len;
4425 }
4426 #endif
4427
4428 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4429 static void __init resiliency_test(void)
4430 {
4431         u8 *p;
4432
4433         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || KMALLOC_SHIFT_HIGH < 10);
4434
4435         pr_err("SLUB resiliency testing\n");
4436         pr_err("-----------------------\n");
4437         pr_err("A. Corruption after allocation\n");
4438
4439         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4440         p[16] = 0x12;
4441         pr_err("\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer 0x12->0x%p\n\n",
4442                p + 16);
4443
4444         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4445
4446         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4447         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4448         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4449         pr_err("\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab 0x34 -> -0x%p\n",
4450                p);
4451         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4452
4453         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4454         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4455         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4456         *p = 0x56;
4457         pr_err("\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4458                p);
4459         pr_err("If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4460         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4461
4462         pr_err("\nB. Corruption after free\n");
4463         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4464         kfree(p);
4465         *p = 0x78;
4466         pr_err("1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4467         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4468
4469         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4470         kfree(p);
4471         p[50] = 0x9a;
4472         pr_err("\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
4473         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4474
4475         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4476         kfree(p);
4477         p[512] = 0xab;
4478         pr_err("\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4479         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4480 }
4481 #else
4482 #ifdef CONFIG_SYSFS
4483 static void resiliency_test(void) {};
4484 #endif
4485 #endif
4486
4487 #ifdef CONFIG_SYSFS
4488 enum slab_stat_type {
4489         SL_ALL,                 /* All slabs */
4490         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4491         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4492         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4493         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4494 };
4495
4496 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4497 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4498 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4499 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4500 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4501
4502 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4503                             char *buf, unsigned long flags)
4504 {
4505         unsigned long total = 0;
4506         int node;
4507         int x;
4508         unsigned long *nodes;
4509
4510         nodes = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4511         if (!nodes)
4512                 return -ENOMEM;
4513
4514         if (flags & SO_CPU) {
4515                 int cpu;
4516
4517                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4518                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4519                                                                cpu);
4520                         int node;
4521                         struct page *page;
4522
4523                         page = READ_ONCE(c->page);
4524                         if (!page)
4525                                 continue;
4526
4527                         node = page_to_nid(page);
4528                         if (flags & SO_TOTAL)
4529                                 x = page->objects;
4530                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4531                                 x = page->inuse;
4532                         else
4533                                 x = 1;
4534
4535                         total += x;
4536                         nodes[node] += x;
4537
4538                         page = READ_ONCE(c->partial);
4539                         if (page) {
4540                                 node = page_to_nid(page);
4541                                 if (flags & SO_TOTAL)
4542                                         WARN_ON_ONCE(1);
4543                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4544                                         WARN_ON_ONCE(1);
4545                                 else
4546                                         x = page->pages;
4547                                 total += x;
4548                                 nodes[node] += x;
4549                         }
4550                 }
4551         }
4552
4553         get_online_mems();
4554 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4555         if (flags & SO_ALL) {
4556                 struct kmem_cache_node *n;
4557
4558                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4559
4560                         if (flags & SO_TOTAL)
4561                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4562                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4563                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4564                                         count_partial(n, count_free);
4565                         else
4566                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4567                         total += x;
4568                         nodes[node] += x;
4569                 }
4570
4571         } else
4572 #endif
4573         if (flags & SO_PARTIAL) {
4574                 struct kmem_cache_node *n;
4575
4576                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4577                         if (flags & SO_TOTAL)
4578                                 x = count_partial(n, count_total);
4579                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4580                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4581                         else
4582                                 x = n->nr_partial;
4583                         total += x;
4584                         nodes[node] += x;
4585                 }
4586         }
4587         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4588 #ifdef CONFIG_NUMA
4589         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
4590                 if (nodes[node])
4591                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4592                                         node, nodes[node]);
4593 #endif
4594         put_online_mems();
4595         kfree(nodes);
4596         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4597 }
4598
4599 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4600 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4601 {
4602         int node;
4603         struct kmem_cache_node *n;
4604
4605         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4606                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4607                         return 1;
4608
4609         return 0;
4610 }
4611 #endif
4612
4613 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4614 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4615
4616 struct slab_attribute {
4617         struct attribute attr;
4618         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4619         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4620 };
4621
4622 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4623         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4624         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4625
4626 #define SLAB_ATTR(_name) \
4627         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4628         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4629
4630 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4631 {
4632         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4633 }
4634 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4635
4636 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4637 {
4638         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4639 }
4640 SLAB_ATTR_RO(align);
4641
4642 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4643 {
4644         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4645 }
4646 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4647
4648 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4649 {
4650         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4651 }
4652 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4653
4654 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4655                                 const char *buf, size_t length)
4656 {
4657         unsigned long order;
4658         int err;
4659
4660         err = kstrtoul(buf, 10, &order);
4661         if (err)
4662                 return err;
4663
4664         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4665                 return -EINVAL;
4666
4667         calculate_sizes(s, order);
4668         return length;
4669 }
4670
4671 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4672 {
4673         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4674 }
4675 SLAB_ATTR(order);
4676
4677 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4678 {
4679         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4680 }
4681
4682 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4683                                  size_t length)
4684 {
4685         unsigned long min;
4686         int err;
4687
4688         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
4689         if (err)
4690                 return err;
4691
4692         set_min_partial(s, min);
4693         return length;
4694 }
4695 SLAB_ATTR(min_partial);
4696
4697 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4698 {
4699         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4700 }
4701
4702 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4703                                  size_t length)
4704 {
4705         unsigned long objects;
4706         int err;
4707
4708         err = kstrtoul(buf, 10, &objects);
4709         if (err)
4710                 return err;
4711         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4712                 return -EINVAL;
4713
4714         s->cpu_partial = objects;
4715         flush_all(s);
4716         return length;
4717 }
4718 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4719
4720 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4721 {
4722         if (!s->ctor)
4723                 return 0;
4724         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4725 }
4726 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4727
4728 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4729 {
4730         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
4731 }
4732 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4733
4734 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4735 {
4736         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4737 }
4738 SLAB_ATTR_RO(partial);
4739
4740 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4741 {
4742         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4743 }
4744 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4745
4746 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4747 {
4748         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4749 }
4750 SLAB_ATTR_RO(objects);
4751
4752 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4753 {
4754         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4755 }
4756 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4757
4758 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4759 {
4760         int objects = 0;
4761         int pages = 0;
4762         int cpu;
4763         int len;
4764
4765         for_each_online_cpu(cpu) {
4766                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4767
4768                 if (page) {
4769                         pages += page->pages;
4770                         objects += page->pobjects;
4771                 }
4772         }
4773
4774         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4775
4776 #ifdef CONFIG_SMP
4777         for_each_online_cpu(cpu) {
4778                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4779
4780                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4781                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4782                                 page->pobjects, page->pages);
4783         }
4784 #endif
4785         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4786 }
4787 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4788
4789 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4790 {
4791         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4792 }
4793
4794 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4795                                 const char *buf, size_t length)
4796 {
4797         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4798         if (buf[0] == '1')
4799                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4800         return length;
4801 }
4802 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4803
4804 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4805 {
4806         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4807 }
4808 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4809
4810 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4811 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4812 {
4813         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4814 }
4815 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4816 #endif
4817
4818 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4819 {
4820         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4821 }
4822 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4823
4824 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4825 {
4826         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4827 }
4828 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4829
4830 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4831 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4832 {
4833         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4834 }
4835 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4836
4837 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4838 {
4839         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4840 }
4841 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4842
4843 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4844 {
4845         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4846 }
4847
4848 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4849                                 const char *buf, size_t length)
4850 {
4851         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4852         if (buf[0] == '1') {
4853                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4854                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4855         }
4856         return length;
4857 }
4858 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4859
4860 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4861 {
4862         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4863 }
4864
4865 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4866                                                         size_t length)
4867 {
4868         /*
4869          * Tracing a merged cache is going to give confusing results
4870          * as well as cause other issues like converting a mergeable
4871          * cache into an umergeable one.
4872          */
4873         if (s->refcount > 1)
4874                 return -EINVAL;
4875
4876         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4877         if (buf[0] == '1') {
4878                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4879                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4880         }
4881         return length;
4882 }
4883 SLAB_ATTR(trace);
4884
4885 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4886 {
4887         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4888 }
4889
4890 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4891                                 const char *buf, size_t length)
4892 {
4893         if (any_slab_objects(s))
4894                 return -EBUSY;
4895
4896         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4897         if (buf[0] == '1') {
4898                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4899                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4900         }
4901         calculate_sizes(s, -1);
4902         return length;
4903 }
4904 SLAB_ATTR(red_zone);
4905
4906 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4907 {
4908         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4909 }
4910
4911 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4912                                 const char *buf, size_t length)
4913 {
4914         if (any_slab_objects(s))
4915                 return -EBUSY;
4916
4917         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4918         if (buf[0] == '1') {
4919                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
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_DEBUG_FREE)
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 */