]> Git Repo - linux.git/blob - mm/slub.c
Merge tag 'for-6.12/block-20240913' of git://git.kernel.dk/linux
[linux.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operations
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* mm_account_reclaimed_pages() */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/swab.h>
19 #include <linux/bitops.h>
20 #include <linux/slab.h>
21 #include "slab.h"
22 #include <linux/proc_fs.h>
23 #include <linux/seq_file.h>
24 #include <linux/kasan.h>
25 #include <linux/kmsan.h>
26 #include <linux/cpu.h>
27 #include <linux/cpuset.h>
28 #include <linux/mempolicy.h>
29 #include <linux/ctype.h>
30 #include <linux/stackdepot.h>
31 #include <linux/debugobjects.h>
32 #include <linux/kallsyms.h>
33 #include <linux/kfence.h>
34 #include <linux/memory.h>
35 #include <linux/math64.h>
36 #include <linux/fault-inject.h>
37 #include <linux/kmemleak.h>
38 #include <linux/stacktrace.h>
39 #include <linux/prefetch.h>
40 #include <linux/memcontrol.h>
41 #include <linux/random.h>
42 #include <kunit/test.h>
43 #include <kunit/test-bug.h>
44 #include <linux/sort.h>
45
46 #include <linux/debugfs.h>
47 #include <trace/events/kmem.h>
48
49 #include "internal.h"
50
51 /*
52  * Lock order:
53  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
54  *   2. node->list_lock (Spinlock)
55  *   3. kmem_cache->cpu_slab->lock (Local lock)
56  *   4. slab_lock(slab) (Only on some arches)
57  *   5. object_map_lock (Only for debugging)
58  *
59  *   slab_mutex
60  *
61  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
62  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
63  *   Also synchronizes memory hotplug callbacks.
64  *
65  *   slab_lock
66  *
67  *   The slab_lock is a wrapper around the page lock, thus it is a bit
68  *   spinlock.
69  *
70  *   The slab_lock is only used on arches that do not have the ability
71  *   to do a cmpxchg_double. It only protects:
72  *
73  *      A. slab->freelist       -> List of free objects in a slab
74  *      B. slab->inuse          -> Number of objects in use
75  *      C. slab->objects        -> Number of objects in slab
76  *      D. slab->frozen         -> frozen state
77  *
78  *   Frozen slabs
79  *
80  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is
81  *   the cpu slab which is actively allocated from by the processor that
82  *   froze it and it is not on any list. The processor that froze the
83  *   slab is the one who can perform list operations on the slab. Other
84  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
85  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
86  *   slab's freelist.
87  *
88  *   CPU partial slabs
89  *
90  *   The partially empty slabs cached on the CPU partial list are used
91  *   for performance reasons, which speeds up the allocation process.
92  *   These slabs are not frozen, but are also exempt from list management,
93  *   by clearing the PG_workingset flag when moving out of the node
94  *   partial list. Please see __slab_free() for more details.
95  *
96  *   To sum up, the current scheme is:
97  *   - node partial slab: PG_Workingset && !frozen
98  *   - cpu partial slab: !PG_Workingset && !frozen
99  *   - cpu slab: !PG_Workingset && frozen
100  *   - full slab: !PG_Workingset && !frozen
101  *
102  *   list_lock
103  *
104  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
105  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
106  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
107  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
108  *   modified without taking the list lock).
109  *
110  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
111  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
112  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
113  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
114  *   the list lock.
115  *
116  *   For debug caches, all allocations are forced to go through a list_lock
117  *   protected region to serialize against concurrent validation.
118  *
119  *   cpu_slab->lock local lock
120  *
121  *   This locks protect slowpath manipulation of all kmem_cache_cpu fields
122  *   except the stat counters. This is a percpu structure manipulated only by
123  *   the local cpu, so the lock protects against being preempted or interrupted
124  *   by an irq. Fast path operations rely on lockless operations instead.
125  *
126  *   On PREEMPT_RT, the local lock neither disables interrupts nor preemption
127  *   which means the lockless fastpath cannot be used as it might interfere with
128  *   an in-progress slow path operations. In this case the local lock is always
129  *   taken but it still utilizes the freelist for the common operations.
130  *
131  *   lockless fastpaths
132  *
133  *   The fast path allocation (slab_alloc_node()) and freeing (do_slab_free())
134  *   are fully lockless when satisfied from the percpu slab (and when
135  *   cmpxchg_double is possible to use, otherwise slab_lock is taken).
136  *   They also don't disable preemption or migration or irqs. They rely on
137  *   the transaction id (tid) field to detect being preempted or moved to
138  *   another cpu.
139  *
140  *   irq, preemption, migration considerations
141  *
142  *   Interrupts are disabled as part of list_lock or local_lock operations, or
143  *   around the slab_lock operation, in order to make the slab allocator safe
144  *   to use in the context of an irq.
145  *
146  *   In addition, preemption (or migration on PREEMPT_RT) is disabled in the
147  *   allocation slowpath, bulk allocation, and put_cpu_partial(), so that the
148  *   local cpu doesn't change in the process and e.g. the kmem_cache_cpu pointer
149  *   doesn't have to be revalidated in each section protected by the local lock.
150  *
151  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
152  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
153  *
154  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
155  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
156  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
157  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
158  * cannot scan all objects.
159  *
160  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
161  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
162  * fast frees and allocs.
163  *
164  * slab->frozen         The slab is frozen and exempt from list processing.
165  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
166  *                      such as satisfying allocations for a specific
167  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
168  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
169  *                      list operations. It is up to the processor holding
170  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
171  *                      when the slab is no longer needed.
172  *
173  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
174  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
175  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
176  *                      freelist that allows lockless access to
177  *                      free objects in addition to the regular freelist
178  *                      that requires the slab lock.
179  *
180  * SLAB_DEBUG_FLAGS     Slab requires special handling due to debug
181  *                      options set. This moves slab handling out of
182  *                      the fast path and disables lockless freelists.
183  */
184
185 /*
186  * We could simply use migrate_disable()/enable() but as long as it's a
187  * function call even on !PREEMPT_RT, use inline preempt_disable() there.
188  */
189 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
190 #define slub_get_cpu_ptr(var)           get_cpu_ptr(var)
191 #define slub_put_cpu_ptr(var)           put_cpu_ptr(var)
192 #define USE_LOCKLESS_FAST_PATH()        (true)
193 #else
194 #define slub_get_cpu_ptr(var)           \
195 ({                                      \
196         migrate_disable();              \
197         this_cpu_ptr(var);              \
198 })
199 #define slub_put_cpu_ptr(var)           \
200 do {                                    \
201         (void)(var);                    \
202         migrate_enable();               \
203 } while (0)
204 #define USE_LOCKLESS_FAST_PATH()        (false)
205 #endif
206
207 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
208 #define __fastpath_inline __always_inline
209 #else
210 #define __fastpath_inline
211 #endif
212
213 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
214 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
215 DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(slub_debug_enabled);
216 #else
217 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(slub_debug_enabled);
218 #endif
219 #endif          /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
220
221 /* Structure holding parameters for get_partial() call chain */
222 struct partial_context {
223         gfp_t flags;
224         unsigned int orig_size;
225         void *object;
226 };
227
228 static inline bool kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
229 {
230         return kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_DEBUG_FLAGS);
231 }
232
233 static inline bool slub_debug_orig_size(struct kmem_cache *s)
234 {
235         return (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER) &&
236                         (s->flags & SLAB_KMALLOC));
237 }
238
239 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
240 {
241         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE))
242                 p += s->red_left_pad;
243
244         return p;
245 }
246
247 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
248 {
249 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
250         return !kmem_cache_debug(s);
251 #else
252         return false;
253 #endif
254 }
255
256 /*
257  * Issues still to be resolved:
258  *
259  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
260  *
261  * - Variable sizing of the per node arrays
262  */
263
264 /* Enable to log cmpxchg failures */
265 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
266
267 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
268 /*
269  * Minimum number of partial slabs. These will be left on the partial
270  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
271  */
272 #define MIN_PARTIAL 5
273
274 /*
275  * Maximum number of desirable partial slabs.
276  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
277  * sort the partial list by the number of objects in use.
278  */
279 #define MAX_PARTIAL 10
280 #else
281 #define MIN_PARTIAL 0
282 #define MAX_PARTIAL 0
283 #endif
284
285 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
286                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
287
288 /*
289  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
290  * issues when checking or reading debug information
291  */
292 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
293                                 SLAB_TRACE)
294
295
296 /*
297  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
298  * disabled when slab_debug=O is used and a cache's min order increases with
299  * metadata.
300  */
301 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
302
303 #define OO_SHIFT        16
304 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
305 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since slab.objects is u15 */
306
307 /* Internal SLUB flags */
308 /* Poison object */
309 #define __OBJECT_POISON         __SLAB_FLAG_BIT(_SLAB_OBJECT_POISON)
310 /* Use cmpxchg_double */
311
312 #ifdef system_has_freelist_aba
313 #define __CMPXCHG_DOUBLE        __SLAB_FLAG_BIT(_SLAB_CMPXCHG_DOUBLE)
314 #else
315 #define __CMPXCHG_DOUBLE        __SLAB_FLAG_UNUSED
316 #endif
317
318 /*
319  * Tracking user of a slab.
320  */
321 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
322 struct track {
323         unsigned long addr;     /* Called from address */
324 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
325         depot_stack_handle_t handle;
326 #endif
327         int cpu;                /* Was running on cpu */
328         int pid;                /* Pid context */
329         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
330 };
331
332 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
333
334 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
335 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
336 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
337 #else
338 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
339 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
340                                                         { return 0; }
341 #endif
342
343 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
344 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *);
345 #else
346 static inline void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { }
347 #endif
348
349 enum stat_item {
350         ALLOC_FASTPATH,         /* Allocation from cpu slab */
351         ALLOC_SLOWPATH,         /* Allocation by getting a new cpu slab */
352         FREE_FASTPATH,          /* Free to cpu slab */
353         FREE_SLOWPATH,          /* Freeing not to cpu slab */
354         FREE_FROZEN,            /* Freeing to frozen slab */
355         FREE_ADD_PARTIAL,       /* Freeing moves slab to partial list */
356         FREE_REMOVE_PARTIAL,    /* Freeing removes last object */
357         ALLOC_FROM_PARTIAL,     /* Cpu slab acquired from node partial list */
358         ALLOC_SLAB,             /* Cpu slab acquired from page allocator */
359         ALLOC_REFILL,           /* Refill cpu slab from slab freelist */
360         ALLOC_NODE_MISMATCH,    /* Switching cpu slab */
361         FREE_SLAB,              /* Slab freed to the page allocator */
362         CPUSLAB_FLUSH,          /* Abandoning of the cpu slab */
363         DEACTIVATE_FULL,        /* Cpu slab was full when deactivated */
364         DEACTIVATE_EMPTY,       /* Cpu slab was empty when deactivated */
365         DEACTIVATE_TO_HEAD,     /* Cpu slab was moved to the head of partials */
366         DEACTIVATE_TO_TAIL,     /* Cpu slab was moved to the tail of partials */
367         DEACTIVATE_REMOTE_FREES,/* Slab contained remotely freed objects */
368         DEACTIVATE_BYPASS,      /* Implicit deactivation */
369         ORDER_FALLBACK,         /* Number of times fallback was necessary */
370         CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL,/* Failures of this_cpu_cmpxchg_double */
371         CMPXCHG_DOUBLE_FAIL,    /* Failures of slab freelist update */
372         CPU_PARTIAL_ALLOC,      /* Used cpu partial on alloc */
373         CPU_PARTIAL_FREE,       /* Refill cpu partial on free */
374         CPU_PARTIAL_NODE,       /* Refill cpu partial from node partial */
375         CPU_PARTIAL_DRAIN,      /* Drain cpu partial to node partial */
376         NR_SLUB_STAT_ITEMS
377 };
378
379 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
380 /*
381  * When changing the layout, make sure freelist and tid are still compatible
382  * with this_cpu_cmpxchg_double() alignment requirements.
383  */
384 struct kmem_cache_cpu {
385         union {
386                 struct {
387                         void **freelist;        /* Pointer to next available object */
388                         unsigned long tid;      /* Globally unique transaction id */
389                 };
390                 freelist_aba_t freelist_tid;
391         };
392         struct slab *slab;      /* The slab from which we are allocating */
393 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
394         struct slab *partial;   /* Partially allocated slabs */
395 #endif
396         local_lock_t lock;      /* Protects the fields above */
397 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
398         unsigned int stat[NR_SLUB_STAT_ITEMS];
399 #endif
400 };
401 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
402
403 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
404 {
405 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
406         /*
407          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
408          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
409          */
410         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
411 #endif
412 }
413
414 static inline
415 void stat_add(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si, int v)
416 {
417 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
418         raw_cpu_add(s->cpu_slab->stat[si], v);
419 #endif
420 }
421
422 /*
423  * The slab lists for all objects.
424  */
425 struct kmem_cache_node {
426         spinlock_t list_lock;
427         unsigned long nr_partial;
428         struct list_head partial;
429 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
430         atomic_long_t nr_slabs;
431         atomic_long_t total_objects;
432         struct list_head full;
433 #endif
434 };
435
436 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
437 {
438         return s->node[node];
439 }
440
441 /*
442  * Iterator over all nodes. The body will be executed for each node that has
443  * a kmem_cache_node structure allocated (which is true for all online nodes)
444  */
445 #define for_each_kmem_cache_node(__s, __node, __n) \
446         for (__node = 0; __node < nr_node_ids; __node++) \
447                  if ((__n = get_node(__s, __node)))
448
449 /*
450  * Tracks for which NUMA nodes we have kmem_cache_nodes allocated.
451  * Corresponds to node_state[N_NORMAL_MEMORY], but can temporarily
452  * differ during memory hotplug/hotremove operations.
453  * Protected by slab_mutex.
454  */
455 static nodemask_t slab_nodes;
456
457 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
458 /*
459  * Workqueue used for flush_cpu_slab().
460  */
461 static struct workqueue_struct *flushwq;
462 #endif
463
464 /********************************************************************
465  *                      Core slab cache functions
466  *******************************************************************/
467
468 /*
469  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
470  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
471  * random number.
472  */
473 static inline freeptr_t freelist_ptr_encode(const struct kmem_cache *s,
474                                             void *ptr, unsigned long ptr_addr)
475 {
476         unsigned long encoded;
477
478 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
479         encoded = (unsigned long)ptr ^ s->random ^ swab(ptr_addr);
480 #else
481         encoded = (unsigned long)ptr;
482 #endif
483         return (freeptr_t){.v = encoded};
484 }
485
486 static inline void *freelist_ptr_decode(const struct kmem_cache *s,
487                                         freeptr_t ptr, unsigned long ptr_addr)
488 {
489         void *decoded;
490
491 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
492         decoded = (void *)(ptr.v ^ s->random ^ swab(ptr_addr));
493 #else
494         decoded = (void *)ptr.v;
495 #endif
496         return decoded;
497 }
498
499 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
500 {
501         unsigned long ptr_addr;
502         freeptr_t p;
503
504         object = kasan_reset_tag(object);
505         ptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
506         p = *(freeptr_t *)(ptr_addr);
507         return freelist_ptr_decode(s, p, ptr_addr);
508 }
509
510 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
511 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
512 {
513         prefetchw(object + s->offset);
514 }
515 #endif
516
517 /*
518  * When running under KMSAN, get_freepointer_safe() may return an uninitialized
519  * pointer value in the case the current thread loses the race for the next
520  * memory chunk in the freelist. In that case this_cpu_cmpxchg_double() in
521  * slab_alloc_node() will fail, so the uninitialized value won't be used, but
522  * KMSAN will still check all arguments of cmpxchg because of imperfect
523  * handling of inline assembly.
524  * To work around this problem, we apply __no_kmsan_checks to ensure that
525  * get_freepointer_safe() returns initialized memory.
526  */
527 __no_kmsan_checks
528 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
529 {
530         unsigned long freepointer_addr;
531         freeptr_t p;
532
533         if (!debug_pagealloc_enabled_static())
534                 return get_freepointer(s, object);
535
536         object = kasan_reset_tag(object);
537         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
538         copy_from_kernel_nofault(&p, (freeptr_t *)freepointer_addr, sizeof(p));
539         return freelist_ptr_decode(s, p, freepointer_addr);
540 }
541
542 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
543 {
544         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
545
546 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
547         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
548 #endif
549
550         freeptr_addr = (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)freeptr_addr);
551         *(freeptr_t *)freeptr_addr = freelist_ptr_encode(s, fp, freeptr_addr);
552 }
553
554 /*
555  * See comment in calculate_sizes().
556  */
557 static inline bool freeptr_outside_object(struct kmem_cache *s)
558 {
559         return s->offset >= s->inuse;
560 }
561
562 /*
563  * Return offset of the end of info block which is inuse + free pointer if
564  * not overlapping with object.
565  */
566 static inline unsigned int get_info_end(struct kmem_cache *s)
567 {
568         if (freeptr_outside_object(s))
569                 return s->inuse + sizeof(void *);
570         else
571                 return s->inuse;
572 }
573
574 /* Loop over all objects in a slab */
575 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
576         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
577                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
578                 __p += (__s)->size)
579
580 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
581 {
582         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
583 }
584
585 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
586                 unsigned int size)
587 {
588         struct kmem_cache_order_objects x = {
589                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
590         };
591
592         return x;
593 }
594
595 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
596 {
597         return x.x >> OO_SHIFT;
598 }
599
600 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
601 {
602         return x.x & OO_MASK;
603 }
604
605 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
606 static void slub_set_cpu_partial(struct kmem_cache *s, unsigned int nr_objects)
607 {
608         unsigned int nr_slabs;
609
610         s->cpu_partial = nr_objects;
611
612         /*
613          * We take the number of objects but actually limit the number of
614          * slabs on the per cpu partial list, in order to limit excessive
615          * growth of the list. For simplicity we assume that the slabs will
616          * be half-full.
617          */
618         nr_slabs = DIV_ROUND_UP(nr_objects * 2, oo_objects(s->oo));
619         s->cpu_partial_slabs = nr_slabs;
620 }
621
622 static inline unsigned int slub_get_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
623 {
624         return s->cpu_partial_slabs;
625 }
626 #else
627 static inline void
628 slub_set_cpu_partial(struct kmem_cache *s, unsigned int nr_objects)
629 {
630 }
631
632 static inline unsigned int slub_get_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
633 {
634         return 0;
635 }
636 #endif /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
637
638 /*
639  * Per slab locking using the pagelock
640  */
641 static __always_inline void slab_lock(struct slab *slab)
642 {
643         bit_spin_lock(PG_locked, &slab->__page_flags);
644 }
645
646 static __always_inline void slab_unlock(struct slab *slab)
647 {
648         bit_spin_unlock(PG_locked, &slab->__page_flags);
649 }
650
651 static inline bool
652 __update_freelist_fast(struct slab *slab,
653                       void *freelist_old, unsigned long counters_old,
654                       void *freelist_new, unsigned long counters_new)
655 {
656 #ifdef system_has_freelist_aba
657         freelist_aba_t old = { .freelist = freelist_old, .counter = counters_old };
658         freelist_aba_t new = { .freelist = freelist_new, .counter = counters_new };
659
660         return try_cmpxchg_freelist(&slab->freelist_counter.full, &old.full, new.full);
661 #else
662         return false;
663 #endif
664 }
665
666 static inline bool
667 __update_freelist_slow(struct slab *slab,
668                       void *freelist_old, unsigned long counters_old,
669                       void *freelist_new, unsigned long counters_new)
670 {
671         bool ret = false;
672
673         slab_lock(slab);
674         if (slab->freelist == freelist_old &&
675             slab->counters == counters_old) {
676                 slab->freelist = freelist_new;
677                 slab->counters = counters_new;
678                 ret = true;
679         }
680         slab_unlock(slab);
681
682         return ret;
683 }
684
685 /*
686  * Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right), typically
687  * by an _irqsave() lock variant. On PREEMPT_RT the preempt_disable(), which is
688  * part of bit_spin_lock(), is sufficient because the policy is not to allow any
689  * allocation/ free operation in hardirq context. Therefore nothing can
690  * interrupt the operation.
691  */
692 static inline bool __slab_update_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
693                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
694                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
695                 const char *n)
696 {
697         bool ret;
698
699         if (USE_LOCKLESS_FAST_PATH())
700                 lockdep_assert_irqs_disabled();
701
702         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
703                 ret = __update_freelist_fast(slab, freelist_old, counters_old,
704                                             freelist_new, counters_new);
705         } else {
706                 ret = __update_freelist_slow(slab, freelist_old, counters_old,
707                                             freelist_new, counters_new);
708         }
709         if (likely(ret))
710                 return true;
711
712         cpu_relax();
713         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
714
715 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
716         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
717 #endif
718
719         return false;
720 }
721
722 static inline bool slab_update_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
723                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
724                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
725                 const char *n)
726 {
727         bool ret;
728
729         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
730                 ret = __update_freelist_fast(slab, freelist_old, counters_old,
731                                             freelist_new, counters_new);
732         } else {
733                 unsigned long flags;
734
735                 local_irq_save(flags);
736                 ret = __update_freelist_slow(slab, freelist_old, counters_old,
737                                             freelist_new, counters_new);
738                 local_irq_restore(flags);
739         }
740         if (likely(ret))
741                 return true;
742
743         cpu_relax();
744         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
745
746 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
747         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
748 #endif
749
750         return false;
751 }
752
753 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
754 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
755 static DEFINE_SPINLOCK(object_map_lock);
756
757 static void __fill_map(unsigned long *obj_map, struct kmem_cache *s,
758                        struct slab *slab)
759 {
760         void *addr = slab_address(slab);
761         void *p;
762
763         bitmap_zero(obj_map, slab->objects);
764
765         for (p = slab->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
766                 set_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map);
767 }
768
769 #if IS_ENABLED(CONFIG_KUNIT)
770 static bool slab_add_kunit_errors(void)
771 {
772         struct kunit_resource *resource;
773
774         if (!kunit_get_current_test())
775                 return false;
776
777         resource = kunit_find_named_resource(current->kunit_test, "slab_errors");
778         if (!resource)
779                 return false;
780
781         (*(int *)resource->data)++;
782         kunit_put_resource(resource);
783         return true;
784 }
785
786 static bool slab_in_kunit_test(void)
787 {
788         struct kunit_resource *resource;
789
790         if (!kunit_get_current_test())
791                 return false;
792
793         resource = kunit_find_named_resource(current->kunit_test, "slab_errors");
794         if (!resource)
795                 return false;
796
797         kunit_put_resource(resource);
798         return true;
799 }
800 #else
801 static inline bool slab_add_kunit_errors(void) { return false; }
802 static inline bool slab_in_kunit_test(void) { return false; }
803 #endif
804
805 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
806 {
807         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
808                 return s->size - s->red_left_pad;
809
810         return s->size;
811 }
812
813 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
814 {
815         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
816                 p -= s->red_left_pad;
817
818         return p;
819 }
820
821 /*
822  * Debug settings:
823  */
824 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
825 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
826 #else
827 static slab_flags_t slub_debug;
828 #endif
829
830 static char *slub_debug_string;
831 static int disable_higher_order_debug;
832
833 /*
834  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
835  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
836  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
837  * to tell kasan that these accesses are OK.
838  */
839 static inline void metadata_access_enable(void)
840 {
841         kasan_disable_current();
842         kmsan_disable_current();
843 }
844
845 static inline void metadata_access_disable(void)
846 {
847         kmsan_enable_current();
848         kasan_enable_current();
849 }
850
851 /*
852  * Object debugging
853  */
854
855 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
856 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
857                                 struct slab *slab, void *object)
858 {
859         void *base;
860
861         if (!object)
862                 return 1;
863
864         base = slab_address(slab);
865         object = kasan_reset_tag(object);
866         object = restore_red_left(s, object);
867         if (object < base || object >= base + slab->objects * s->size ||
868                 (object - base) % s->size) {
869                 return 0;
870         }
871
872         return 1;
873 }
874
875 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
876                           unsigned int length)
877 {
878         metadata_access_enable();
879         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS,
880                         16, 1, kasan_reset_tag((void *)addr), length, 1);
881         metadata_access_disable();
882 }
883
884 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
885         enum track_item alloc)
886 {
887         struct track *p;
888
889         p = object + get_info_end(s);
890
891         return kasan_reset_tag(p + alloc);
892 }
893
894 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
895 static noinline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void)
896 {
897         depot_stack_handle_t handle;
898         unsigned long entries[TRACK_ADDRS_COUNT];
899         unsigned int nr_entries;
900
901         nr_entries = stack_trace_save(entries, ARRAY_SIZE(entries), 3);
902         handle = stack_depot_save(entries, nr_entries, GFP_NOWAIT);
903
904         return handle;
905 }
906 #else
907 static inline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void)
908 {
909         return 0;
910 }
911 #endif
912
913 static void set_track_update(struct kmem_cache *s, void *object,
914                              enum track_item alloc, unsigned long addr,
915                              depot_stack_handle_t handle)
916 {
917         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
918
919 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
920         p->handle = handle;
921 #endif
922         p->addr = addr;
923         p->cpu = smp_processor_id();
924         p->pid = current->pid;
925         p->when = jiffies;
926 }
927
928 static __always_inline void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
929                                       enum track_item alloc, unsigned long addr)
930 {
931         depot_stack_handle_t handle = set_track_prepare();
932
933         set_track_update(s, object, alloc, addr, handle);
934 }
935
936 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
937 {
938         struct track *p;
939
940         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
941                 return;
942
943         p = get_track(s, object, TRACK_ALLOC);
944         memset(p, 0, 2*sizeof(struct track));
945 }
946
947 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
948 {
949         depot_stack_handle_t handle __maybe_unused;
950
951         if (!t->addr)
952                 return;
953
954         pr_err("%s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
955                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
956 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
957         handle = READ_ONCE(t->handle);
958         if (handle)
959                 stack_depot_print(handle);
960         else
961                 pr_err("object allocation/free stack trace missing\n");
962 #endif
963 }
964
965 void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
966 {
967         unsigned long pr_time = jiffies;
968         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
969                 return;
970
971         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
972         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
973 }
974
975 static void print_slab_info(const struct slab *slab)
976 {
977         pr_err("Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=%pGp\n",
978                slab, slab->objects, slab->inuse, slab->freelist,
979                &slab->__page_flags);
980 }
981
982 /*
983  * kmalloc caches has fixed sizes (mostly power of 2), and kmalloc() API
984  * family will round up the real request size to these fixed ones, so
985  * there could be an extra area than what is requested. Save the original
986  * request size in the meta data area, for better debug and sanity check.
987  */
988 static inline void set_orig_size(struct kmem_cache *s,
989                                 void *object, unsigned int orig_size)
990 {
991         void *p = kasan_reset_tag(object);
992         unsigned int kasan_meta_size;
993
994         if (!slub_debug_orig_size(s))
995                 return;
996
997         /*
998          * KASAN can save its free meta data inside of the object at offset 0.
999          * If this meta data size is larger than 'orig_size', it will overlap
1000          * the data redzone in [orig_size+1, object_size]. Thus, we adjust
1001          * 'orig_size' to be as at least as big as KASAN's meta data.
1002          */
1003         kasan_meta_size = kasan_metadata_size(s, true);
1004         if (kasan_meta_size > orig_size)
1005                 orig_size = kasan_meta_size;
1006
1007         p += get_info_end(s);
1008         p += sizeof(struct track) * 2;
1009
1010         *(unsigned int *)p = orig_size;
1011 }
1012
1013 static inline unsigned int get_orig_size(struct kmem_cache *s, void *object)
1014 {
1015         void *p = kasan_reset_tag(object);
1016
1017         if (!slub_debug_orig_size(s))
1018                 return s->object_size;
1019
1020         p += get_info_end(s);
1021         p += sizeof(struct track) * 2;
1022
1023         return *(unsigned int *)p;
1024 }
1025
1026 void skip_orig_size_check(struct kmem_cache *s, const void *object)
1027 {
1028         set_orig_size(s, (void *)object, s->object_size);
1029 }
1030
1031 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
1032 {
1033         struct va_format vaf;
1034         va_list args;
1035
1036         va_start(args, fmt);
1037         vaf.fmt = fmt;
1038         vaf.va = &args;
1039         pr_err("=============================================================================\n");
1040         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
1041         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
1042         va_end(args);
1043 }
1044
1045 __printf(2, 3)
1046 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
1047 {
1048         struct va_format vaf;
1049         va_list args;
1050
1051         if (slab_add_kunit_errors())
1052                 return;
1053
1054         va_start(args, fmt);
1055         vaf.fmt = fmt;
1056         vaf.va = &args;
1057         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
1058         va_end(args);
1059 }
1060
1061 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, u8 *p)
1062 {
1063         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
1064         u8 *addr = slab_address(slab);
1065
1066         print_tracking(s, p);
1067
1068         print_slab_info(slab);
1069
1070         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
1071                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
1072
1073         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
1074                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p - s->red_left_pad,
1075                               s->red_left_pad);
1076         else if (p > addr + 16)
1077                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
1078
1079         print_section(KERN_ERR,         "Object   ", p,
1080                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
1081         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
1082                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p + s->object_size,
1083                         s->inuse - s->object_size);
1084
1085         off = get_info_end(s);
1086
1087         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1088                 off += 2 * sizeof(struct track);
1089
1090         if (slub_debug_orig_size(s))
1091                 off += sizeof(unsigned int);
1092
1093         off += kasan_metadata_size(s, false);
1094
1095         if (off != size_from_object(s))
1096                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
1097                 print_section(KERN_ERR, "Padding  ", p + off,
1098                               size_from_object(s) - off);
1099
1100         dump_stack();
1101 }
1102
1103 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1104                         u8 *object, char *reason)
1105 {
1106         if (slab_add_kunit_errors())
1107                 return;
1108
1109         slab_bug(s, "%s", reason);
1110         print_trailer(s, slab, object);
1111         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
1112 }
1113
1114 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1115                                void **freelist, void *nextfree)
1116 {
1117         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
1118             !check_valid_pointer(s, slab, nextfree) && freelist) {
1119                 object_err(s, slab, *freelist, "Freechain corrupt");
1120                 *freelist = NULL;
1121                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
1122                 return true;
1123         }
1124
1125         return false;
1126 }
1127
1128 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1129                         const char *fmt, ...)
1130 {
1131         va_list args;
1132         char buf[100];
1133
1134         if (slab_add_kunit_errors())
1135                 return;
1136
1137         va_start(args, fmt);
1138         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
1139         va_end(args);
1140         slab_bug(s, "%s", buf);
1141         print_slab_info(slab);
1142         dump_stack();
1143         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
1144 }
1145
1146 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
1147 {
1148         u8 *p = kasan_reset_tag(object);
1149         unsigned int poison_size = s->object_size;
1150
1151         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1152                 /*
1153                  * Here and below, avoid overwriting the KMSAN shadow. Keeping
1154                  * the shadow makes it possible to distinguish uninit-value
1155                  * from use-after-free.
1156                  */
1157                 memset_no_sanitize_memory(p - s->red_left_pad, val,
1158                                           s->red_left_pad);
1159
1160                 if (slub_debug_orig_size(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE) {
1161                         /*
1162                          * Redzone the extra allocated space by kmalloc than
1163                          * requested, and the poison size will be limited to
1164                          * the original request size accordingly.
1165                          */
1166                         poison_size = get_orig_size(s, object);
1167                 }
1168         }
1169
1170         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
1171                 memset_no_sanitize_memory(p, POISON_FREE, poison_size - 1);
1172                 memset_no_sanitize_memory(p + poison_size - 1, POISON_END, 1);
1173         }
1174
1175         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
1176                 memset_no_sanitize_memory(p + poison_size, val,
1177                                           s->inuse - poison_size);
1178 }
1179
1180 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
1181                                                 void *from, void *to)
1182 {
1183         slab_fix(s, "Restoring %s 0x%p-0x%p=0x%x", message, from, to - 1, data);
1184         memset(from, data, to - from);
1185 }
1186
1187 #ifdef CONFIG_KMSAN
1188 #define pad_check_attributes noinline __no_kmsan_checks
1189 #else
1190 #define pad_check_attributes
1191 #endif
1192
1193 static pad_check_attributes int
1194 check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1195                        u8 *object, char *what,
1196                        u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
1197 {
1198         u8 *fault;
1199         u8 *end;
1200         u8 *addr = slab_address(slab);
1201
1202         metadata_access_enable();
1203         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(start), value, bytes);
1204         metadata_access_disable();
1205         if (!fault)
1206                 return 1;
1207
1208         end = start + bytes;
1209         while (end > fault && end[-1] == value)
1210                 end--;
1211
1212         if (slab_add_kunit_errors())
1213                 goto skip_bug_print;
1214
1215         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
1216         pr_err("0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
1217                                         fault, end - 1, fault - addr,
1218                                         fault[0], value);
1219
1220 skip_bug_print:
1221         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
1222         return 0;
1223 }
1224
1225 /*
1226  * Object layout:
1227  *
1228  * object address
1229  *      Bytes of the object to be managed.
1230  *      If the freepointer may overlay the object then the free
1231  *      pointer is at the middle of the object.
1232  *
1233  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
1234  *      0xa5 (POISON_END)
1235  *
1236  * object + s->object_size
1237  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
1238  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
1239  *      object_size == inuse.
1240  *
1241  *      We fill with 0xbb (SLUB_RED_INACTIVE) for inactive objects and with
1242  *      0xcc (SLUB_RED_ACTIVE) for objects in use.
1243  *
1244  * object + s->inuse
1245  *      Meta data starts here.
1246  *
1247  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
1248  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
1249  *      C. Original request size for kmalloc object (SLAB_STORE_USER enabled)
1250  *      D. Padding to reach required alignment boundary or at minimum
1251  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
1252  *              before the word boundary.
1253  *
1254  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
1255  *
1256  * object + s->size
1257  *      Nothing is used beyond s->size.
1258  *
1259  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
1260  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
1261  * may be used with merged slabcaches.
1262  */
1263
1264 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, u8 *p)
1265 {
1266         unsigned long off = get_info_end(s);    /* The end of info */
1267
1268         if (s->flags & SLAB_STORE_USER) {
1269                 /* We also have user information there */
1270                 off += 2 * sizeof(struct track);
1271
1272                 if (s->flags & SLAB_KMALLOC)
1273                         off += sizeof(unsigned int);
1274         }
1275
1276         off += kasan_metadata_size(s, false);
1277
1278         if (size_from_object(s) == off)
1279                 return 1;
1280
1281         return check_bytes_and_report(s, slab, p, "Object padding",
1282                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
1283 }
1284
1285 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
1286 static pad_check_attributes void
1287 slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1288 {
1289         u8 *start;
1290         u8 *fault;
1291         u8 *end;
1292         u8 *pad;
1293         int length;
1294         int remainder;
1295
1296         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
1297                 return;
1298
1299         start = slab_address(slab);
1300         length = slab_size(slab);
1301         end = start + length;
1302         remainder = length % s->size;
1303         if (!remainder)
1304                 return;
1305
1306         pad = end - remainder;
1307         metadata_access_enable();
1308         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(pad), POISON_INUSE, remainder);
1309         metadata_access_disable();
1310         if (!fault)
1311                 return;
1312         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
1313                 end--;
1314
1315         slab_err(s, slab, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
1316                         fault, end - 1, fault - start);
1317         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
1318
1319         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
1320 }
1321
1322 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1323                                         void *object, u8 val)
1324 {
1325         u8 *p = object;
1326         u8 *endobject = object + s->object_size;
1327         unsigned int orig_size, kasan_meta_size;
1328         int ret = 1;
1329
1330         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1331                 if (!check_bytes_and_report(s, slab, object, "Left Redzone",
1332                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
1333                         ret = 0;
1334
1335                 if (!check_bytes_and_report(s, slab, object, "Right Redzone",
1336                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
1337                         ret = 0;
1338
1339                 if (slub_debug_orig_size(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE) {
1340                         orig_size = get_orig_size(s, object);
1341
1342                         if (s->object_size > orig_size  &&
1343                                 !check_bytes_and_report(s, slab, object,
1344                                         "kmalloc Redzone", p + orig_size,
1345                                         val, s->object_size - orig_size)) {
1346                                 ret = 0;
1347                         }
1348                 }
1349         } else {
1350                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
1351                         if (!check_bytes_and_report(s, slab, p, "Alignment padding",
1352                                 endobject, POISON_INUSE,
1353                                 s->inuse - s->object_size))
1354                                 ret = 0;
1355                 }
1356         }
1357
1358         if (s->flags & SLAB_POISON) {
1359                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON)) {
1360                         /*
1361                          * KASAN can save its free meta data inside of the
1362                          * object at offset 0. Thus, skip checking the part of
1363                          * the redzone that overlaps with the meta data.
1364                          */
1365                         kasan_meta_size = kasan_metadata_size(s, true);
1366                         if (kasan_meta_size < s->object_size - 1 &&
1367                             !check_bytes_and_report(s, slab, p, "Poison",
1368                                         p + kasan_meta_size, POISON_FREE,
1369                                         s->object_size - kasan_meta_size - 1))
1370                                 ret = 0;
1371                         if (kasan_meta_size < s->object_size &&
1372                             !check_bytes_and_report(s, slab, p, "End Poison",
1373                                         p + s->object_size - 1, POISON_END, 1))
1374                                 ret = 0;
1375                 }
1376                 /*
1377                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
1378                  */
1379                 if (!check_pad_bytes(s, slab, p))
1380                         ret = 0;
1381         }
1382
1383         /*
1384          * Cannot check freepointer while object is allocated if
1385          * object and freepointer overlap.
1386          */
1387         if ((freeptr_outside_object(s) || val != SLUB_RED_ACTIVE) &&
1388             !check_valid_pointer(s, slab, get_freepointer(s, p))) {
1389                 object_err(s, slab, p, "Freepointer corrupt");
1390                 /*
1391                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
1392                  * of the free objects in this slab. May cause
1393                  * another error because the object count is now wrong.
1394                  */
1395                 set_freepointer(s, p, NULL);
1396                 ret = 0;
1397         }
1398
1399         if (!ret && !slab_in_kunit_test()) {
1400                 print_trailer(s, slab, object);
1401                 add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
1402         }
1403
1404         return ret;
1405 }
1406
1407 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1408 {
1409         int maxobj;
1410
1411         if (!folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1412                 slab_err(s, slab, "Not a valid slab page");
1413                 return 0;
1414         }
1415
1416         maxobj = order_objects(slab_order(slab), s->size);
1417         if (slab->objects > maxobj) {
1418                 slab_err(s, slab, "objects %u > max %u",
1419                         slab->objects, maxobj);
1420                 return 0;
1421         }
1422         if (slab->inuse > slab->objects) {
1423                 slab_err(s, slab, "inuse %u > max %u",
1424                         slab->inuse, slab->objects);
1425                 return 0;
1426         }
1427         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
1428         slab_pad_check(s, slab);
1429         return 1;
1430 }
1431
1432 /*
1433  * Determine if a certain object in a slab is on the freelist. Must hold the
1434  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
1435  */
1436 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *search)
1437 {
1438         int nr = 0;
1439         void *fp;
1440         void *object = NULL;
1441         int max_objects;
1442
1443         fp = slab->freelist;
1444         while (fp && nr <= slab->objects) {
1445                 if (fp == search)
1446                         return 1;
1447                 if (!check_valid_pointer(s, slab, fp)) {
1448                         if (object) {
1449                                 object_err(s, slab, object,
1450                                         "Freechain corrupt");
1451                                 set_freepointer(s, object, NULL);
1452                         } else {
1453                                 slab_err(s, slab, "Freepointer corrupt");
1454                                 slab->freelist = NULL;
1455                                 slab->inuse = slab->objects;
1456                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
1457                                 return 0;
1458                         }
1459                         break;
1460                 }
1461                 object = fp;
1462                 fp = get_freepointer(s, object);
1463                 nr++;
1464         }
1465
1466         max_objects = order_objects(slab_order(slab), s->size);
1467         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1468                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1469
1470         if (slab->objects != max_objects) {
1471                 slab_err(s, slab, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1472                          slab->objects, max_objects);
1473                 slab->objects = max_objects;
1474                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted");
1475         }
1476         if (slab->inuse != slab->objects - nr) {
1477                 slab_err(s, slab, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1478                          slab->inuse, slab->objects - nr);
1479                 slab->inuse = slab->objects - nr;
1480                 slab_fix(s, "Object count adjusted");
1481         }
1482         return search == NULL;
1483 }
1484
1485 static void trace(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *object,
1486                                                                 int alloc)
1487 {
1488         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1489                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1490                         s->name,
1491                         alloc ? "alloc" : "free",
1492                         object, slab->inuse,
1493                         slab->freelist);
1494
1495                 if (!alloc)
1496                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1497                                         s->object_size);
1498
1499                 dump_stack();
1500         }
1501 }
1502
1503 /*
1504  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1505  */
1506 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1507         struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab)
1508 {
1509         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1510                 return;
1511
1512         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1513         list_add(&slab->slab_list, &n->full);
1514 }
1515
1516 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab)
1517 {
1518         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1519                 return;
1520
1521         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1522         list_del(&slab->slab_list);
1523 }
1524
1525 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1526 {
1527         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1528 }
1529
1530 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1531 {
1532         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1533
1534         atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1535         atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1536 }
1537 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1538 {
1539         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1540
1541         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1542         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1543 }
1544
1545 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1546 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, void *object)
1547 {
1548         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON))
1549                 return;
1550
1551         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1552         init_tracking(s, object);
1553 }
1554
1555 static
1556 void setup_slab_debug(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *addr)
1557 {
1558         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_POISON))
1559                 return;
1560
1561         metadata_access_enable();
1562         memset(kasan_reset_tag(addr), POISON_INUSE, slab_size(slab));
1563         metadata_access_disable();
1564 }
1565
1566 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1567                                         struct slab *slab, void *object)
1568 {
1569         if (!check_slab(s, slab))
1570                 return 0;
1571
1572         if (!check_valid_pointer(s, slab, object)) {
1573                 object_err(s, slab, object, "Freelist Pointer check fails");
1574                 return 0;
1575         }
1576
1577         if (!check_object(s, slab, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1578                 return 0;
1579
1580         return 1;
1581 }
1582
1583 static noinline bool alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1584                         struct slab *slab, void *object, int orig_size)
1585 {
1586         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1587                 if (!alloc_consistency_checks(s, slab, object))
1588                         goto bad;
1589         }
1590
1591         /* Success. Perform special debug activities for allocs */
1592         trace(s, slab, object, 1);
1593         set_orig_size(s, object, orig_size);
1594         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1595         return true;
1596
1597 bad:
1598         if (folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1599                 /*
1600                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1601                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1602                  * as used avoids touching the remaining objects.
1603                  */
1604                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1605                 slab->inuse = slab->objects;
1606                 slab->freelist = NULL;
1607         }
1608         return false;
1609 }
1610
1611 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1612                 struct slab *slab, void *object, unsigned long addr)
1613 {
1614         if (!check_valid_pointer(s, slab, object)) {
1615                 slab_err(s, slab, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1616                 return 0;
1617         }
1618
1619         if (on_freelist(s, slab, object)) {
1620                 object_err(s, slab, object, "Object already free");
1621                 return 0;
1622         }
1623
1624         if (!check_object(s, slab, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1625                 return 0;
1626
1627         if (unlikely(s != slab->slab_cache)) {
1628                 if (!folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1629                         slab_err(s, slab, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1630                                  object);
1631                 } else if (!slab->slab_cache) {
1632                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1633                                object);
1634                         dump_stack();
1635                 } else
1636                         object_err(s, slab, object,
1637                                         "page slab pointer corrupt.");
1638                 return 0;
1639         }
1640         return 1;
1641 }
1642
1643 /*
1644  * Parse a block of slab_debug options. Blocks are delimited by ';'
1645  *
1646  * @str:    start of block
1647  * @flags:  returns parsed flags, or DEBUG_DEFAULT_FLAGS if none specified
1648  * @slabs:  return start of list of slabs, or NULL when there's no list
1649  * @init:   assume this is initial parsing and not per-kmem-create parsing
1650  *
1651  * returns the start of next block if there's any, or NULL
1652  */
1653 static char *
1654 parse_slub_debug_flags(char *str, slab_flags_t *flags, char **slabs, bool init)
1655 {
1656         bool higher_order_disable = false;
1657
1658         /* Skip any completely empty blocks */
1659         while (*str && *str == ';')
1660                 str++;
1661
1662         if (*str == ',') {
1663                 /*
1664                  * No options but restriction on slabs. This means full
1665                  * debugging for slabs matching a pattern.
1666                  */
1667                 *flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1668                 goto check_slabs;
1669         }
1670         *flags = 0;
1671
1672         /* Determine which debug features should be switched on */
1673         for (; *str && *str != ',' && *str != ';'; str++) {
1674                 switch (tolower(*str)) {
1675                 case '-':
1676                         *flags = 0;
1677                         break;
1678                 case 'f':
1679                         *flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1680                         break;
1681                 case 'z':
1682                         *flags |= SLAB_RED_ZONE;
1683                         break;
1684                 case 'p':
1685                         *flags |= SLAB_POISON;
1686                         break;
1687                 case 'u':
1688                         *flags |= SLAB_STORE_USER;
1689                         break;
1690                 case 't':
1691                         *flags |= SLAB_TRACE;
1692                         break;
1693                 case 'a':
1694                         *flags |= SLAB_FAILSLAB;
1695                         break;
1696                 case 'o':
1697                         /*
1698                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1699                          * order would increase as a result.
1700                          */
1701                         higher_order_disable = true;
1702                         break;
1703                 default:
1704                         if (init)
1705                                 pr_err("slab_debug option '%c' unknown. skipped\n", *str);
1706                 }
1707         }
1708 check_slabs:
1709         if (*str == ',')
1710                 *slabs = ++str;
1711         else
1712                 *slabs = NULL;
1713
1714         /* Skip over the slab list */
1715         while (*str && *str != ';')
1716                 str++;
1717
1718         /* Skip any completely empty blocks */
1719         while (*str && *str == ';')
1720                 str++;
1721
1722         if (init && higher_order_disable)
1723                 disable_higher_order_debug = 1;
1724
1725         if (*str)
1726                 return str;
1727         else
1728                 return NULL;
1729 }
1730
1731 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1732 {
1733         slab_flags_t flags;
1734         slab_flags_t global_flags;
1735         char *saved_str;
1736         char *slab_list;
1737         bool global_slub_debug_changed = false;
1738         bool slab_list_specified = false;
1739
1740         global_flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1741         if (*str++ != '=' || !*str)
1742                 /*
1743                  * No options specified. Switch on full debugging.
1744                  */
1745                 goto out;
1746
1747         saved_str = str;
1748         while (str) {
1749                 str = parse_slub_debug_flags(str, &flags, &slab_list, true);
1750
1751                 if (!slab_list) {
1752                         global_flags = flags;
1753                         global_slub_debug_changed = true;
1754                 } else {
1755                         slab_list_specified = true;
1756                         if (flags & SLAB_STORE_USER)
1757                                 stack_depot_request_early_init();
1758                 }
1759         }
1760
1761         /*
1762          * For backwards compatibility, a single list of flags with list of
1763          * slabs means debugging is only changed for those slabs, so the global
1764          * slab_debug should be unchanged (0 or DEBUG_DEFAULT_FLAGS, depending
1765          * on CONFIG_SLUB_DEBUG_ON). We can extended that to multiple lists as
1766          * long as there is no option specifying flags without a slab list.
1767          */
1768         if (slab_list_specified) {
1769                 if (!global_slub_debug_changed)
1770                         global_flags = slub_debug;
1771                 slub_debug_string = saved_str;
1772         }
1773 out:
1774         slub_debug = global_flags;
1775         if (slub_debug & SLAB_STORE_USER)
1776                 stack_depot_request_early_init();
1777         if (slub_debug != 0 || slub_debug_string)
1778                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
1779         else
1780                 static_branch_disable(&slub_debug_enabled);
1781         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1782              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1783             (slub_debug & SLAB_POISON))
1784                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1785         return 1;
1786 }
1787
1788 __setup("slab_debug", setup_slub_debug);
1789 __setup_param("slub_debug", slub_debug, setup_slub_debug, 0);
1790
1791 /*
1792  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1793  * @flags:              flags to set
1794  * @name:               name of the cache
1795  *
1796  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1797  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1798  * slab_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1799  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1800  */
1801 slab_flags_t kmem_cache_flags(slab_flags_t flags, const char *name)
1802 {
1803         char *iter;
1804         size_t len;
1805         char *next_block;
1806         slab_flags_t block_flags;
1807         slab_flags_t slub_debug_local = slub_debug;
1808
1809         if (flags & SLAB_NO_USER_FLAGS)
1810                 return flags;
1811
1812         /*
1813          * If the slab cache is for debugging (e.g. kmemleak) then
1814          * don't store user (stack trace) information by default,
1815          * but let the user enable it via the command line below.
1816          */
1817         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1818                 slub_debug_local &= ~SLAB_STORE_USER;
1819
1820         len = strlen(name);
1821         next_block = slub_debug_string;
1822         /* Go through all blocks of debug options, see if any matches our slab's name */
1823         while (next_block) {
1824                 next_block = parse_slub_debug_flags(next_block, &block_flags, &iter, false);
1825                 if (!iter)
1826                         continue;
1827                 /* Found a block that has a slab list, search it */
1828                 while (*iter) {
1829                         char *end, *glob;
1830                         size_t cmplen;
1831
1832                         end = strchrnul(iter, ',');
1833                         if (next_block && next_block < end)
1834                                 end = next_block - 1;
1835
1836                         glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1837                         if (glob)
1838                                 cmplen = glob - iter;
1839                         else
1840                                 cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1841
1842                         if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1843                                 flags |= block_flags;
1844                                 return flags;
1845                         }
1846
1847                         if (!*end || *end == ';')
1848                                 break;
1849                         iter = end + 1;
1850                 }
1851         }
1852
1853         return flags | slub_debug_local;
1854 }
1855 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1856 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, void *object) {}
1857 static inline
1858 void setup_slab_debug(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *addr) {}
1859
1860 static inline bool alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1861         struct slab *slab, void *object, int orig_size) { return true; }
1862
1863 static inline bool free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1864         struct slab *slab, void *head, void *tail, int *bulk_cnt,
1865         unsigned long addr, depot_stack_handle_t handle) { return true; }
1866
1867 static inline void slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct slab *slab) {}
1868 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1869                         void *object, u8 val) { return 1; }
1870 static inline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void) { return 0; }
1871 static inline void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
1872                              enum track_item alloc, unsigned long addr) {}
1873 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1874                                         struct slab *slab) {}
1875 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1876                                         struct slab *slab) {}
1877 slab_flags_t kmem_cache_flags(slab_flags_t flags, const char *name)
1878 {
1879         return flags;
1880 }
1881 #define slub_debug 0
1882
1883 #define disable_higher_order_debug 0
1884
1885 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1886                                                         { return 0; }
1887 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1888                                                         int objects) {}
1889 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1890                                                         int objects) {}
1891
1892 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
1893 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1894                                void **freelist, void *nextfree)
1895 {
1896         return false;
1897 }
1898 #endif
1899 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1900
1901 #ifdef CONFIG_SLAB_OBJ_EXT
1902
1903 #ifdef CONFIG_MEM_ALLOC_PROFILING_DEBUG
1904
1905 static inline void mark_objexts_empty(struct slabobj_ext *obj_exts)
1906 {
1907         struct slabobj_ext *slab_exts;
1908         struct slab *obj_exts_slab;
1909
1910         obj_exts_slab = virt_to_slab(obj_exts);
1911         slab_exts = slab_obj_exts(obj_exts_slab);
1912         if (slab_exts) {
1913                 unsigned int offs = obj_to_index(obj_exts_slab->slab_cache,
1914                                                  obj_exts_slab, obj_exts);
1915                 /* codetag should be NULL */
1916                 WARN_ON(slab_exts[offs].ref.ct);
1917                 set_codetag_empty(&slab_exts[offs].ref);
1918         }
1919 }
1920
1921 static inline void mark_failed_objexts_alloc(struct slab *slab)
1922 {
1923         slab->obj_exts = OBJEXTS_ALLOC_FAIL;
1924 }
1925
1926 static inline void handle_failed_objexts_alloc(unsigned long obj_exts,
1927                         struct slabobj_ext *vec, unsigned int objects)
1928 {
1929         /*
1930          * If vector previously failed to allocate then we have live
1931          * objects with no tag reference. Mark all references in this
1932          * vector as empty to avoid warnings later on.
1933          */
1934         if (obj_exts & OBJEXTS_ALLOC_FAIL) {
1935                 unsigned int i;
1936
1937                 for (i = 0; i < objects; i++)
1938                         set_codetag_empty(&vec[i].ref);
1939         }
1940 }
1941
1942 #else /* CONFIG_MEM_ALLOC_PROFILING_DEBUG */
1943
1944 static inline void mark_objexts_empty(struct slabobj_ext *obj_exts) {}
1945 static inline void mark_failed_objexts_alloc(struct slab *slab) {}
1946 static inline void handle_failed_objexts_alloc(unsigned long obj_exts,
1947                         struct slabobj_ext *vec, unsigned int objects) {}
1948
1949 #endif /* CONFIG_MEM_ALLOC_PROFILING_DEBUG */
1950
1951 /*
1952  * The allocated objcg pointers array is not accounted directly.
1953  * Moreover, it should not come from DMA buffer and is not readily
1954  * reclaimable. So those GFP bits should be masked off.
1955  */
1956 #define OBJCGS_CLEAR_MASK       (__GFP_DMA | __GFP_RECLAIMABLE | \
1957                                 __GFP_ACCOUNT | __GFP_NOFAIL)
1958
1959 int alloc_slab_obj_exts(struct slab *slab, struct kmem_cache *s,
1960                         gfp_t gfp, bool new_slab)
1961 {
1962         unsigned int objects = objs_per_slab(s, slab);
1963         unsigned long new_exts;
1964         unsigned long old_exts;
1965         struct slabobj_ext *vec;
1966
1967         gfp &= ~OBJCGS_CLEAR_MASK;
1968         /* Prevent recursive extension vector allocation */
1969         gfp |= __GFP_NO_OBJ_EXT;
1970         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct slabobj_ext), gfp,
1971                            slab_nid(slab));
1972         if (!vec) {
1973                 /* Mark vectors which failed to allocate */
1974                 if (new_slab)
1975                         mark_failed_objexts_alloc(slab);
1976
1977                 return -ENOMEM;
1978         }
1979
1980         new_exts = (unsigned long)vec;
1981 #ifdef CONFIG_MEMCG
1982         new_exts |= MEMCG_DATA_OBJEXTS;
1983 #endif
1984         old_exts = READ_ONCE(slab->obj_exts);
1985         handle_failed_objexts_alloc(old_exts, vec, objects);
1986         if (new_slab) {
1987                 /*
1988                  * If the slab is brand new and nobody can yet access its
1989                  * obj_exts, no synchronization is required and obj_exts can
1990                  * be simply assigned.
1991                  */
1992                 slab->obj_exts = new_exts;
1993         } else if ((old_exts & ~OBJEXTS_FLAGS_MASK) ||
1994                    cmpxchg(&slab->obj_exts, old_exts, new_exts) != old_exts) {
1995                 /*
1996                  * If the slab is already in use, somebody can allocate and
1997                  * assign slabobj_exts in parallel. In this case the existing
1998                  * objcg vector should be reused.
1999                  */
2000                 mark_objexts_empty(vec);
2001                 kfree(vec);
2002                 return 0;
2003         }
2004
2005         kmemleak_not_leak(vec);
2006         return 0;
2007 }
2008
2009 static inline void free_slab_obj_exts(struct slab *slab)
2010 {
2011         struct slabobj_ext *obj_exts;
2012
2013         obj_exts = slab_obj_exts(slab);
2014         if (!obj_exts)
2015                 return;
2016
2017         /*
2018          * obj_exts was created with __GFP_NO_OBJ_EXT flag, therefore its
2019          * corresponding extension will be NULL. alloc_tag_sub() will throw a
2020          * warning if slab has extensions but the extension of an object is
2021          * NULL, therefore replace NULL with CODETAG_EMPTY to indicate that
2022          * the extension for obj_exts is expected to be NULL.
2023          */
2024         mark_objexts_empty(obj_exts);
2025         kfree(obj_exts);
2026         slab->obj_exts = 0;
2027 }
2028
2029 static inline bool need_slab_obj_ext(void)
2030 {
2031         if (mem_alloc_profiling_enabled())
2032                 return true;
2033
2034         /*
2035          * CONFIG_MEMCG creates vector of obj_cgroup objects conditionally
2036          * inside memcg_slab_post_alloc_hook. No other users for now.
2037          */
2038         return false;
2039 }
2040
2041 #else /* CONFIG_SLAB_OBJ_EXT */
2042
2043 static int alloc_slab_obj_exts(struct slab *slab, struct kmem_cache *s,
2044                                gfp_t gfp, bool new_slab)
2045 {
2046         return 0;
2047 }
2048
2049 static inline void free_slab_obj_exts(struct slab *slab)
2050 {
2051 }
2052
2053 static inline bool need_slab_obj_ext(void)
2054 {
2055         return false;
2056 }
2057
2058 #endif /* CONFIG_SLAB_OBJ_EXT */
2059
2060 #ifdef CONFIG_MEM_ALLOC_PROFILING
2061
2062 static inline struct slabobj_ext *
2063 prepare_slab_obj_exts_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *p)
2064 {
2065         struct slab *slab;
2066
2067         if (!p)
2068                 return NULL;
2069
2070         if (s->flags & (SLAB_NO_OBJ_EXT | SLAB_NOLEAKTRACE))
2071                 return NULL;
2072
2073         if (flags & __GFP_NO_OBJ_EXT)
2074                 return NULL;
2075
2076         slab = virt_to_slab(p);
2077         if (!slab_obj_exts(slab) &&
2078             WARN(alloc_slab_obj_exts(slab, s, flags, false),
2079                  "%s, %s: Failed to create slab extension vector!\n",
2080                  __func__, s->name))
2081                 return NULL;
2082
2083         return slab_obj_exts(slab) + obj_to_index(s, slab, p);
2084 }
2085
2086 static inline void
2087 alloc_tagging_slab_alloc_hook(struct kmem_cache *s, void *object, gfp_t flags)
2088 {
2089         if (need_slab_obj_ext()) {
2090                 struct slabobj_ext *obj_exts;
2091
2092                 obj_exts = prepare_slab_obj_exts_hook(s, flags, object);
2093                 /*
2094                  * Currently obj_exts is used only for allocation profiling.
2095                  * If other users appear then mem_alloc_profiling_enabled()
2096                  * check should be added before alloc_tag_add().
2097                  */
2098                 if (likely(obj_exts))
2099                         alloc_tag_add(&obj_exts->ref, current->alloc_tag, s->size);
2100         }
2101 }
2102
2103 static inline void
2104 alloc_tagging_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void **p,
2105                              int objects)
2106 {
2107         struct slabobj_ext *obj_exts;
2108         int i;
2109
2110         if (!mem_alloc_profiling_enabled())
2111                 return;
2112
2113         /* slab->obj_exts might not be NULL if it was created for MEMCG accounting. */
2114         if (s->flags & (SLAB_NO_OBJ_EXT | SLAB_NOLEAKTRACE))
2115                 return;
2116
2117         obj_exts = slab_obj_exts(slab);
2118         if (!obj_exts)
2119                 return;
2120
2121         for (i = 0; i < objects; i++) {
2122                 unsigned int off = obj_to_index(s, slab, p[i]);
2123
2124                 alloc_tag_sub(&obj_exts[off].ref, s->size);
2125         }
2126 }
2127
2128 #else /* CONFIG_MEM_ALLOC_PROFILING */
2129
2130 static inline void
2131 alloc_tagging_slab_alloc_hook(struct kmem_cache *s, void *object, gfp_t flags)
2132 {
2133 }
2134
2135 static inline void
2136 alloc_tagging_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void **p,
2137                              int objects)
2138 {
2139 }
2140
2141 #endif /* CONFIG_MEM_ALLOC_PROFILING */
2142
2143
2144 #ifdef CONFIG_MEMCG
2145
2146 static void memcg_alloc_abort_single(struct kmem_cache *s, void *object);
2147
2148 static __fastpath_inline
2149 bool memcg_slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
2150                                 gfp_t flags, size_t size, void **p)
2151 {
2152         if (likely(!memcg_kmem_online()))
2153                 return true;
2154
2155         if (likely(!(flags & __GFP_ACCOUNT) && !(s->flags & SLAB_ACCOUNT)))
2156                 return true;
2157
2158         if (likely(__memcg_slab_post_alloc_hook(s, lru, flags, size, p)))
2159                 return true;
2160
2161         if (likely(size == 1)) {
2162                 memcg_alloc_abort_single(s, *p);
2163                 *p = NULL;
2164         } else {
2165                 kmem_cache_free_bulk(s, size, p);
2166         }
2167
2168         return false;
2169 }
2170
2171 static __fastpath_inline
2172 void memcg_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void **p,
2173                           int objects)
2174 {
2175         struct slabobj_ext *obj_exts;
2176
2177         if (!memcg_kmem_online())
2178                 return;
2179
2180         obj_exts = slab_obj_exts(slab);
2181         if (likely(!obj_exts))
2182                 return;
2183
2184         __memcg_slab_free_hook(s, slab, p, objects, obj_exts);
2185 }
2186 #else /* CONFIG_MEMCG */
2187 static inline bool memcg_slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
2188                                               struct list_lru *lru,
2189                                               gfp_t flags, size_t size,
2190                                               void **p)
2191 {
2192         return true;
2193 }
2194
2195 static inline void memcg_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2196                                         void **p, int objects)
2197 {
2198 }
2199 #endif /* CONFIG_MEMCG */
2200
2201 /*
2202  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
2203  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
2204  *
2205  * Returns true if freeing of the object can proceed, false if its reuse
2206  * was delayed by KASAN quarantine, or it was returned to KFENCE.
2207  */
2208 static __always_inline
2209 bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x, bool init)
2210 {
2211         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
2212         kmsan_slab_free(s, x);
2213
2214         debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
2215
2216         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
2217                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
2218
2219         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
2220         if (!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
2221                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
2222                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
2223
2224         if (kfence_free(x))
2225                 return false;
2226
2227         /*
2228          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
2229          * kasan_slab_free and initialization memset's must be
2230          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
2231          *
2232          * The initialization memset's clear the object and the metadata,
2233          * but don't touch the SLAB redzone.
2234          *
2235          * The object's freepointer is also avoided if stored outside the
2236          * object.
2237          */
2238         if (unlikely(init)) {
2239                 int rsize;
2240                 unsigned int inuse;
2241
2242                 inuse = get_info_end(s);
2243                 if (!kasan_has_integrated_init())
2244                         memset(kasan_reset_tag(x), 0, s->object_size);
2245                 rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad : 0;
2246                 memset((char *)kasan_reset_tag(x) + inuse, 0,
2247                        s->size - inuse - rsize);
2248         }
2249         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse. */
2250         return !kasan_slab_free(s, x, init);
2251 }
2252
2253 static __fastpath_inline
2254 bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s, void **head, void **tail,
2255                              int *cnt)
2256 {
2257
2258         void *object;
2259         void *next = *head;
2260         void *old_tail = *tail;
2261         bool init;
2262
2263         if (is_kfence_address(next)) {
2264                 slab_free_hook(s, next, false);
2265                 return false;
2266         }
2267
2268         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
2269         *head = NULL;
2270         *tail = NULL;
2271
2272         init = slab_want_init_on_free(s);
2273
2274         do {
2275                 object = next;
2276                 next = get_freepointer(s, object);
2277
2278                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
2279                 if (likely(slab_free_hook(s, object, init))) {
2280                         /* Move object to the new freelist */
2281                         set_freepointer(s, object, *head);
2282                         *head = object;
2283                         if (!*tail)
2284                                 *tail = object;
2285                 } else {
2286                         /*
2287                          * Adjust the reconstructed freelist depth
2288                          * accordingly if object's reuse is delayed.
2289                          */
2290                         --(*cnt);
2291                 }
2292         } while (object != old_tail);
2293
2294         return *head != NULL;
2295 }
2296
2297 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, void *object)
2298 {
2299         setup_object_debug(s, object);
2300         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
2301         if (unlikely(s->ctor)) {
2302                 kasan_unpoison_new_object(s, object);
2303                 s->ctor(object);
2304                 kasan_poison_new_object(s, object);
2305         }
2306         return object;
2307 }
2308
2309 /*
2310  * Slab allocation and freeing
2311  */
2312 static inline struct slab *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
2313                 struct kmem_cache_order_objects oo)
2314 {
2315         struct folio *folio;
2316         struct slab *slab;
2317         unsigned int order = oo_order(oo);
2318
2319         folio = (struct folio *)alloc_pages_node(node, flags, order);
2320         if (!folio)
2321                 return NULL;
2322
2323         slab = folio_slab(folio);
2324         __folio_set_slab(folio);
2325         /* Make the flag visible before any changes to folio->mapping */
2326         smp_wmb();
2327         if (folio_is_pfmemalloc(folio))
2328                 slab_set_pfmemalloc(slab);
2329
2330         return slab;
2331 }
2332
2333 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
2334 /* Pre-initialize the random sequence cache */
2335 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
2336 {
2337         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
2338         int err;
2339
2340         /* Bailout if already initialised */
2341         if (s->random_seq)
2342                 return 0;
2343
2344         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
2345         if (err) {
2346                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
2347                         s->name);
2348                 return err;
2349         }
2350
2351         /* Transform to an offset on the set of pages */
2352         if (s->random_seq) {
2353                 unsigned int i;
2354
2355                 for (i = 0; i < count; i++)
2356                         s->random_seq[i] *= s->size;
2357         }
2358         return 0;
2359 }
2360
2361 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
2362 static void __init init_freelist_randomization(void)
2363 {
2364         struct kmem_cache *s;
2365
2366         mutex_lock(&slab_mutex);
2367
2368         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2369                 init_cache_random_seq(s);
2370
2371         mutex_unlock(&slab_mutex);
2372 }
2373
2374 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
2375 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s,
2376                                 unsigned long *pos, void *start,
2377                                 unsigned long page_limit,
2378                                 unsigned long freelist_count)
2379 {
2380         unsigned int idx;
2381
2382         /*
2383          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
2384          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
2385          */
2386         do {
2387                 idx = s->random_seq[*pos];
2388                 *pos += 1;
2389                 if (*pos >= freelist_count)
2390                         *pos = 0;
2391         } while (unlikely(idx >= page_limit));
2392
2393         return (char *)start + idx;
2394 }
2395
2396 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
2397 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2398 {
2399         void *start;
2400         void *cur;
2401         void *next;
2402         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
2403
2404         if (slab->objects < 2 || !s->random_seq)
2405                 return false;
2406
2407         freelist_count = oo_objects(s->oo);
2408         pos = get_random_u32_below(freelist_count);
2409
2410         page_limit = slab->objects * s->size;
2411         start = fixup_red_left(s, slab_address(slab));
2412
2413         /* First entry is used as the base of the freelist */
2414         cur = next_freelist_entry(s, &pos, start, page_limit, freelist_count);
2415         cur = setup_object(s, cur);
2416         slab->freelist = cur;
2417
2418         for (idx = 1; idx < slab->objects; idx++) {
2419                 next = next_freelist_entry(s, &pos, start, page_limit,
2420                         freelist_count);
2421                 next = setup_object(s, next);
2422                 set_freepointer(s, cur, next);
2423                 cur = next;
2424         }
2425         set_freepointer(s, cur, NULL);
2426
2427         return true;
2428 }
2429 #else
2430 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
2431 {
2432         return 0;
2433 }
2434 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
2435 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2436 {
2437         return false;
2438 }
2439 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
2440
2441 static __always_inline void account_slab(struct slab *slab, int order,
2442                                          struct kmem_cache *s, gfp_t gfp)
2443 {
2444         if (memcg_kmem_online() && (s->flags & SLAB_ACCOUNT))
2445                 alloc_slab_obj_exts(slab, s, gfp, true);
2446
2447         mod_node_page_state(slab_pgdat(slab), cache_vmstat_idx(s),
2448                             PAGE_SIZE << order);
2449 }
2450
2451 static __always_inline void unaccount_slab(struct slab *slab, int order,
2452                                            struct kmem_cache *s)
2453 {
2454         if (memcg_kmem_online() || need_slab_obj_ext())
2455                 free_slab_obj_exts(slab);
2456
2457         mod_node_page_state(slab_pgdat(slab), cache_vmstat_idx(s),
2458                             -(PAGE_SIZE << order));
2459 }
2460
2461 static struct slab *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
2462 {
2463         struct slab *slab;
2464         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
2465         gfp_t alloc_gfp;
2466         void *start, *p, *next;
2467         int idx;
2468         bool shuffle;
2469
2470         flags &= gfp_allowed_mask;
2471
2472         flags |= s->allocflags;
2473
2474         /*
2475          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
2476          * so we fall-back to the minimum order allocation.
2477          */
2478         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
2479         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
2480                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~__GFP_RECLAIM;
2481
2482         slab = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
2483         if (unlikely(!slab)) {
2484                 oo = s->min;
2485                 alloc_gfp = flags;
2486                 /*
2487                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
2488                  * Try a lower order alloc if possible
2489                  */
2490                 slab = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
2491                 if (unlikely(!slab))
2492                         return NULL;
2493                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
2494         }
2495
2496         slab->objects = oo_objects(oo);
2497         slab->inuse = 0;
2498         slab->frozen = 0;
2499
2500         account_slab(slab, oo_order(oo), s, flags);
2501
2502         slab->slab_cache = s;
2503
2504         kasan_poison_slab(slab);
2505
2506         start = slab_address(slab);
2507
2508         setup_slab_debug(s, slab, start);
2509
2510         shuffle = shuffle_freelist(s, slab);
2511
2512         if (!shuffle) {
2513                 start = fixup_red_left(s, start);
2514                 start = setup_object(s, start);
2515                 slab->freelist = start;
2516                 for (idx = 0, p = start; idx < slab->objects - 1; idx++) {
2517                         next = p + s->size;
2518                         next = setup_object(s, next);
2519                         set_freepointer(s, p, next);
2520                         p = next;
2521                 }
2522                 set_freepointer(s, p, NULL);
2523         }
2524
2525         return slab;
2526 }
2527
2528 static struct slab *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
2529 {
2530         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
2531                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
2532
2533         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2534
2535         return allocate_slab(s,
2536                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
2537 }
2538
2539 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2540 {
2541         struct folio *folio = slab_folio(slab);
2542         int order = folio_order(folio);
2543         int pages = 1 << order;
2544
2545         __slab_clear_pfmemalloc(slab);
2546         folio->mapping = NULL;
2547         /* Make the mapping reset visible before clearing the flag */
2548         smp_wmb();
2549         __folio_clear_slab(folio);
2550         mm_account_reclaimed_pages(pages);
2551         unaccount_slab(slab, order, s);
2552         __free_pages(&folio->page, order);
2553 }
2554
2555 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
2556 {
2557         struct slab *slab = container_of(h, struct slab, rcu_head);
2558
2559         __free_slab(slab->slab_cache, slab);
2560 }
2561
2562 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2563 {
2564         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
2565                 void *p;
2566
2567                 slab_pad_check(s, slab);
2568                 for_each_object(p, s, slab_address(slab), slab->objects)
2569                         check_object(s, slab, p, SLUB_RED_INACTIVE);
2570         }
2571
2572         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
2573                 call_rcu(&slab->rcu_head, rcu_free_slab);
2574         else
2575                 __free_slab(s, slab);
2576 }
2577
2578 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2579 {
2580         dec_slabs_node(s, slab_nid(slab), slab->objects);
2581         free_slab(s, slab);
2582 }
2583
2584 /*
2585  * SLUB reuses PG_workingset bit to keep track of whether it's on
2586  * the per-node partial list.
2587  */
2588 static inline bool slab_test_node_partial(const struct slab *slab)
2589 {
2590         return folio_test_workingset(slab_folio(slab));
2591 }
2592
2593 static inline void slab_set_node_partial(struct slab *slab)
2594 {
2595         set_bit(PG_workingset, folio_flags(slab_folio(slab), 0));
2596 }
2597
2598 static inline void slab_clear_node_partial(struct slab *slab)
2599 {
2600         clear_bit(PG_workingset, folio_flags(slab_folio(slab), 0));
2601 }
2602
2603 /*
2604  * Management of partially allocated slabs.
2605  */
2606 static inline void
2607 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab, int tail)
2608 {
2609         n->nr_partial++;
2610         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
2611                 list_add_tail(&slab->slab_list, &n->partial);
2612         else
2613                 list_add(&slab->slab_list, &n->partial);
2614         slab_set_node_partial(slab);
2615 }
2616
2617 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
2618                                 struct slab *slab, int tail)
2619 {
2620         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2621         __add_partial(n, slab, tail);
2622 }
2623
2624 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
2625                                         struct slab *slab)
2626 {
2627         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2628         list_del(&slab->slab_list);
2629         slab_clear_node_partial(slab);
2630         n->nr_partial--;
2631 }
2632
2633 /*
2634  * Called only for kmem_cache_debug() caches instead of remove_partial(), with a
2635  * slab from the n->partial list. Remove only a single object from the slab, do
2636  * the alloc_debug_processing() checks and leave the slab on the list, or move
2637  * it to full list if it was the last free object.
2638  */
2639 static void *alloc_single_from_partial(struct kmem_cache *s,
2640                 struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab, int orig_size)
2641 {
2642         void *object;
2643
2644         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2645
2646         object = slab->freelist;
2647         slab->freelist = get_freepointer(s, object);
2648         slab->inuse++;
2649
2650         if (!alloc_debug_processing(s, slab, object, orig_size)) {
2651                 remove_partial(n, slab);
2652                 return NULL;
2653         }
2654
2655         if (slab->inuse == slab->objects) {
2656                 remove_partial(n, slab);
2657                 add_full(s, n, slab);
2658         }
2659
2660         return object;
2661 }
2662
2663 /*
2664  * Called only for kmem_cache_debug() caches to allocate from a freshly
2665  * allocated slab. Allocate a single object instead of whole freelist
2666  * and put the slab to the partial (or full) list.
2667  */
2668 static void *alloc_single_from_new_slab(struct kmem_cache *s,
2669                                         struct slab *slab, int orig_size)
2670 {
2671         int nid = slab_nid(slab);
2672         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, nid);
2673         unsigned long flags;
2674         void *object;
2675
2676
2677         object = slab->freelist;
2678         slab->freelist = get_freepointer(s, object);
2679         slab->inuse = 1;
2680
2681         if (!alloc_debug_processing(s, slab, object, orig_size))
2682                 /*
2683                  * It's not really expected that this would fail on a
2684                  * freshly allocated slab, but a concurrent memory
2685                  * corruption in theory could cause that.
2686                  */
2687                 return NULL;
2688
2689         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2690
2691         if (slab->inuse == slab->objects)
2692                 add_full(s, n, slab);
2693         else
2694                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2695
2696         inc_slabs_node(s, nid, slab->objects);
2697         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2698
2699         return object;
2700 }
2701
2702 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2703 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, int drain);
2704 #else
2705 static inline void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2706                                    int drain) { }
2707 #endif
2708 static inline bool pfmemalloc_match(struct slab *slab, gfp_t gfpflags);
2709
2710 /*
2711  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
2712  */
2713 static struct slab *get_partial_node(struct kmem_cache *s,
2714                                      struct kmem_cache_node *n,
2715                                      struct partial_context *pc)
2716 {
2717         struct slab *slab, *slab2, *partial = NULL;
2718         unsigned long flags;
2719         unsigned int partial_slabs = 0;
2720
2721         /*
2722          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
2723          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
2724          * partial slab and there is none available then get_partial()
2725          * will return NULL.
2726          */
2727         if (!n || !n->nr_partial)
2728                 return NULL;
2729
2730         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2731         list_for_each_entry_safe(slab, slab2, &n->partial, slab_list) {
2732                 if (!pfmemalloc_match(slab, pc->flags))
2733                         continue;
2734
2735                 if (IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) || kmem_cache_debug(s)) {
2736                         void *object = alloc_single_from_partial(s, n, slab,
2737                                                         pc->orig_size);
2738                         if (object) {
2739                                 partial = slab;
2740                                 pc->object = object;
2741                                 break;
2742                         }
2743                         continue;
2744                 }
2745
2746                 remove_partial(n, slab);
2747
2748                 if (!partial) {
2749                         partial = slab;
2750                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
2751
2752                         if ((slub_get_cpu_partial(s) == 0)) {
2753                                 break;
2754                         }
2755                 } else {
2756                         put_cpu_partial(s, slab, 0);
2757                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
2758
2759                         if (++partial_slabs > slub_get_cpu_partial(s) / 2) {
2760                                 break;
2761                         }
2762                 }
2763         }
2764         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2765         return partial;
2766 }
2767
2768 /*
2769  * Get a slab from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2770  */
2771 static struct slab *get_any_partial(struct kmem_cache *s,
2772                                     struct partial_context *pc)
2773 {
2774 #ifdef CONFIG_NUMA
2775         struct zonelist *zonelist;
2776         struct zoneref *z;
2777         struct zone *zone;
2778         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(pc->flags);
2779         struct slab *slab;
2780         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2781
2782         /*
2783          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2784          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2785          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2786          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2787          *
2788          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2789          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2790          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2791          * from other nodes and filled up.
2792          *
2793          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2794          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2795          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2796          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2797          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2798          * with available objects.
2799          */
2800         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2801                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2802                 return NULL;
2803
2804         do {
2805                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2806                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), pc->flags);
2807                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2808                         struct kmem_cache_node *n;
2809
2810                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2811
2812                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, pc->flags) &&
2813                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2814                                 slab = get_partial_node(s, n, pc);
2815                                 if (slab) {
2816                                         /*
2817                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2818                                          * here - if mems_allowed was updated in
2819                                          * parallel, that was a harmless race
2820                                          * between allocation and the cpuset
2821                                          * update
2822                                          */
2823                                         return slab;
2824                                 }
2825                         }
2826                 }
2827         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2828 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2829         return NULL;
2830 }
2831
2832 /*
2833  * Get a partial slab, lock it and return it.
2834  */
2835 static struct slab *get_partial(struct kmem_cache *s, int node,
2836                                 struct partial_context *pc)
2837 {
2838         struct slab *slab;
2839         int searchnode = node;
2840
2841         if (node == NUMA_NO_NODE)
2842                 searchnode = numa_mem_id();
2843
2844         slab = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), pc);
2845         if (slab || (node != NUMA_NO_NODE && (pc->flags & __GFP_THISNODE)))
2846                 return slab;
2847
2848         return get_any_partial(s, pc);
2849 }
2850
2851 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
2852
2853 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2854 /*
2855  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2856  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2857  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2858  */
2859 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2860 #else
2861 /*
2862  * No preemption supported therefore also no need to check for
2863  * different cpus.
2864  */
2865 #define TID_STEP 1
2866 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
2867
2868 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2869 {
2870         return tid + TID_STEP;
2871 }
2872
2873 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2874 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2875 {
2876         return tid % TID_STEP;
2877 }
2878
2879 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2880 {
2881         return tid / TID_STEP;
2882 }
2883 #endif
2884
2885 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2886 {
2887         return cpu;
2888 }
2889
2890 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2891                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2892 {
2893 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2894         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2895
2896         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2897
2898 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2899         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2900                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2901                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2902         else
2903 #endif
2904         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2905                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2906                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2907         else
2908                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2909                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2910 #endif
2911         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2912 }
2913
2914 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2915 {
2916         int cpu;
2917         struct kmem_cache_cpu *c;
2918
2919         for_each_possible_cpu(cpu) {
2920                 c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2921                 local_lock_init(&c->lock);
2922                 c->tid = init_tid(cpu);
2923         }
2924 }
2925
2926 /*
2927  * Finishes removing the cpu slab. Merges cpu's freelist with slab's freelist,
2928  * unfreezes the slabs and puts it on the proper list.
2929  * Assumes the slab has been already safely taken away from kmem_cache_cpu
2930  * by the caller.
2931  */
2932 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2933                             void *freelist)
2934 {
2935         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, slab_nid(slab));
2936         int free_delta = 0;
2937         void *nextfree, *freelist_iter, *freelist_tail;
2938         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2939         unsigned long flags = 0;
2940         struct slab new;
2941         struct slab old;
2942
2943         if (READ_ONCE(slab->freelist)) {
2944                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2945                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2946         }
2947
2948         /*
2949          * Stage one: Count the objects on cpu's freelist as free_delta and
2950          * remember the last object in freelist_tail for later splicing.
2951          */
2952         freelist_tail = NULL;
2953         freelist_iter = freelist;
2954         while (freelist_iter) {
2955                 nextfree = get_freepointer(s, freelist_iter);
2956
2957                 /*
2958                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2959                  * 'freelist_iter' is already corrupted.  So isolate all objects
2960                  * starting at 'freelist_iter' by skipping them.
2961                  */
2962                 if (freelist_corrupted(s, slab, &freelist_iter, nextfree))
2963                         break;
2964
2965                 freelist_tail = freelist_iter;
2966                 free_delta++;
2967
2968                 freelist_iter = nextfree;
2969         }
2970
2971         /*
2972          * Stage two: Unfreeze the slab while splicing the per-cpu
2973          * freelist to the head of slab's freelist.
2974          */
2975         do {
2976                 old.freelist = READ_ONCE(slab->freelist);
2977                 old.counters = READ_ONCE(slab->counters);
2978                 VM_BUG_ON(!old.frozen);
2979
2980                 /* Determine target state of the slab */
2981                 new.counters = old.counters;
2982                 new.frozen = 0;
2983                 if (freelist_tail) {
2984                         new.inuse -= free_delta;
2985                         set_freepointer(s, freelist_tail, old.freelist);
2986                         new.freelist = freelist;
2987                 } else {
2988                         new.freelist = old.freelist;
2989                 }
2990         } while (!slab_update_freelist(s, slab,
2991                 old.freelist, old.counters,
2992                 new.freelist, new.counters,
2993                 "unfreezing slab"));
2994
2995         /*
2996          * Stage three: Manipulate the slab list based on the updated state.
2997          */
2998         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial) {
2999                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
3000                 discard_slab(s, slab);
3001                 stat(s, FREE_SLAB);
3002         } else if (new.freelist) {
3003                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3004                 add_partial(n, slab, tail);
3005                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3006                 stat(s, tail);
3007         } else {
3008                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
3009         }
3010 }
3011
3012 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3013 static void __put_partials(struct kmem_cache *s, struct slab *partial_slab)
3014 {
3015         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
3016         struct slab *slab, *slab_to_discard = NULL;
3017         unsigned long flags = 0;
3018
3019         while (partial_slab) {
3020                 slab = partial_slab;
3021                 partial_slab = slab->next;
3022
3023                 n2 = get_node(s, slab_nid(slab));
3024                 if (n != n2) {
3025                         if (n)
3026                                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3027
3028                         n = n2;
3029                         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3030                 }
3031
3032                 if (unlikely(!slab->inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
3033                         slab->next = slab_to_discard;
3034                         slab_to_discard = slab;
3035                 } else {
3036                         add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
3037                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
3038                 }
3039         }
3040
3041         if (n)
3042                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3043
3044         while (slab_to_discard) {
3045                 slab = slab_to_discard;
3046                 slab_to_discard = slab_to_discard->next;
3047
3048                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
3049                 discard_slab(s, slab);
3050                 stat(s, FREE_SLAB);
3051         }
3052 }
3053
3054 /*
3055  * Put all the cpu partial slabs to the node partial list.
3056  */
3057 static void put_partials(struct kmem_cache *s)
3058 {
3059         struct slab *partial_slab;
3060         unsigned long flags;
3061
3062         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3063         partial_slab = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
3064         this_cpu_write(s->cpu_slab->partial, NULL);
3065         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3066
3067         if (partial_slab)
3068                 __put_partials(s, partial_slab);
3069 }
3070
3071 static void put_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
3072                              struct kmem_cache_cpu *c)
3073 {
3074         struct slab *partial_slab;
3075
3076         partial_slab = slub_percpu_partial(c);
3077         c->partial = NULL;
3078
3079         if (partial_slab)
3080                 __put_partials(s, partial_slab);
3081 }
3082
3083 /*
3084  * Put a slab into a partial slab slot if available.
3085  *
3086  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
3087  * per node partial list.
3088  */
3089 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, int drain)
3090 {
3091         struct slab *oldslab;
3092         struct slab *slab_to_put = NULL;
3093         unsigned long flags;
3094         int slabs = 0;
3095
3096         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3097
3098         oldslab = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
3099
3100         if (oldslab) {
3101                 if (drain && oldslab->slabs >= s->cpu_partial_slabs) {
3102                         /*
3103                          * Partial array is full. Move the existing set to the
3104                          * per node partial list. Postpone the actual unfreezing
3105                          * outside of the critical section.
3106                          */
3107                         slab_to_put = oldslab;
3108                         oldslab = NULL;
3109                 } else {
3110                         slabs = oldslab->slabs;
3111                 }
3112         }
3113
3114         slabs++;
3115
3116         slab->slabs = slabs;
3117         slab->next = oldslab;
3118
3119         this_cpu_write(s->cpu_slab->partial, slab);
3120
3121         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3122
3123         if (slab_to_put) {
3124                 __put_partials(s, slab_to_put);
3125                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
3126         }
3127 }
3128
3129 #else   /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
3130
3131 static inline void put_partials(struct kmem_cache *s) { }
3132 static inline void put_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
3133                                     struct kmem_cache_cpu *c) { }
3134
3135 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
3136
3137 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
3138 {
3139         unsigned long flags;
3140         struct slab *slab;
3141         void *freelist;
3142
3143         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3144
3145         slab = c->slab;
3146         freelist = c->freelist;
3147
3148         c->slab = NULL;
3149         c->freelist = NULL;
3150         c->tid = next_tid(c->tid);
3151
3152         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3153
3154         if (slab) {
3155                 deactivate_slab(s, slab, freelist);
3156                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3157         }
3158 }
3159
3160 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
3161 {
3162         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
3163         void *freelist = c->freelist;
3164         struct slab *slab = c->slab;
3165
3166         c->slab = NULL;
3167         c->freelist = NULL;
3168         c->tid = next_tid(c->tid);
3169
3170         if (slab) {
3171                 deactivate_slab(s, slab, freelist);
3172                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3173         }
3174
3175         put_partials_cpu(s, c);
3176 }
3177
3178 struct slub_flush_work {
3179         struct work_struct work;
3180         struct kmem_cache *s;
3181         bool skip;
3182 };
3183
3184 /*
3185  * Flush cpu slab.
3186  *
3187  * Called from CPU work handler with migration disabled.
3188  */
3189 static void flush_cpu_slab(struct work_struct *w)
3190 {
3191         struct kmem_cache *s;
3192         struct kmem_cache_cpu *c;
3193         struct slub_flush_work *sfw;
3194
3195         sfw = container_of(w, struct slub_flush_work, work);
3196
3197         s = sfw->s;
3198         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3199
3200         if (c->slab)
3201                 flush_slab(s, c);
3202
3203         put_partials(s);
3204 }
3205
3206 static bool has_cpu_slab(int cpu, struct kmem_cache *s)
3207 {
3208         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
3209
3210         return c->slab || slub_percpu_partial(c);
3211 }
3212
3213 static DEFINE_MUTEX(flush_lock);
3214 static DEFINE_PER_CPU(struct slub_flush_work, slub_flush);
3215
3216 static void flush_all_cpus_locked(struct kmem_cache *s)
3217 {
3218         struct slub_flush_work *sfw;
3219         unsigned int cpu;
3220
3221         lockdep_assert_cpus_held();
3222         mutex_lock(&flush_lock);
3223
3224         for_each_online_cpu(cpu) {
3225                 sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
3226                 if (!has_cpu_slab(cpu, s)) {
3227                         sfw->skip = true;
3228                         continue;
3229                 }
3230                 INIT_WORK(&sfw->work, flush_cpu_slab);
3231                 sfw->skip = false;
3232                 sfw->s = s;
3233                 queue_work_on(cpu, flushwq, &sfw->work);
3234         }
3235
3236         for_each_online_cpu(cpu) {
3237                 sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
3238                 if (sfw->skip)
3239                         continue;
3240                 flush_work(&sfw->work);
3241         }
3242
3243         mutex_unlock(&flush_lock);
3244 }
3245
3246 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
3247 {
3248         cpus_read_lock();
3249         flush_all_cpus_locked(s);
3250         cpus_read_unlock();
3251 }
3252
3253 /*
3254  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3255  * necessary.
3256  */
3257 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
3258 {
3259         struct kmem_cache *s;
3260
3261         mutex_lock(&slab_mutex);
3262         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3263                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
3264         mutex_unlock(&slab_mutex);
3265         return 0;
3266 }
3267
3268 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
3269 static inline void flush_all_cpus_locked(struct kmem_cache *s) { }
3270 static inline void flush_all(struct kmem_cache *s) { }
3271 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu) { }
3272 static inline int slub_cpu_dead(unsigned int cpu) { return 0; }
3273 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
3274
3275 /*
3276  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
3277  * locality expectations.
3278  */
3279 static inline int node_match(struct slab *slab, int node)
3280 {
3281 #ifdef CONFIG_NUMA
3282         if (node != NUMA_NO_NODE && slab_nid(slab) != node)
3283                 return 0;
3284 #endif
3285         return 1;
3286 }
3287
3288 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3289 static int count_free(struct slab *slab)
3290 {
3291         return slab->objects - slab->inuse;
3292 }
3293
3294 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
3295 {
3296         return atomic_long_read(&n->total_objects);
3297 }
3298
3299 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
3300 static inline bool free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
3301         struct slab *slab, void *head, void *tail, int *bulk_cnt,
3302         unsigned long addr, depot_stack_handle_t handle)
3303 {
3304         bool checks_ok = false;
3305         void *object = head;
3306         int cnt = 0;
3307
3308         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
3309                 if (!check_slab(s, slab))
3310                         goto out;
3311         }
3312
3313         if (slab->inuse < *bulk_cnt) {
3314                 slab_err(s, slab, "Slab has %d allocated objects but %d are to be freed\n",
3315                          slab->inuse, *bulk_cnt);
3316                 goto out;
3317         }
3318
3319 next_object:
3320
3321         if (++cnt > *bulk_cnt)
3322                 goto out_cnt;
3323
3324         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
3325                 if (!free_consistency_checks(s, slab, object, addr))
3326                         goto out;
3327         }
3328
3329         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3330                 set_track_update(s, object, TRACK_FREE, addr, handle);
3331         trace(s, slab, object, 0);
3332         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
3333         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
3334
3335         /* Reached end of constructed freelist yet? */
3336         if (object != tail) {
3337                 object = get_freepointer(s, object);
3338                 goto next_object;
3339         }
3340         checks_ok = true;
3341
3342 out_cnt:
3343         if (cnt != *bulk_cnt) {
3344                 slab_err(s, slab, "Bulk free expected %d objects but found %d\n",
3345                          *bulk_cnt, cnt);
3346                 *bulk_cnt = cnt;
3347         }
3348
3349 out:
3350
3351         if (!checks_ok)
3352                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
3353
3354         return checks_ok;
3355 }
3356 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
3357
3358 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(SLAB_SUPPORTS_SYSFS)
3359 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
3360                                         int (*get_count)(struct slab *))
3361 {
3362         unsigned long flags;
3363         unsigned long x = 0;
3364         struct slab *slab;
3365
3366         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3367         list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
3368                 x += get_count(slab);
3369         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3370         return x;
3371 }
3372 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || SLAB_SUPPORTS_SYSFS */
3373
3374 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3375 #define MAX_PARTIAL_TO_SCAN 10000
3376
3377 static unsigned long count_partial_free_approx(struct kmem_cache_node *n)
3378 {
3379         unsigned long flags;
3380         unsigned long x = 0;
3381         struct slab *slab;
3382
3383         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3384         if (n->nr_partial <= MAX_PARTIAL_TO_SCAN) {
3385                 list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
3386                         x += slab->objects - slab->inuse;
3387         } else {
3388                 /*
3389                  * For a long list, approximate the total count of objects in
3390                  * it to meet the limit on the number of slabs to scan.
3391                  * Scan from both the list's head and tail for better accuracy.
3392                  */
3393                 unsigned long scanned = 0;
3394
3395                 list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list) {
3396                         x += slab->objects - slab->inuse;
3397                         if (++scanned == MAX_PARTIAL_TO_SCAN / 2)
3398                                 break;
3399                 }
3400                 list_for_each_entry_reverse(slab, &n->partial, slab_list) {
3401                         x += slab->objects - slab->inuse;
3402                         if (++scanned == MAX_PARTIAL_TO_SCAN)
3403                                 break;
3404                 }
3405                 x = mult_frac(x, n->nr_partial, scanned);
3406                 x = min(x, node_nr_objs(n));
3407         }
3408         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3409         return x;
3410 }
3411
3412 static noinline void
3413 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
3414 {
3415         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
3416                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
3417         int node;
3418         struct kmem_cache_node *n;
3419
3420         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
3421                 return;
3422
3423         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
3424                 nid, gfpflags, &gfpflags);
3425         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
3426                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
3427                 oo_order(s->min));
3428
3429         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
3430                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slab_debug=O to disable.\n",
3431                         s->name);
3432
3433         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3434                 unsigned long nr_slabs;
3435                 unsigned long nr_objs;
3436                 unsigned long nr_free;
3437
3438                 nr_free  = count_partial_free_approx(n);
3439                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
3440                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
3441
3442                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
3443                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
3444         }
3445 }
3446 #else /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
3447 static inline void
3448 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid) { }
3449 #endif
3450
3451 static inline bool pfmemalloc_match(struct slab *slab, gfp_t gfpflags)
3452 {
3453         if (unlikely(slab_test_pfmemalloc(slab)))
3454                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
3455
3456         return true;
3457 }
3458
3459 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
3460 static inline bool
3461 __update_cpu_freelist_fast(struct kmem_cache *s,
3462                            void *freelist_old, void *freelist_new,
3463                            unsigned long tid)
3464 {
3465         freelist_aba_t old = { .freelist = freelist_old, .counter = tid };
3466         freelist_aba_t new = { .freelist = freelist_new, .counter = next_tid(tid) };
3467
3468         return this_cpu_try_cmpxchg_freelist(s->cpu_slab->freelist_tid.full,
3469                                              &old.full, new.full);
3470 }
3471
3472 /*
3473  * Check the slab->freelist and either transfer the freelist to the
3474  * per cpu freelist or deactivate the slab.
3475  *
3476  * The slab is still frozen if the return value is not NULL.
3477  *
3478  * If this function returns NULL then the slab has been unfrozen.
3479  */
3480 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
3481 {
3482         struct slab new;
3483         unsigned long counters;
3484         void *freelist;
3485
3486         lockdep_assert_held(this_cpu_ptr(&s->cpu_slab->lock));
3487
3488         do {
3489                 freelist = slab->freelist;
3490                 counters = slab->counters;
3491
3492                 new.counters = counters;
3493
3494                 new.inuse = slab->objects;
3495                 new.frozen = freelist != NULL;
3496
3497         } while (!__slab_update_freelist(s, slab,
3498                 freelist, counters,
3499                 NULL, new.counters,
3500                 "get_freelist"));
3501
3502         return freelist;
3503 }
3504
3505 /*
3506  * Freeze the partial slab and return the pointer to the freelist.
3507  */
3508 static inline void *freeze_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
3509 {
3510         struct slab new;
3511         unsigned long counters;
3512         void *freelist;
3513
3514         do {
3515                 freelist = slab->freelist;
3516                 counters = slab->counters;
3517
3518                 new.counters = counters;
3519                 VM_BUG_ON(new.frozen);
3520
3521                 new.inuse = slab->objects;
3522                 new.frozen = 1;
3523
3524         } while (!slab_update_freelist(s, slab,
3525                 freelist, counters,
3526                 NULL, new.counters,
3527                 "freeze_slab"));
3528
3529         return freelist;
3530 }
3531
3532 /*
3533  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
3534  * debugging duties.
3535  *
3536  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
3537  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
3538  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
3539  *
3540  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
3541  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
3542  * rest of the freelist to the lockless freelist.
3543  *
3544  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
3545  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
3546  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
3547  *
3548  * Version of __slab_alloc to use when we know that preemption is
3549  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
3550  */
3551 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
3552                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c, unsigned int orig_size)
3553 {
3554         void *freelist;
3555         struct slab *slab;
3556         unsigned long flags;
3557         struct partial_context pc;
3558         bool try_thisnode = true;
3559
3560         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
3561
3562 reread_slab:
3563
3564         slab = READ_ONCE(c->slab);
3565         if (!slab) {
3566                 /*
3567                  * if the node is not online or has no normal memory, just
3568                  * ignore the node constraint
3569                  */
3570                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
3571                              !node_isset(node, slab_nodes)))
3572                         node = NUMA_NO_NODE;
3573                 goto new_slab;
3574         }
3575
3576         if (unlikely(!node_match(slab, node))) {
3577                 /*
3578                  * same as above but node_match() being false already
3579                  * implies node != NUMA_NO_NODE
3580                  */
3581                 if (!node_isset(node, slab_nodes)) {
3582                         node = NUMA_NO_NODE;
3583                 } else {
3584                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
3585                         goto deactivate_slab;
3586                 }
3587         }
3588
3589         /*
3590          * By rights, we should be searching for a slab page that was
3591          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
3592          * information when the page leaves the per-cpu allocator
3593          */
3594         if (unlikely(!pfmemalloc_match(slab, gfpflags)))
3595                 goto deactivate_slab;
3596
3597         /* must check again c->slab in case we got preempted and it changed */
3598         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3599         if (unlikely(slab != c->slab)) {
3600                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3601                 goto reread_slab;
3602         }
3603         freelist = c->freelist;
3604         if (freelist)
3605                 goto load_freelist;
3606
3607         freelist = get_freelist(s, slab);
3608
3609         if (!freelist) {
3610                 c->slab = NULL;
3611                 c->tid = next_tid(c->tid);
3612                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3613                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
3614                 goto new_slab;
3615         }
3616
3617         stat(s, ALLOC_REFILL);
3618
3619 load_freelist:
3620
3621         lockdep_assert_held(this_cpu_ptr(&s->cpu_slab->lock));
3622
3623         /*
3624          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
3625          * slab is pointing to the slab from which the objects are obtained.
3626          * That slab must be frozen for per cpu allocations to work.
3627          */
3628         VM_BUG_ON(!c->slab->frozen);
3629         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
3630         c->tid = next_tid(c->tid);
3631         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3632         return freelist;
3633
3634 deactivate_slab:
3635
3636         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3637         if (slab != c->slab) {
3638                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3639                 goto reread_slab;
3640         }
3641         freelist = c->freelist;
3642         c->slab = NULL;
3643         c->freelist = NULL;
3644         c->tid = next_tid(c->tid);
3645         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3646         deactivate_slab(s, slab, freelist);
3647
3648 new_slab:
3649
3650 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3651         while (slub_percpu_partial(c)) {
3652                 local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3653                 if (unlikely(c->slab)) {
3654                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3655                         goto reread_slab;
3656                 }
3657                 if (unlikely(!slub_percpu_partial(c))) {
3658                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3659                         /* we were preempted and partial list got empty */
3660                         goto new_objects;
3661                 }
3662
3663                 slab = slub_percpu_partial(c);
3664                 slub_set_percpu_partial(c, slab);
3665
3666                 if (likely(node_match(slab, node) &&
3667                            pfmemalloc_match(slab, gfpflags))) {
3668                         c->slab = slab;
3669                         freelist = get_freelist(s, slab);
3670                         VM_BUG_ON(!freelist);
3671                         stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
3672                         goto load_freelist;
3673                 }
3674
3675                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3676
3677                 slab->next = NULL;
3678                 __put_partials(s, slab);
3679         }
3680 #endif
3681
3682 new_objects:
3683
3684         pc.flags = gfpflags;
3685         /*
3686          * When a preferred node is indicated but no __GFP_THISNODE
3687          *
3688          * 1) try to get a partial slab from target node only by having
3689          *    __GFP_THISNODE in pc.flags for get_partial()
3690          * 2) if 1) failed, try to allocate a new slab from target node with
3691          *    GPF_NOWAIT | __GFP_THISNODE opportunistically
3692          * 3) if 2) failed, retry with original gfpflags which will allow
3693          *    get_partial() try partial lists of other nodes before potentially
3694          *    allocating new page from other nodes
3695          */
3696         if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE && !(gfpflags & __GFP_THISNODE)
3697                      && try_thisnode))
3698                 pc.flags = GFP_NOWAIT | __GFP_THISNODE;
3699
3700         pc.orig_size = orig_size;
3701         slab = get_partial(s, node, &pc);
3702         if (slab) {
3703                 if (kmem_cache_debug(s)) {
3704                         freelist = pc.object;
3705                         /*
3706                          * For debug caches here we had to go through
3707                          * alloc_single_from_partial() so just store the
3708                          * tracking info and return the object.
3709                          */
3710                         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3711                                 set_track(s, freelist, TRACK_ALLOC, addr);
3712
3713                         return freelist;
3714                 }
3715
3716                 freelist = freeze_slab(s, slab);
3717                 goto retry_load_slab;
3718         }
3719
3720         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3721         slab = new_slab(s, pc.flags, node);
3722         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3723
3724         if (unlikely(!slab)) {
3725                 if (node != NUMA_NO_NODE && !(gfpflags & __GFP_THISNODE)
3726                     && try_thisnode) {
3727                         try_thisnode = false;
3728                         goto new_objects;
3729                 }
3730                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
3731                 return NULL;
3732         }
3733
3734         stat(s, ALLOC_SLAB);
3735
3736         if (kmem_cache_debug(s)) {
3737                 freelist = alloc_single_from_new_slab(s, slab, orig_size);
3738
3739                 if (unlikely(!freelist))
3740                         goto new_objects;
3741
3742                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3743                         set_track(s, freelist, TRACK_ALLOC, addr);
3744
3745                 return freelist;
3746         }
3747
3748         /*
3749          * No other reference to the slab yet so we can
3750          * muck around with it freely without cmpxchg
3751          */
3752         freelist = slab->freelist;
3753         slab->freelist = NULL;
3754         slab->inuse = slab->objects;
3755         slab->frozen = 1;
3756
3757         inc_slabs_node(s, slab_nid(slab), slab->objects);
3758
3759         if (unlikely(!pfmemalloc_match(slab, gfpflags))) {
3760                 /*
3761                  * For !pfmemalloc_match() case we don't load freelist so that
3762                  * we don't make further mismatched allocations easier.
3763                  */
3764                 deactivate_slab(s, slab, get_freepointer(s, freelist));
3765                 return freelist;
3766         }
3767
3768 retry_load_slab:
3769
3770         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3771         if (unlikely(c->slab)) {
3772                 void *flush_freelist = c->freelist;
3773                 struct slab *flush_slab = c->slab;
3774
3775                 c->slab = NULL;
3776                 c->freelist = NULL;
3777                 c->tid = next_tid(c->tid);
3778
3779                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3780
3781                 deactivate_slab(s, flush_slab, flush_freelist);
3782
3783                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3784
3785                 goto retry_load_slab;
3786         }
3787         c->slab = slab;
3788
3789         goto load_freelist;
3790 }
3791
3792 /*
3793  * A wrapper for ___slab_alloc() for contexts where preemption is not yet
3794  * disabled. Compensates for possible cpu changes by refetching the per cpu area
3795  * pointer.
3796  */
3797 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
3798                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c, unsigned int orig_size)
3799 {
3800         void *p;
3801
3802 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3803         /*
3804          * We may have been preempted and rescheduled on a different
3805          * cpu before disabling preemption. Need to reload cpu area
3806          * pointer.
3807          */
3808         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3809 #endif
3810
3811         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c, orig_size);
3812 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3813         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3814 #endif
3815         return p;
3816 }
3817
3818 static __always_inline void *__slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
3819                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3820 {
3821         struct kmem_cache_cpu *c;
3822         struct slab *slab;
3823         unsigned long tid;
3824         void *object;
3825
3826 redo:
3827         /*
3828          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
3829          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
3830          * reading from one cpu area. That does not matter as long
3831          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
3832          *
3833          * We must guarantee that tid and kmem_cache_cpu are retrieved on the
3834          * same cpu. We read first the kmem_cache_cpu pointer and use it to read
3835          * the tid. If we are preempted and switched to another cpu between the
3836          * two reads, it's OK as the two are still associated with the same cpu
3837          * and cmpxchg later will validate the cpu.
3838          */
3839         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3840         tid = READ_ONCE(c->tid);
3841
3842         /*
3843          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
3844          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
3845          * on c to guarantee that object and slab associated with previous tid
3846          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
3847          * slab could be one associated with next tid and our alloc/free
3848          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
3849          */
3850         barrier();
3851
3852         /*
3853          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
3854          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
3855          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
3856          * linked list in between.
3857          */
3858
3859         object = c->freelist;
3860         slab = c->slab;
3861
3862         if (!USE_LOCKLESS_FAST_PATH() ||
3863             unlikely(!object || !slab || !node_match(slab, node))) {
3864                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c, orig_size);
3865         } else {
3866                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
3867
3868                 /*
3869                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
3870                  * operation and if we are on the right processor.
3871                  *
3872                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
3873                  * semantics!)
3874                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
3875                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
3876                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
3877                  *
3878                  * Since this is without lock semantics the protection is only
3879                  * against code executing on this cpu *not* from access by
3880                  * other cpus.
3881                  */
3882                 if (unlikely(!__update_cpu_freelist_fast(s, object, next_object, tid))) {
3883                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
3884                         goto redo;
3885                 }
3886                 prefetch_freepointer(s, next_object);
3887                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
3888         }
3889
3890         return object;
3891 }
3892 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
3893 static void *__slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
3894                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3895 {
3896         struct partial_context pc;
3897         struct slab *slab;
3898         void *object;
3899
3900         pc.flags = gfpflags;
3901         pc.orig_size = orig_size;
3902         slab = get_partial(s, node, &pc);
3903
3904         if (slab)
3905                 return pc.object;
3906
3907         slab = new_slab(s, gfpflags, node);
3908         if (unlikely(!slab)) {
3909                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
3910                 return NULL;
3911         }
3912
3913         object = alloc_single_from_new_slab(s, slab, orig_size);
3914
3915         return object;
3916 }
3917 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
3918
3919 /*
3920  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
3921  * zeroing out freelist pointer.
3922  *
3923  * Note that we also wipe custom freelist pointers specified via
3924  * s->rcu_freeptr_offset.
3925  */
3926 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
3927                                                    void *obj)
3928 {
3929         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj &&
3930             !freeptr_outside_object(s))
3931                 memset((void *)((char *)kasan_reset_tag(obj) + s->offset),
3932                         0, sizeof(void *));
3933 }
3934
3935 static __fastpath_inline
3936 struct kmem_cache *slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
3937 {
3938         flags &= gfp_allowed_mask;
3939
3940         might_alloc(flags);
3941
3942         if (unlikely(should_failslab(s, flags)))
3943                 return NULL;
3944
3945         return s;
3946 }
3947
3948 static __fastpath_inline
3949 bool slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3950                           gfp_t flags, size_t size, void **p, bool init,
3951                           unsigned int orig_size)
3952 {
3953         unsigned int zero_size = s->object_size;
3954         bool kasan_init = init;
3955         size_t i;
3956         gfp_t init_flags = flags & gfp_allowed_mask;
3957
3958         /*
3959          * For kmalloc object, the allocated memory size(object_size) is likely
3960          * larger than the requested size(orig_size). If redzone check is
3961          * enabled for the extra space, don't zero it, as it will be redzoned
3962          * soon. The redzone operation for this extra space could be seen as a
3963          * replacement of current poisoning under certain debug option, and
3964          * won't break other sanity checks.
3965          */
3966         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER | SLAB_RED_ZONE) &&
3967             (s->flags & SLAB_KMALLOC))
3968                 zero_size = orig_size;
3969
3970         /*
3971          * When slab_debug is enabled, avoid memory initialization integrated
3972          * into KASAN and instead zero out the memory via the memset below with
3973          * the proper size. Otherwise, KASAN might overwrite SLUB redzones and
3974          * cause false-positive reports. This does not lead to a performance
3975          * penalty on production builds, as slab_debug is not intended to be
3976          * enabled there.
3977          */
3978         if (__slub_debug_enabled())
3979                 kasan_init = false;
3980
3981         /*
3982          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
3983          * kasan_slab_alloc and initialization memset must be
3984          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
3985          *
3986          * As p[i] might get tagged, memset and kmemleak hook come after KASAN.
3987          */
3988         for (i = 0; i < size; i++) {
3989                 p[i] = kasan_slab_alloc(s, p[i], init_flags, kasan_init);
3990                 if (p[i] && init && (!kasan_init ||
3991                                      !kasan_has_integrated_init()))
3992                         memset(p[i], 0, zero_size);
3993                 kmemleak_alloc_recursive(p[i], s->object_size, 1,
3994                                          s->flags, init_flags);
3995                 kmsan_slab_alloc(s, p[i], init_flags);
3996                 alloc_tagging_slab_alloc_hook(s, p[i], flags);
3997         }
3998
3999         return memcg_slab_post_alloc_hook(s, lru, flags, size, p);
4000 }
4001
4002 /*
4003  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
4004  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
4005  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
4006  *
4007  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
4008  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
4009  *
4010  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
4011  */
4012 static __fastpath_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
4013                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
4014 {
4015         void *object;
4016         bool init = false;
4017
4018         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
4019         if (unlikely(!s))
4020                 return NULL;
4021
4022         object = kfence_alloc(s, orig_size, gfpflags);
4023         if (unlikely(object))
4024                 goto out;
4025
4026         object = __slab_alloc_node(s, gfpflags, node, addr, orig_size);
4027
4028         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
4029         init = slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s);
4030
4031 out:
4032         /*
4033          * When init equals 'true', like for kzalloc() family, only
4034          * @orig_size bytes might be zeroed instead of s->object_size
4035          * In case this fails due to memcg_slab_post_alloc_hook(),
4036          * object is set to NULL
4037          */
4038         slab_post_alloc_hook(s, lru, gfpflags, 1, &object, init, orig_size);
4039
4040         return object;
4041 }
4042
4043 void *kmem_cache_alloc_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
4044 {
4045         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_,
4046                                     s->object_size);
4047
4048         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
4049
4050         return ret;
4051 }
4052 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_noprof);
4053
4054 void *kmem_cache_alloc_lru_noprof(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
4055                            gfp_t gfpflags)
4056 {
4057         void *ret = slab_alloc_node(s, lru, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_,
4058                                     s->object_size);
4059
4060         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
4061
4062         return ret;
4063 }
4064 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_lru_noprof);
4065
4066 /**
4067  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
4068  * @s: The cache to allocate from.
4069  * @gfpflags: See kmalloc().
4070  * @node: node number of the target node.
4071  *
4072  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
4073  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
4074  *
4075  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
4076  *
4077  * Return: pointer to the new object or %NULL in case of error
4078  */
4079 void *kmem_cache_alloc_node_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
4080 {
4081         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, _RET_IP_, s->object_size);
4082
4083         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, node);
4084
4085         return ret;
4086 }
4087 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_noprof);
4088
4089 /*
4090  * To avoid unnecessary overhead, we pass through large allocation requests
4091  * directly to the page allocator. We use __GFP_COMP, because we will need to
4092  * know the allocation order to free the pages properly in kfree.
4093  */
4094 static void *___kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4095 {
4096         struct folio *folio;
4097         void *ptr = NULL;
4098         unsigned int order = get_order(size);
4099
4100         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
4101                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
4102
4103         flags |= __GFP_COMP;
4104         folio = (struct folio *)alloc_pages_node_noprof(node, flags, order);
4105         if (folio) {
4106                 ptr = folio_address(folio);
4107                 lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4108                                       PAGE_SIZE << order);
4109         }
4110
4111         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
4112         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
4113         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
4114         kmsan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
4115
4116         return ptr;
4117 }
4118
4119 void *__kmalloc_large_noprof(size_t size, gfp_t flags)
4120 {
4121         void *ret = ___kmalloc_large_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
4122
4123         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4124                       flags, NUMA_NO_NODE);
4125         return ret;
4126 }
4127 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_large_noprof);
4128
4129 void *__kmalloc_large_node_noprof(size_t size, gfp_t flags, int node)
4130 {
4131         void *ret = ___kmalloc_large_node(size, flags, node);
4132
4133         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4134                       flags, node);
4135         return ret;
4136 }
4137 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_large_node_noprof);
4138
4139 static __always_inline
4140 void *__do_kmalloc_node(size_t size, kmem_buckets *b, gfp_t flags, int node,
4141                         unsigned long caller)
4142 {
4143         struct kmem_cache *s;
4144         void *ret;
4145
4146         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4147                 ret = __kmalloc_large_node_noprof(size, flags, node);
4148                 trace_kmalloc(caller, ret, size,
4149                               PAGE_SIZE << get_order(size), flags, node);
4150                 return ret;
4151         }
4152
4153         if (unlikely(!size))
4154                 return ZERO_SIZE_PTR;
4155
4156         s = kmalloc_slab(size, b, flags, caller);
4157
4158         ret = slab_alloc_node(s, NULL, flags, node, caller, size);
4159         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4160         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, flags, node);
4161         return ret;
4162 }
4163 void *__kmalloc_node_noprof(DECL_BUCKET_PARAMS(size, b), gfp_t flags, int node)
4164 {
4165         return __do_kmalloc_node(size, PASS_BUCKET_PARAM(b), flags, node, _RET_IP_);
4166 }
4167 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_noprof);
4168
4169 void *__kmalloc_noprof(size_t size, gfp_t flags)
4170 {
4171         return __do_kmalloc_node(size, NULL, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
4172 }
4173 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_noprof);
4174
4175 void *__kmalloc_node_track_caller_noprof(DECL_BUCKET_PARAMS(size, b), gfp_t flags,
4176                                          int node, unsigned long caller)
4177 {
4178         return __do_kmalloc_node(size, PASS_BUCKET_PARAM(b), flags, node, caller);
4179
4180 }
4181 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller_noprof);
4182
4183 void *__kmalloc_cache_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
4184 {
4185         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, NUMA_NO_NODE,
4186                                             _RET_IP_, size);
4187
4188         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
4189
4190         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
4191         return ret;
4192 }
4193 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_cache_noprof);
4194
4195 void *__kmalloc_cache_node_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
4196                                   int node, size_t size)
4197 {
4198         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, _RET_IP_, size);
4199
4200         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4201
4202         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
4203         return ret;
4204 }
4205 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_cache_node_noprof);
4206
4207 static noinline void free_to_partial_list(
4208         struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
4209         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
4210         unsigned long addr)
4211 {
4212         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, slab_nid(slab));
4213         struct slab *slab_free = NULL;
4214         int cnt = bulk_cnt;
4215         unsigned long flags;
4216         depot_stack_handle_t handle = 0;
4217
4218         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
4219                 handle = set_track_prepare();
4220
4221         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4222
4223         if (free_debug_processing(s, slab, head, tail, &cnt, addr, handle)) {
4224                 void *prior = slab->freelist;
4225
4226                 /* Perform the actual freeing while we still hold the locks */
4227                 slab->inuse -= cnt;
4228                 set_freepointer(s, tail, prior);
4229                 slab->freelist = head;
4230
4231                 /*
4232                  * If the slab is empty, and node's partial list is full,
4233                  * it should be discarded anyway no matter it's on full or
4234                  * partial list.
4235                  */
4236                 if (slab->inuse == 0 && n->nr_partial >= s->min_partial)
4237                         slab_free = slab;
4238
4239                 if (!prior) {
4240                         /* was on full list */
4241                         remove_full(s, n, slab);
4242                         if (!slab_free) {
4243                                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
4244                                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
4245                         }
4246                 } else if (slab_free) {
4247                         remove_partial(n, slab);
4248                         stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
4249                 }
4250         }
4251
4252         if (slab_free) {
4253                 /*
4254                  * Update the counters while still holding n->list_lock to
4255                  * prevent spurious validation warnings
4256                  */
4257                 dec_slabs_node(s, slab_nid(slab_free), slab_free->objects);
4258         }
4259
4260         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4261
4262         if (slab_free) {
4263                 stat(s, FREE_SLAB);
4264                 free_slab(s, slab_free);
4265         }
4266 }
4267
4268 /*
4269  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
4270  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
4271  *
4272  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
4273  * lock and free the item. If there is no additional partial slab
4274  * handling required then we can return immediately.
4275  */
4276 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
4277                         void *head, void *tail, int cnt,
4278                         unsigned long addr)
4279
4280 {
4281         void *prior;
4282         int was_frozen;
4283         struct slab new;
4284         unsigned long counters;
4285         struct kmem_cache_node *n = NULL;
4286         unsigned long flags;
4287         bool on_node_partial;
4288
4289         stat(s, FREE_SLOWPATH);
4290
4291         if (IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) || kmem_cache_debug(s)) {
4292                 free_to_partial_list(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4293                 return;
4294         }
4295
4296         do {
4297                 if (unlikely(n)) {
4298                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4299                         n = NULL;
4300                 }
4301                 prior = slab->freelist;
4302                 counters = slab->counters;
4303                 set_freepointer(s, tail, prior);
4304                 new.counters = counters;
4305                 was_frozen = new.frozen;
4306                 new.inuse -= cnt;
4307                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
4308                         /* Needs to be taken off a list */
4309                         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) || prior) {
4310
4311                                 n = get_node(s, slab_nid(slab));
4312                                 /*
4313                                  * Speculatively acquire the list_lock.
4314                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
4315                                  * drop the list_lock without any processing.
4316                                  *
4317                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
4318                                  * other processors updating the list of slabs.
4319                                  */
4320                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4321
4322                                 on_node_partial = slab_test_node_partial(slab);
4323                         }
4324                 }
4325
4326         } while (!slab_update_freelist(s, slab,
4327                 prior, counters,
4328                 head, new.counters,
4329                 "__slab_free"));
4330
4331         if (likely(!n)) {
4332
4333                 if (likely(was_frozen)) {
4334                         /*
4335                          * The list lock was not taken therefore no list
4336                          * activity can be necessary.
4337                          */
4338                         stat(s, FREE_FROZEN);
4339                 } else if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
4340                         /*
4341                          * If we started with a full slab then put it onto the
4342                          * per cpu partial list.
4343                          */
4344                         put_cpu_partial(s, slab, 1);
4345                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
4346                 }
4347
4348                 return;
4349         }
4350
4351         /*
4352          * This slab was partially empty but not on the per-node partial list,
4353          * in which case we shouldn't manipulate its list, just return.
4354          */
4355         if (prior && !on_node_partial) {
4356                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4357                 return;
4358         }
4359
4360         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
4361                 goto slab_empty;
4362
4363         /*
4364          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
4365          * then add it.
4366          */
4367         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
4368                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
4369                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
4370         }
4371         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4372         return;
4373
4374 slab_empty:
4375         if (prior) {
4376                 /*
4377                  * Slab on the partial list.
4378                  */
4379                 remove_partial(n, slab);
4380                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
4381         }
4382
4383         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4384         stat(s, FREE_SLAB);
4385         discard_slab(s, slab);
4386 }
4387
4388 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4389 /*
4390  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
4391  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
4392  *
4393  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
4394  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
4395  * the item before.
4396  *
4397  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
4398  * with all sorts of special processing.
4399  *
4400  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
4401  * same slab) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
4402  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
4403  */
4404 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
4405                                 struct slab *slab, void *head, void *tail,
4406                                 int cnt, unsigned long addr)
4407 {
4408         struct kmem_cache_cpu *c;
4409         unsigned long tid;
4410         void **freelist;
4411
4412 redo:
4413         /*
4414          * Determine the currently cpus per cpu slab.
4415          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
4416          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
4417          * during the cmpxchg then the free will succeed.
4418          */
4419         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4420         tid = READ_ONCE(c->tid);
4421
4422         /* Same with comment on barrier() in __slab_alloc_node() */
4423         barrier();
4424
4425         if (unlikely(slab != c->slab)) {
4426                 __slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4427                 return;
4428         }
4429
4430         if (USE_LOCKLESS_FAST_PATH()) {
4431                 freelist = READ_ONCE(c->freelist);
4432
4433                 set_freepointer(s, tail, freelist);
4434
4435                 if (unlikely(!__update_cpu_freelist_fast(s, freelist, head, tid))) {
4436                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
4437                         goto redo;
4438                 }
4439         } else {
4440                 /* Update the free list under the local lock */
4441                 local_lock(&s->cpu_slab->lock);
4442                 c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4443                 if (unlikely(slab != c->slab)) {
4444                         local_unlock(&s->cpu_slab->lock);
4445                         goto redo;
4446                 }
4447                 tid = c->tid;
4448                 freelist = c->freelist;
4449
4450                 set_freepointer(s, tail, freelist);
4451                 c->freelist = head;
4452                 c->tid = next_tid(tid);
4453
4454                 local_unlock(&s->cpu_slab->lock);
4455         }
4456         stat_add(s, FREE_FASTPATH, cnt);
4457 }
4458 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
4459 static void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
4460                                 struct slab *slab, void *head, void *tail,
4461                                 int cnt, unsigned long addr)
4462 {
4463         __slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4464 }
4465 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4466
4467 static __fastpath_inline
4468 void slab_free(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *object,
4469                unsigned long addr)
4470 {
4471         memcg_slab_free_hook(s, slab, &object, 1);
4472         alloc_tagging_slab_free_hook(s, slab, &object, 1);
4473
4474         if (likely(slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s))))
4475                 do_slab_free(s, slab, object, object, 1, addr);
4476 }
4477
4478 #ifdef CONFIG_MEMCG
4479 /* Do not inline the rare memcg charging failed path into the allocation path */
4480 static noinline
4481 void memcg_alloc_abort_single(struct kmem_cache *s, void *object)
4482 {
4483         if (likely(slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s))))
4484                 do_slab_free(s, virt_to_slab(object), object, object, 1, _RET_IP_);
4485 }
4486 #endif
4487
4488 static __fastpath_inline
4489 void slab_free_bulk(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *head,
4490                     void *tail, void **p, int cnt, unsigned long addr)
4491 {
4492         memcg_slab_free_hook(s, slab, p, cnt);
4493         alloc_tagging_slab_free_hook(s, slab, p, cnt);
4494         /*
4495          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
4496          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
4497          */
4498         if (likely(slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail, &cnt)))
4499                 do_slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4500 }
4501
4502 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
4503 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
4504 {
4505         do_slab_free(cache, virt_to_slab(x), x, x, 1, addr);
4506 }
4507 #endif
4508
4509 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
4510 {
4511         struct slab *slab;
4512
4513         slab = virt_to_slab(obj);
4514         if (WARN_ONCE(!slab, "%s: Object is not a Slab page!\n", __func__))
4515                 return NULL;
4516         return slab->slab_cache;
4517 }
4518
4519 static inline struct kmem_cache *cache_from_obj(struct kmem_cache *s, void *x)
4520 {
4521         struct kmem_cache *cachep;
4522
4523         if (!IS_ENABLED(CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED) &&
4524             !kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS))
4525                 return s;
4526
4527         cachep = virt_to_cache(x);
4528         if (WARN(cachep && cachep != s,
4529                  "%s: Wrong slab cache. %s but object is from %s\n",
4530                  __func__, s->name, cachep->name))
4531                 print_tracking(cachep, x);
4532         return cachep;
4533 }
4534
4535 /**
4536  * kmem_cache_free - Deallocate an object
4537  * @s: The cache the allocation was from.
4538  * @x: The previously allocated object.
4539  *
4540  * Free an object which was previously allocated from this
4541  * cache.
4542  */
4543 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
4544 {
4545         s = cache_from_obj(s, x);
4546         if (!s)
4547                 return;
4548         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x, s);
4549         slab_free(s, virt_to_slab(x), x, _RET_IP_);
4550 }
4551 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
4552
4553 static void free_large_kmalloc(struct folio *folio, void *object)
4554 {
4555         unsigned int order = folio_order(folio);
4556
4557         if (WARN_ON_ONCE(order == 0))
4558                 pr_warn_once("object pointer: 0x%p\n", object);
4559
4560         kmemleak_free(object);
4561         kasan_kfree_large(object);
4562         kmsan_kfree_large(object);
4563
4564         lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4565                               -(PAGE_SIZE << order));
4566         folio_put(folio);
4567 }
4568
4569 /**
4570  * kfree - free previously allocated memory
4571  * @object: pointer returned by kmalloc() or kmem_cache_alloc()
4572  *
4573  * If @object is NULL, no operation is performed.
4574  */
4575 void kfree(const void *object)
4576 {
4577         struct folio *folio;
4578         struct slab *slab;
4579         struct kmem_cache *s;
4580         void *x = (void *)object;
4581
4582         trace_kfree(_RET_IP_, object);
4583
4584         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(object)))
4585                 return;
4586
4587         folio = virt_to_folio(object);
4588         if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
4589                 free_large_kmalloc(folio, (void *)object);
4590                 return;
4591         }
4592
4593         slab = folio_slab(folio);
4594         s = slab->slab_cache;
4595         slab_free(s, slab, x, _RET_IP_);
4596 }
4597 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4598
4599 struct detached_freelist {
4600         struct slab *slab;
4601         void *tail;
4602         void *freelist;
4603         int cnt;
4604         struct kmem_cache *s;
4605 };
4606
4607 /*
4608  * This function progressively scans the array with free objects (with
4609  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
4610  * slab.  It builds a detached freelist directly within the given
4611  * slab/objects.  This can happen without any need for
4612  * synchronization, because the objects are owned by running process.
4613  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
4614  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
4615  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
4616  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
4617  * to performance reasons.
4618  */
4619 static inline
4620 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
4621                             void **p, struct detached_freelist *df)
4622 {
4623         int lookahead = 3;
4624         void *object;
4625         struct folio *folio;
4626         size_t same;
4627
4628         object = p[--size];
4629         folio = virt_to_folio(object);
4630         if (!s) {
4631                 /* Handle kalloc'ed objects */
4632                 if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
4633                         free_large_kmalloc(folio, object);
4634                         df->slab = NULL;
4635                         return size;
4636                 }
4637                 /* Derive kmem_cache from object */
4638                 df->slab = folio_slab(folio);
4639                 df->s = df->slab->slab_cache;
4640         } else {
4641                 df->slab = folio_slab(folio);
4642                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
4643         }
4644
4645         /* Start new detached freelist */
4646         df->tail = object;
4647         df->freelist = object;
4648         df->cnt = 1;
4649
4650         if (is_kfence_address(object))
4651                 return size;
4652
4653         set_freepointer(df->s, object, NULL);
4654
4655         same = size;
4656         while (size) {
4657                 object = p[--size];
4658                 /* df->slab is always set at this point */
4659                 if (df->slab == virt_to_slab(object)) {
4660                         /* Opportunity build freelist */
4661                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
4662                         df->freelist = object;
4663                         df->cnt++;
4664                         same--;
4665                         if (size != same)
4666                                 swap(p[size], p[same]);
4667                         continue;
4668                 }
4669
4670                 /* Limit look ahead search */
4671                 if (!--lookahead)
4672                         break;
4673         }
4674
4675         return same;
4676 }
4677
4678 /*
4679  * Internal bulk free of objects that were not initialised by the post alloc
4680  * hooks and thus should not be processed by the free hooks
4681  */
4682 static void __kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
4683 {
4684         if (!size)
4685                 return;
4686
4687         do {
4688                 struct detached_freelist df;
4689
4690                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
4691                 if (!df.slab)
4692                         continue;
4693
4694                 if (kfence_free(df.freelist))
4695                         continue;
4696
4697                 do_slab_free(df.s, df.slab, df.freelist, df.tail, df.cnt,
4698                              _RET_IP_);
4699         } while (likely(size));
4700 }
4701
4702 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
4703 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
4704 {
4705         if (!size)
4706                 return;
4707
4708         do {
4709                 struct detached_freelist df;
4710
4711                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
4712                 if (!df.slab)
4713                         continue;
4714
4715                 slab_free_bulk(df.s, df.slab, df.freelist, df.tail, &p[size],
4716                                df.cnt, _RET_IP_);
4717         } while (likely(size));
4718 }
4719 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
4720
4721 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4722 static inline
4723 int __kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
4724                             void **p)
4725 {
4726         struct kmem_cache_cpu *c;
4727         unsigned long irqflags;
4728         int i;
4729
4730         /*
4731          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
4732          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
4733          * handlers invoking normal fastpath.
4734          */
4735         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4736         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4737
4738         for (i = 0; i < size; i++) {
4739                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
4740
4741                 if (unlikely(object)) {
4742                         p[i] = object;
4743                         continue;
4744                 }
4745
4746                 object = c->freelist;
4747                 if (unlikely(!object)) {
4748                         /*
4749                          * We may have removed an object from c->freelist using
4750                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
4751                          * c->tid has not been bumped yet.
4752                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
4753                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
4754                          */
4755                         c->tid = next_tid(c->tid);
4756
4757                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4758
4759                         /*
4760                          * Invoking slow path likely have side-effect
4761                          * of re-populating per CPU c->freelist
4762                          */
4763                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
4764                                             _RET_IP_, c, s->object_size);
4765                         if (unlikely(!p[i]))
4766                                 goto error;
4767
4768                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4769                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4770
4771                         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4772
4773                         continue; /* goto for-loop */
4774                 }
4775                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
4776                 p[i] = object;
4777                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4778                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
4779         }
4780         c->tid = next_tid(c->tid);
4781         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4782         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4783
4784         return i;
4785
4786 error:
4787         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4788         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
4789         return 0;
4790
4791 }
4792 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
4793 static int __kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
4794                                    size_t size, void **p)
4795 {
4796         int i;
4797
4798         for (i = 0; i < size; i++) {
4799                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
4800
4801                 if (unlikely(object)) {
4802                         p[i] = object;
4803                         continue;
4804                 }
4805
4806                 p[i] = __slab_alloc_node(s, flags, NUMA_NO_NODE,
4807                                          _RET_IP_, s->object_size);
4808                 if (unlikely(!p[i]))
4809                         goto error;
4810
4811                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4812         }
4813
4814         return i;
4815
4816 error:
4817         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
4818         return 0;
4819 }
4820 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4821
4822 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
4823 int kmem_cache_alloc_bulk_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
4824                                  void **p)
4825 {
4826         int i;
4827
4828         if (!size)
4829                 return 0;
4830
4831         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
4832         if (unlikely(!s))
4833                 return 0;
4834
4835         i = __kmem_cache_alloc_bulk(s, flags, size, p);
4836         if (unlikely(i == 0))
4837                 return 0;
4838
4839         /*
4840          * memcg and kmem_cache debug support and memory initialization.
4841          * Done outside of the IRQ disabled fastpath loop.
4842          */
4843         if (unlikely(!slab_post_alloc_hook(s, NULL, flags, size, p,
4844                     slab_want_init_on_alloc(flags, s), s->object_size))) {
4845                 return 0;
4846         }
4847         return i;
4848 }
4849 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk_noprof);
4850
4851
4852 /*
4853  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
4854  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
4855  * get the required alignment by putting one properly sized object after
4856  * another.
4857  *
4858  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
4859  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
4860  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
4861  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
4862  * locking overhead.
4863  */
4864
4865 /*
4866  * Minimum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
4867  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
4868  * and increases the number of allocations possible without having to
4869  * take the list_lock.
4870  */
4871 static unsigned int slub_min_order;
4872 static unsigned int slub_max_order =
4873         IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) ? 1 : PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
4874 static unsigned int slub_min_objects;
4875
4876 /*
4877  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
4878  *
4879  * The order of allocation has significant impact on performance and other
4880  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
4881  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
4882  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
4883  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
4884  * would be wasted.
4885  *
4886  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
4887  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
4888  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
4889  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
4890  *
4891  * slab_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
4892  * number of objects in a slab as critical. If we reach slab_max_order then
4893  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
4894  * of space in favor of a small page order.
4895  *
4896  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
4897  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
4898  * requested a higher minimum order then we start with that one instead of
4899  * the smallest order which will fit the object.
4900  */
4901 static inline unsigned int calc_slab_order(unsigned int size,
4902                 unsigned int min_order, unsigned int max_order,
4903                 unsigned int fract_leftover)
4904 {
4905         unsigned int order;
4906
4907         for (order = min_order; order <= max_order; order++) {
4908
4909                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
4910                 unsigned int rem;
4911
4912                 rem = slab_size % size;
4913
4914                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
4915                         break;
4916         }
4917
4918         return order;
4919 }
4920
4921 static inline int calculate_order(unsigned int size)
4922 {
4923         unsigned int order;
4924         unsigned int min_objects;
4925         unsigned int max_objects;
4926         unsigned int min_order;
4927
4928         min_objects = slub_min_objects;
4929         if (!min_objects) {
4930                 /*
4931                  * Some architectures will only update present cpus when
4932                  * onlining them, so don't trust the number if it's just 1. But
4933                  * we also don't want to use nr_cpu_ids always, as on some other
4934                  * architectures, there can be many possible cpus, but never
4935                  * onlined. Here we compromise between trying to avoid too high
4936                  * order on systems that appear larger than they are, and too
4937                  * low order on systems that appear smaller than they are.
4938                  */
4939                 unsigned int nr_cpus = num_present_cpus();
4940                 if (nr_cpus <= 1)
4941                         nr_cpus = nr_cpu_ids;
4942                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpus) + 1);
4943         }
4944         /* min_objects can't be 0 because get_order(0) is undefined */
4945         max_objects = max(order_objects(slub_max_order, size), 1U);
4946         min_objects = min(min_objects, max_objects);
4947
4948         min_order = max_t(unsigned int, slub_min_order,
4949                           get_order(min_objects * size));
4950         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
4951                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
4952
4953         /*
4954          * Attempt to find best configuration for a slab. This works by first
4955          * attempting to generate a layout with the best possible configuration
4956          * and backing off gradually.
4957          *
4958          * We start with accepting at most 1/16 waste and try to find the
4959          * smallest order from min_objects-derived/slab_min_order up to
4960          * slab_max_order that will satisfy the constraint. Note that increasing
4961          * the order can only result in same or less fractional waste, not more.
4962          *
4963          * If that fails, we increase the acceptable fraction of waste and try
4964          * again. The last iteration with fraction of 1/2 would effectively
4965          * accept any waste and give us the order determined by min_objects, as
4966          * long as at least single object fits within slab_max_order.
4967          */
4968         for (unsigned int fraction = 16; fraction > 1; fraction /= 2) {
4969                 order = calc_slab_order(size, min_order, slub_max_order,
4970                                         fraction);
4971                 if (order <= slub_max_order)
4972                         return order;
4973         }
4974
4975         /*
4976          * Doh this slab cannot be placed using slab_max_order.
4977          */
4978         order = get_order(size);
4979         if (order <= MAX_PAGE_ORDER)
4980                 return order;
4981         return -ENOSYS;
4982 }
4983
4984 static void
4985 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
4986 {
4987         n->nr_partial = 0;
4988         spin_lock_init(&n->list_lock);
4989         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
4990 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4991         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
4992         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
4993         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
4994 #endif
4995 }
4996
4997 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4998 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
4999 {
5000         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
5001                         NR_KMALLOC_TYPES * KMALLOC_SHIFT_HIGH *
5002                         sizeof(struct kmem_cache_cpu));
5003
5004         /*
5005          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
5006          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
5007          */
5008         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
5009                                      2 * sizeof(void *));
5010
5011         if (!s->cpu_slab)
5012                 return 0;
5013
5014         init_kmem_cache_cpus(s);
5015
5016         return 1;
5017 }
5018 #else
5019 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
5020 {
5021         return 1;
5022 }
5023 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
5024
5025 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
5026
5027 /*
5028  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
5029  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
5030  * possible.
5031  *
5032  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
5033  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
5034  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
5035  */
5036 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
5037 {
5038         struct slab *slab;
5039         struct kmem_cache_node *n;
5040
5041         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
5042
5043         slab = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
5044
5045         BUG_ON(!slab);
5046         if (slab_nid(slab) != node) {
5047                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
5048                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
5049         }
5050
5051         n = slab->freelist;
5052         BUG_ON(!n);
5053 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5054         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
5055 #endif
5056         n = kasan_slab_alloc(kmem_cache_node, n, GFP_KERNEL, false);
5057         slab->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
5058         slab->inuse = 1;
5059         kmem_cache_node->node[node] = n;
5060         init_kmem_cache_node(n);
5061         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, slab->objects);
5062
5063         /*
5064          * No locks need to be taken here as it has just been
5065          * initialized and there is no concurrent access.
5066          */
5067         __add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_HEAD);
5068 }
5069
5070 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
5071 {
5072         int node;
5073         struct kmem_cache_node *n;
5074
5075         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5076                 s->node[node] = NULL;
5077                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
5078         }
5079 }
5080
5081 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
5082 {
5083         cache_random_seq_destroy(s);
5084 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
5085         free_percpu(s->cpu_slab);
5086 #endif
5087         free_kmem_cache_nodes(s);
5088 }
5089
5090 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
5091 {
5092         int node;
5093
5094         for_each_node_mask(node, slab_nodes) {
5095                 struct kmem_cache_node *n;
5096
5097                 if (slab_state == DOWN) {
5098                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
5099                         continue;
5100                 }
5101                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
5102                                                 GFP_KERNEL, node);
5103
5104                 if (!n) {
5105                         free_kmem_cache_nodes(s);
5106                         return 0;
5107                 }
5108
5109                 init_kmem_cache_node(n);
5110                 s->node[node] = n;
5111         }
5112         return 1;
5113 }
5114
5115 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
5116 {
5117 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
5118         unsigned int nr_objects;
5119
5120         /*
5121          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
5122          * per cpu partial lists of a processor.
5123          *
5124          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
5125          * object freed. If they are used for allocation then they can be
5126          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
5127          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
5128          *
5129          * For backwards compatibility reasons, this is determined as number
5130          * of objects, even though we now limit maximum number of pages, see
5131          * slub_set_cpu_partial()
5132          */
5133         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5134                 nr_objects = 0;
5135         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
5136                 nr_objects = 6;
5137         else if (s->size >= 1024)
5138                 nr_objects = 24;
5139         else if (s->size >= 256)
5140                 nr_objects = 52;
5141         else
5142                 nr_objects = 120;
5143
5144         slub_set_cpu_partial(s, nr_objects);
5145 #endif
5146 }
5147
5148 /* Was a valid freeptr offset requested? */
5149 static inline bool has_freeptr_offset(const struct kmem_cache *s)
5150 {
5151         return s->rcu_freeptr_offset != UINT_MAX;
5152 }
5153
5154 /*
5155  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
5156  * a slab object.
5157  */
5158 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
5159 {
5160         slab_flags_t flags = s->flags;
5161         unsigned int size = s->object_size;
5162         unsigned int order;
5163
5164         /*
5165          * Round up object size to the next word boundary. We can only
5166          * place the free pointer at word boundaries and this determines
5167          * the possible location of the free pointer.
5168          */
5169         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
5170
5171 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5172         /*
5173          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
5174          * the slab may touch the object after free or before allocation
5175          * then we should never poison the object itself.
5176          */
5177         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
5178                         !s->ctor)
5179                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
5180         else
5181                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
5182
5183
5184         /*
5185          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
5186          * end of the object and the free pointer. If not then add an
5187          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
5188          */
5189         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
5190                 size += sizeof(void *);
5191 #endif
5192
5193         /*
5194          * With that we have determined the number of bytes in actual use
5195          * by the object and redzoning.
5196          */
5197         s->inuse = size;
5198
5199         if (((flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) && !has_freeptr_offset(s)) ||
5200             (flags & SLAB_POISON) || s->ctor ||
5201             ((flags & SLAB_RED_ZONE) &&
5202              (s->object_size < sizeof(void *) || slub_debug_orig_size(s)))) {
5203                 /*
5204                  * Relocate free pointer after the object if it is not
5205                  * permitted to overwrite the first word of the object on
5206                  * kmem_cache_free.
5207                  *
5208                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
5209                  * destructor, are poisoning the objects, or are
5210                  * redzoning an object smaller than sizeof(void *) or are
5211                  * redzoning an object with slub_debug_orig_size() enabled,
5212                  * in which case the right redzone may be extended.
5213                  *
5214                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
5215                  * pointer is outside of the object is used in the
5216                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
5217                  * longer true, the function needs to be modified.
5218                  */
5219                 s->offset = size;
5220                 size += sizeof(void *);
5221         } else if ((flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) && has_freeptr_offset(s)) {
5222                 s->offset = s->rcu_freeptr_offset;
5223         } else {
5224                 /*
5225                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
5226                  * it away from the edges of the object to avoid small
5227                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
5228                  */
5229                 s->offset = ALIGN_DOWN(s->object_size / 2, sizeof(void *));
5230         }
5231
5232 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5233         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
5234                 /*
5235                  * Need to store information about allocs and frees after
5236                  * the object.
5237                  */
5238                 size += 2 * sizeof(struct track);
5239
5240                 /* Save the original kmalloc request size */
5241                 if (flags & SLAB_KMALLOC)
5242                         size += sizeof(unsigned int);
5243         }
5244 #endif
5245
5246         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
5247 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5248         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
5249                 /*
5250                  * Add some empty padding so that we can catch
5251                  * overwrites from earlier objects rather than let
5252                  * tracking information or the free pointer be
5253                  * corrupted if a user writes before the start
5254                  * of the object.
5255                  */
5256                 size += sizeof(void *);
5257
5258                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
5259                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
5260                 size += s->red_left_pad;
5261         }
5262 #endif
5263
5264         /*
5265          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
5266          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
5267          * each object to conform to the alignment.
5268          */
5269         size = ALIGN(size, s->align);
5270         s->size = size;
5271         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
5272         order = calculate_order(size);
5273
5274         if ((int)order < 0)
5275                 return 0;
5276
5277         s->allocflags = __GFP_COMP;
5278
5279         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5280                 s->allocflags |= GFP_DMA;
5281
5282         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5283                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
5284
5285         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5286                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
5287
5288         /*
5289          * Determine the number of objects per slab
5290          */
5291         s->oo = oo_make(order, size);
5292         s->min = oo_make(get_order(size), size);
5293
5294         return !!oo_objects(s->oo);
5295 }
5296
5297 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
5298 {
5299         s->flags = kmem_cache_flags(flags, s->name);
5300 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
5301         s->random = get_random_long();
5302 #endif
5303
5304         if (!calculate_sizes(s))
5305                 goto error;
5306         if (disable_higher_order_debug) {
5307                 /*
5308                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
5309                  * order increased.
5310                  */
5311                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
5312                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
5313                         s->offset = 0;
5314                         if (!calculate_sizes(s))
5315                                 goto error;
5316                 }
5317         }
5318
5319 #ifdef system_has_freelist_aba
5320         if (system_has_freelist_aba() && !(s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG)) {
5321                 /* Enable fast mode */
5322                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
5323         }
5324 #endif
5325
5326         /*
5327          * The larger the object size is, the more slabs we want on the partial
5328          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
5329          */
5330         s->min_partial = min_t(unsigned long, MAX_PARTIAL, ilog2(s->size) / 2);
5331         s->min_partial = max_t(unsigned long, MIN_PARTIAL, s->min_partial);
5332
5333         set_cpu_partial(s);
5334
5335 #ifdef CONFIG_NUMA
5336         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
5337 #endif
5338
5339         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
5340         if (slab_state >= UP) {
5341                 if (init_cache_random_seq(s))
5342                         goto error;
5343         }
5344
5345         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
5346                 goto error;
5347
5348         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
5349                 return 0;
5350
5351 error:
5352         __kmem_cache_release(s);
5353         return -EINVAL;
5354 }
5355
5356 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
5357                               const char *text)
5358 {
5359 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5360         void *addr = slab_address(slab);
5361         void *p;
5362
5363         slab_err(s, slab, text, s->name);
5364
5365         spin_lock(&object_map_lock);
5366         __fill_map(object_map, s, slab);
5367
5368         for_each_object(p, s, addr, slab->objects) {
5369
5370                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), object_map)) {
5371                         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
5372                         print_tracking(s, p);
5373                 }
5374         }
5375         spin_unlock(&object_map_lock);
5376 #endif
5377 }
5378
5379 /*
5380  * Attempt to free all partial slabs on a node.
5381  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
5382  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
5383  */
5384 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
5385 {
5386         LIST_HEAD(discard);
5387         struct slab *slab, *h;
5388
5389         BUG_ON(irqs_disabled());
5390         spin_lock_irq(&n->list_lock);
5391         list_for_each_entry_safe(slab, h, &n->partial, slab_list) {
5392                 if (!slab->inuse) {
5393                         remove_partial(n, slab);
5394                         list_add(&slab->slab_list, &discard);
5395                 } else {
5396                         list_slab_objects(s, slab,
5397                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
5398                 }
5399         }
5400         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
5401
5402         list_for_each_entry_safe(slab, h, &discard, slab_list)
5403                 discard_slab(s, slab);
5404 }
5405
5406 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
5407 {
5408         int node;
5409         struct kmem_cache_node *n;
5410
5411         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
5412                 if (n->nr_partial || node_nr_slabs(n))
5413                         return false;
5414         return true;
5415 }
5416
5417 /*
5418  * Release all resources used by a slab cache.
5419  */
5420 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
5421 {
5422         int node;
5423         struct kmem_cache_node *n;
5424
5425         flush_all_cpus_locked(s);
5426         /* Attempt to free all objects */
5427         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5428                 free_partial(s, n);
5429                 if (n->nr_partial || node_nr_slabs(n))
5430                         return 1;
5431         }
5432         return 0;
5433 }
5434
5435 #ifdef CONFIG_PRINTK
5436 void __kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct slab *slab)
5437 {
5438         void *base;
5439         int __maybe_unused i;
5440         unsigned int objnr;
5441         void *objp;
5442         void *objp0;
5443         struct kmem_cache *s = slab->slab_cache;
5444         struct track __maybe_unused *trackp;
5445
5446         kpp->kp_ptr = object;
5447         kpp->kp_slab = slab;
5448         kpp->kp_slab_cache = s;
5449         base = slab_address(slab);
5450         objp0 = kasan_reset_tag(object);
5451 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5452         objp = restore_red_left(s, objp0);
5453 #else
5454         objp = objp0;
5455 #endif
5456         objnr = obj_to_index(s, slab, objp);
5457         kpp->kp_data_offset = (unsigned long)((char *)objp0 - (char *)objp);
5458         objp = base + s->size * objnr;
5459         kpp->kp_objp = objp;
5460         if (WARN_ON_ONCE(objp < base || objp >= base + slab->objects * s->size
5461                          || (objp - base) % s->size) ||
5462             !(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5463                 return;
5464 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5465         objp = fixup_red_left(s, objp);
5466         trackp = get_track(s, objp, TRACK_ALLOC);
5467         kpp->kp_ret = (void *)trackp->addr;
5468 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
5469         {
5470                 depot_stack_handle_t handle;
5471                 unsigned long *entries;
5472                 unsigned int nr_entries;
5473
5474                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
5475                 if (handle) {
5476                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
5477                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
5478                                 kpp->kp_stack[i] = (void *)entries[i];
5479                 }
5480
5481                 trackp = get_track(s, objp, TRACK_FREE);
5482                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
5483                 if (handle) {
5484                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
5485                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
5486                                 kpp->kp_free_stack[i] = (void *)entries[i];
5487                 }
5488         }
5489 #endif
5490 #endif
5491 }
5492 #endif
5493
5494 /********************************************************************
5495  *              Kmalloc subsystem
5496  *******************************************************************/
5497
5498 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
5499 {
5500         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
5501
5502         if (slub_min_order > slub_max_order)
5503                 slub_max_order = slub_min_order;
5504
5505         return 1;
5506 }
5507
5508 __setup("slab_min_order=", setup_slub_min_order);
5509 __setup_param("slub_min_order=", slub_min_order, setup_slub_min_order, 0);
5510
5511
5512 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
5513 {
5514         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
5515         slub_max_order = min_t(unsigned int, slub_max_order, MAX_PAGE_ORDER);
5516
5517         if (slub_min_order > slub_max_order)
5518                 slub_min_order = slub_max_order;
5519
5520         return 1;
5521 }
5522
5523 __setup("slab_max_order=", setup_slub_max_order);
5524 __setup_param("slub_max_order=", slub_max_order, setup_slub_max_order, 0);
5525
5526 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
5527 {
5528         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
5529
5530         return 1;
5531 }
5532
5533 __setup("slab_min_objects=", setup_slub_min_objects);
5534 __setup_param("slub_min_objects=", slub_min_objects, setup_slub_min_objects, 0);
5535
5536 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
5537 /*
5538  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
5539  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
5540  * cache's usercopy region.
5541  *
5542  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
5543  * to indicate an error.
5544  */
5545 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n,
5546                          const struct slab *slab, bool to_user)
5547 {
5548         struct kmem_cache *s;
5549         unsigned int offset;
5550         bool is_kfence = is_kfence_address(ptr);
5551
5552         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
5553
5554         /* Find object and usable object size. */
5555         s = slab->slab_cache;
5556
5557         /* Reject impossible pointers. */
5558         if (ptr < slab_address(slab))
5559                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
5560                                to_user, 0, n);
5561
5562         /* Find offset within object. */
5563         if (is_kfence)
5564                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
5565         else
5566                 offset = (ptr - slab_address(slab)) % s->size;
5567
5568         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
5569         if (!is_kfence && kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
5570                 if (offset < s->red_left_pad)
5571                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
5572                                        s->name, to_user, offset, n);
5573                 offset -= s->red_left_pad;
5574         }
5575
5576         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
5577         if (offset >= s->useroffset &&
5578             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
5579             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
5580                 return;
5581
5582         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
5583 }
5584 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
5585
5586 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
5587
5588 /*
5589  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
5590  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
5591  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
5592  *
5593  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
5594  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
5595  * are freed in them.
5596  */
5597 static int __kmem_cache_do_shrink(struct kmem_cache *s)
5598 {
5599         int node;
5600         int i;
5601         struct kmem_cache_node *n;
5602         struct slab *slab;
5603         struct slab *t;
5604         struct list_head discard;
5605         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
5606         unsigned long flags;
5607         int ret = 0;
5608
5609         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5610                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
5611                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
5612                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
5613
5614                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5615
5616                 /*
5617                  * Build lists of slabs to discard or promote.
5618                  *
5619                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
5620                  * list_lock. slab->inuse here is the upper limit.
5621                  */
5622                 list_for_each_entry_safe(slab, t, &n->partial, slab_list) {
5623                         int free = slab->objects - slab->inuse;
5624
5625                         /* Do not reread slab->inuse */
5626                         barrier();
5627
5628                         /* We do not keep full slabs on the list */
5629                         BUG_ON(free <= 0);
5630
5631                         if (free == slab->objects) {
5632                                 list_move(&slab->slab_list, &discard);
5633                                 slab_clear_node_partial(slab);
5634                                 n->nr_partial--;
5635                                 dec_slabs_node(s, node, slab->objects);
5636                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
5637                                 list_move(&slab->slab_list, promote + free - 1);
5638                 }
5639
5640                 /*
5641                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
5642                  * partial list.
5643                  */
5644                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
5645                         list_splice(promote + i, &n->partial);
5646
5647                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5648
5649                 /* Release empty slabs */
5650                 list_for_each_entry_safe(slab, t, &discard, slab_list)
5651                         free_slab(s, slab);
5652
5653                 if (node_nr_slabs(n))
5654                         ret = 1;
5655         }
5656
5657         return ret;
5658 }
5659
5660 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
5661 {
5662         flush_all(s);
5663         return __kmem_cache_do_shrink(s);
5664 }
5665
5666 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
5667 {
5668         struct kmem_cache *s;
5669
5670         mutex_lock(&slab_mutex);
5671         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5672                 flush_all_cpus_locked(s);
5673                 __kmem_cache_do_shrink(s);
5674         }
5675         mutex_unlock(&slab_mutex);
5676
5677         return 0;
5678 }
5679
5680 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
5681 {
5682         struct memory_notify *marg = arg;
5683         int offline_node;
5684
5685         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
5686
5687         /*
5688          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
5689          * for it yet.
5690          */
5691         if (offline_node < 0)
5692                 return;
5693
5694         mutex_lock(&slab_mutex);
5695         node_clear(offline_node, slab_nodes);
5696         /*
5697          * We no longer free kmem_cache_node structures here, as it would be
5698          * racy with all get_node() users, and infeasible to protect them with
5699          * slab_mutex.
5700          */
5701         mutex_unlock(&slab_mutex);
5702 }
5703
5704 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
5705 {
5706         struct kmem_cache_node *n;
5707         struct kmem_cache *s;
5708         struct memory_notify *marg = arg;
5709         int nid = marg->status_change_nid_normal;
5710         int ret = 0;
5711
5712         /*
5713          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
5714          * already created. Nothing to do.
5715          */
5716         if (nid < 0)
5717                 return 0;
5718
5719         /*
5720          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
5721          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
5722          * online.
5723          */
5724         mutex_lock(&slab_mutex);
5725         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5726                 /*
5727                  * The structure may already exist if the node was previously
5728                  * onlined and offlined.
5729                  */
5730                 if (get_node(s, nid))
5731                         continue;
5732                 /*
5733                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
5734                  *      since memory is not yet available from the node that
5735                  *      is brought up.
5736                  */
5737                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
5738                 if (!n) {
5739                         ret = -ENOMEM;
5740                         goto out;
5741                 }
5742                 init_kmem_cache_node(n);
5743                 s->node[nid] = n;
5744         }
5745         /*
5746          * Any cache created after this point will also have kmem_cache_node
5747          * initialized for the new node.
5748          */
5749         node_set(nid, slab_nodes);
5750 out:
5751         mutex_unlock(&slab_mutex);
5752         return ret;
5753 }
5754
5755 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
5756                                 unsigned long action, void *arg)
5757 {
5758         int ret = 0;
5759
5760         switch (action) {
5761         case MEM_GOING_ONLINE:
5762                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
5763                 break;
5764         case MEM_GOING_OFFLINE:
5765                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
5766                 break;
5767         case MEM_OFFLINE:
5768         case MEM_CANCEL_ONLINE:
5769                 slab_mem_offline_callback(arg);
5770                 break;
5771         case MEM_ONLINE:
5772         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
5773                 break;
5774         }
5775         if (ret)
5776                 ret = notifier_from_errno(ret);
5777         else
5778                 ret = NOTIFY_OK;
5779         return ret;
5780 }
5781
5782 /********************************************************************
5783  *                      Basic setup of slabs
5784  *******************************************************************/
5785
5786 /*
5787  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
5788  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
5789  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
5790  */
5791
5792 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
5793 {
5794         int node;
5795         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
5796         struct kmem_cache_node *n;
5797
5798         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
5799
5800         /*
5801          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
5802          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
5803          * IPIs around.
5804          */
5805         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
5806         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5807                 struct slab *p;
5808
5809                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
5810                         p->slab_cache = s;
5811
5812 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5813                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
5814                         p->slab_cache = s;
5815 #endif
5816         }
5817         list_add(&s->list, &slab_caches);
5818         return s;
5819 }
5820
5821 void __init kmem_cache_init(void)
5822 {
5823         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
5824                 boot_kmem_cache_node;
5825         int node;
5826
5827         if (debug_guardpage_minorder())
5828                 slub_max_order = 0;
5829
5830         /* Print slub debugging pointers without hashing */
5831         if (__slub_debug_enabled())
5832                 no_hash_pointers_enable(NULL);
5833
5834         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
5835         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
5836
5837         /*
5838          * Initialize the nodemask for which we will allocate per node
5839          * structures. Here we don't need taking slab_mutex yet.
5840          */
5841         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
5842                 node_set(node, slab_nodes);
5843
5844         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
5845                         sizeof(struct kmem_cache_node),
5846                         SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_NO_OBJ_EXT, 0, 0);
5847
5848         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
5849
5850         /* Able to allocate the per node structures */
5851         slab_state = PARTIAL;
5852
5853         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
5854                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
5855                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
5856                         SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_NO_OBJ_EXT, 0, 0);
5857
5858         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
5859         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
5860
5861         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
5862         setup_kmalloc_cache_index_table();
5863         create_kmalloc_caches();
5864
5865         /* Setup random freelists for each cache */
5866         init_freelist_randomization();
5867
5868         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
5869                                   slub_cpu_dead);
5870
5871         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
5872                 cache_line_size(),
5873                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
5874                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
5875 }
5876
5877 void __init kmem_cache_init_late(void)
5878 {
5879 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
5880         flushwq = alloc_workqueue("slub_flushwq", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
5881         WARN_ON(!flushwq);
5882 #endif
5883 }
5884
5885 struct kmem_cache *
5886 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
5887                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
5888 {
5889         struct kmem_cache *s;
5890
5891         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
5892         if (s) {
5893                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
5894                         return NULL;
5895
5896                 s->refcount++;
5897
5898                 /*
5899                  * Adjust the object sizes so that we clear
5900                  * the complete object on kzalloc.
5901                  */
5902                 s->object_size = max(s->object_size, size);
5903                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
5904         }
5905
5906         return s;
5907 }
5908
5909 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
5910 {
5911         int err;
5912
5913         err = kmem_cache_open(s, flags);
5914         if (err)
5915                 return err;
5916
5917         /* Mutex is not taken during early boot */
5918         if (slab_state <= UP)
5919                 return 0;
5920
5921         err = sysfs_slab_add(s);
5922         if (err) {
5923                 __kmem_cache_release(s);
5924                 return err;
5925         }
5926
5927         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
5928                 debugfs_slab_add(s);
5929
5930         return 0;
5931 }
5932
5933 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
5934 static int count_inuse(struct slab *slab)
5935 {
5936         return slab->inuse;
5937 }
5938
5939 static int count_total(struct slab *slab)
5940 {
5941         return slab->objects;
5942 }
5943 #endif
5944
5945 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5946 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
5947                           unsigned long *obj_map)
5948 {
5949         void *p;
5950         void *addr = slab_address(slab);
5951
5952         if (!check_slab(s, slab) || !on_freelist(s, slab, NULL))
5953                 return;
5954
5955         /* Now we know that a valid freelist exists */
5956         __fill_map(obj_map, s, slab);
5957         for_each_object(p, s, addr, slab->objects) {
5958                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map) ?
5959                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
5960
5961                 if (!check_object(s, slab, p, val))
5962                         break;
5963         }
5964 }
5965
5966 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
5967                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *obj_map)
5968 {
5969         unsigned long count = 0;
5970         struct slab *slab;
5971         unsigned long flags;
5972
5973         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5974
5975         list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list) {
5976                 validate_slab(s, slab, obj_map);
5977                 count++;
5978         }
5979         if (count != n->nr_partial) {
5980                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
5981                        s->name, count, n->nr_partial);
5982                 slab_add_kunit_errors();
5983         }
5984
5985         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5986                 goto out;
5987
5988         list_for_each_entry(slab, &n->full, slab_list) {
5989                 validate_slab(s, slab, obj_map);
5990                 count++;
5991         }
5992         if (count != node_nr_slabs(n)) {
5993                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
5994                        s->name, count, node_nr_slabs(n));
5995                 slab_add_kunit_errors();
5996         }
5997
5998 out:
5999         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
6000         return count;
6001 }
6002
6003 long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
6004 {
6005         int node;
6006         unsigned long count = 0;
6007         struct kmem_cache_node *n;
6008         unsigned long *obj_map;
6009
6010         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
6011         if (!obj_map)
6012                 return -ENOMEM;
6013
6014         flush_all(s);
6015         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
6016                 count += validate_slab_node(s, n, obj_map);
6017
6018         bitmap_free(obj_map);
6019
6020         return count;
6021 }
6022 EXPORT_SYMBOL(validate_slab_cache);
6023
6024 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
6025 /*
6026  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
6027  * and freed.
6028  */
6029
6030 struct location {
6031         depot_stack_handle_t handle;
6032         unsigned long count;
6033         unsigned long addr;
6034         unsigned long waste;
6035         long long sum_time;
6036         long min_time;
6037         long max_time;
6038         long min_pid;
6039         long max_pid;
6040         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
6041         nodemask_t nodes;
6042 };
6043
6044 struct loc_track {
6045         unsigned long max;
6046         unsigned long count;
6047         struct location *loc;
6048         loff_t idx;
6049 };
6050
6051 static struct dentry *slab_debugfs_root;
6052
6053 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
6054 {
6055         if (t->max)
6056                 free_pages((unsigned long)t->loc,
6057                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
6058 }
6059
6060 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
6061 {
6062         struct location *l;
6063         int order;
6064
6065         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
6066
6067         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
6068         if (!l)
6069                 return 0;
6070
6071         if (t->count) {
6072                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
6073                 free_loc_track(t);
6074         }
6075         t->max = max;
6076         t->loc = l;
6077         return 1;
6078 }
6079
6080 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
6081                                 const struct track *track,
6082                                 unsigned int orig_size)
6083 {
6084         long start, end, pos;
6085         struct location *l;
6086         unsigned long caddr, chandle, cwaste;
6087         unsigned long age = jiffies - track->when;
6088         depot_stack_handle_t handle = 0;
6089         unsigned int waste = s->object_size - orig_size;
6090
6091 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
6092         handle = READ_ONCE(track->handle);
6093 #endif
6094         start = -1;
6095         end = t->count;
6096
6097         for ( ; ; ) {
6098                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
6099
6100                 /*
6101                  * There is nothing at "end". If we end up there
6102                  * we need to add something to before end.
6103                  */
6104                 if (pos == end)
6105                         break;
6106
6107                 l = &t->loc[pos];
6108                 caddr = l->addr;
6109                 chandle = l->handle;
6110                 cwaste = l->waste;
6111                 if ((track->addr == caddr) && (handle == chandle) &&
6112                         (waste == cwaste)) {
6113
6114                         l->count++;
6115                         if (track->when) {
6116                                 l->sum_time += age;
6117                                 if (age < l->min_time)
6118                                         l->min_time = age;
6119                                 if (age > l->max_time)
6120                                         l->max_time = age;
6121
6122                                 if (track->pid < l->min_pid)
6123                                         l->min_pid = track->pid;
6124                                 if (track->pid > l->max_pid)
6125                                         l->max_pid = track->pid;
6126
6127                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
6128                                                 to_cpumask(l->cpus));
6129                         }
6130                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
6131                         return 1;
6132                 }
6133
6134                 if (track->addr < caddr)
6135                         end = pos;
6136                 else if (track->addr == caddr && handle < chandle)
6137                         end = pos;
6138                 else if (track->addr == caddr && handle == chandle &&
6139                                 waste < cwaste)
6140                         end = pos;
6141                 else
6142                         start = pos;
6143         }
6144
6145         /*
6146          * Not found. Insert new tracking element.
6147          */
6148         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
6149                 return 0;
6150
6151         l = t->loc + pos;
6152         if (pos < t->count)
6153                 memmove(l + 1, l,
6154                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
6155         t->count++;
6156         l->count = 1;
6157         l->addr = track->addr;
6158         l->sum_time = age;
6159         l->min_time = age;
6160         l->max_time = age;
6161         l->min_pid = track->pid;
6162         l->max_pid = track->pid;
6163         l->handle = handle;
6164         l->waste = waste;
6165         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
6166         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
6167         nodes_clear(l->nodes);
6168         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
6169         return 1;
6170 }
6171
6172 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
6173                 struct slab *slab, enum track_item alloc,
6174                 unsigned long *obj_map)
6175 {
6176         void *addr = slab_address(slab);
6177         bool is_alloc = (alloc == TRACK_ALLOC);
6178         void *p;
6179
6180         __fill_map(obj_map, s, slab);
6181
6182         for_each_object(p, s, addr, slab->objects)
6183                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map))
6184                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc),
6185                                      is_alloc ? get_orig_size(s, p) :
6186                                                 s->object_size);
6187 }
6188 #endif  /* CONFIG_DEBUG_FS   */
6189 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
6190
6191 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
6192 enum slab_stat_type {
6193         SL_ALL,                 /* All slabs */
6194         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
6195         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
6196         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
6197         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
6198 };
6199
6200 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
6201 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
6202 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
6203 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
6204 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
6205
6206 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
6207                                  char *buf, unsigned long flags)
6208 {
6209         unsigned long total = 0;
6210         int node;
6211         int x;
6212         unsigned long *nodes;
6213         int len = 0;
6214
6215         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
6216         if (!nodes)
6217                 return -ENOMEM;
6218
6219         if (flags & SO_CPU) {
6220                 int cpu;
6221
6222                 for_each_possible_cpu(cpu) {
6223                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
6224                                                                cpu);
6225                         int node;
6226                         struct slab *slab;
6227
6228                         slab = READ_ONCE(c->slab);
6229                         if (!slab)
6230                                 continue;
6231
6232                         node = slab_nid(slab);
6233                         if (flags & SO_TOTAL)
6234                                 x = slab->objects;
6235                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6236                                 x = slab->inuse;
6237                         else
6238                                 x = 1;
6239
6240                         total += x;
6241                         nodes[node] += x;
6242
6243 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6244                         slab = slub_percpu_partial_read_once(c);
6245                         if (slab) {
6246                                 node = slab_nid(slab);
6247                                 if (flags & SO_TOTAL)
6248                                         WARN_ON_ONCE(1);
6249                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
6250                                         WARN_ON_ONCE(1);
6251                                 else
6252                                         x = data_race(slab->slabs);
6253                                 total += x;
6254                                 nodes[node] += x;
6255                         }
6256 #endif
6257                 }
6258         }
6259
6260         /*
6261          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
6262          * already held which will conflict with an existing lock order:
6263          *
6264          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
6265          *
6266          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
6267          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
6268          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
6269          */
6270
6271 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6272         if (flags & SO_ALL) {
6273                 struct kmem_cache_node *n;
6274
6275                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6276
6277                         if (flags & SO_TOTAL)
6278                                 x = node_nr_objs(n);
6279                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6280                                 x = node_nr_objs(n) - count_partial(n, count_free);
6281                         else
6282                                 x = node_nr_slabs(n);
6283                         total += x;
6284                         nodes[node] += x;
6285                 }
6286
6287         } else
6288 #endif
6289         if (flags & SO_PARTIAL) {
6290                 struct kmem_cache_node *n;
6291
6292                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6293                         if (flags & SO_TOTAL)
6294                                 x = count_partial(n, count_total);
6295                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6296                                 x = count_partial(n, count_inuse);
6297                         else
6298                                 x = n->nr_partial;
6299                         total += x;
6300                         nodes[node] += x;
6301                 }
6302         }
6303
6304         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", total);
6305 #ifdef CONFIG_NUMA
6306         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
6307                 if (nodes[node])
6308                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " N%d=%lu",
6309                                              node, nodes[node]);
6310         }
6311 #endif
6312         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6313         kfree(nodes);
6314
6315         return len;
6316 }
6317
6318 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
6319 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
6320
6321 struct slab_attribute {
6322         struct attribute attr;
6323         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
6324         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
6325 };
6326
6327 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
6328         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO_MODE(_name, 0400)
6329
6330 #define SLAB_ATTR(_name) \
6331         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RW_MODE(_name, 0600)
6332
6333 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6334 {
6335         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->size);
6336 }
6337 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
6338
6339 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6340 {
6341         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->align);
6342 }
6343 SLAB_ATTR_RO(align);
6344
6345 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6346 {
6347         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->object_size);
6348 }
6349 SLAB_ATTR_RO(object_size);
6350
6351 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6352 {
6353         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
6354 }
6355 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
6356
6357 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6358 {
6359         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
6360 }
6361 SLAB_ATTR_RO(order);
6362
6363 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6364 {
6365         return sysfs_emit(buf, "%lu\n", s->min_partial);
6366 }
6367
6368 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6369                                  size_t length)
6370 {
6371         unsigned long min;
6372         int err;
6373
6374         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
6375         if (err)
6376                 return err;
6377
6378         s->min_partial = min;
6379         return length;
6380 }
6381 SLAB_ATTR(min_partial);
6382
6383 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6384 {
6385         unsigned int nr_partial = 0;
6386 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6387         nr_partial = s->cpu_partial;
6388 #endif
6389
6390         return sysfs_emit(buf, "%u\n", nr_partial);
6391 }
6392
6393 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6394                                  size_t length)
6395 {
6396         unsigned int objects;
6397         int err;
6398
6399         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
6400         if (err)
6401                 return err;
6402         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
6403                 return -EINVAL;
6404
6405         slub_set_cpu_partial(s, objects);
6406         flush_all(s);
6407         return length;
6408 }
6409 SLAB_ATTR(cpu_partial);
6410
6411 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6412 {
6413         if (!s->ctor)
6414                 return 0;
6415         return sysfs_emit(buf, "%pS\n", s->ctor);
6416 }
6417 SLAB_ATTR_RO(ctor);
6418
6419 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6420 {
6421         return sysfs_emit(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
6422 }
6423 SLAB_ATTR_RO(aliases);
6424
6425 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6426 {
6427         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
6428 }
6429 SLAB_ATTR_RO(partial);
6430
6431 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6432 {
6433         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
6434 }
6435 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
6436
6437 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6438 {
6439         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
6440 }
6441 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
6442
6443 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6444 {
6445         int objects = 0;
6446         int slabs = 0;
6447         int cpu __maybe_unused;
6448         int len = 0;
6449
6450 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6451         for_each_online_cpu(cpu) {
6452                 struct slab *slab;
6453
6454                 slab = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
6455
6456                 if (slab)
6457                         slabs += data_race(slab->slabs);
6458         }
6459 #endif
6460
6461         /* Approximate half-full slabs, see slub_set_cpu_partial() */
6462         objects = (slabs * oo_objects(s->oo)) / 2;
6463         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%d(%d)", objects, slabs);
6464
6465 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6466         for_each_online_cpu(cpu) {
6467                 struct slab *slab;
6468
6469                 slab = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
6470                 if (slab) {
6471                         slabs = data_race(slab->slabs);
6472                         objects = (slabs * oo_objects(s->oo)) / 2;
6473                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%d(%d)",
6474                                              cpu, objects, slabs);
6475                 }
6476         }
6477 #endif
6478         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6479
6480         return len;
6481 }
6482 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
6483
6484 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6485 {
6486         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
6487 }
6488 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
6489
6490 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6491 {
6492         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
6493 }
6494 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
6495
6496 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
6497 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6498 {
6499         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
6500 }
6501 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
6502 #endif
6503
6504 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
6505 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6506 {
6507         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->usersize);
6508 }
6509 SLAB_ATTR_RO(usersize);
6510 #endif
6511
6512 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6513 {
6514         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
6515 }
6516 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
6517
6518 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6519 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6520 {
6521         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
6522 }
6523 SLAB_ATTR_RO(slabs);
6524
6525 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6526 {
6527         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
6528 }
6529 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
6530
6531 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6532 {
6533         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
6534 }
6535 SLAB_ATTR_RO(objects);
6536
6537 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6538 {
6539         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
6540 }
6541 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
6542
6543 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6544 {
6545         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
6546 }
6547 SLAB_ATTR_RO(trace);
6548
6549 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6550 {
6551         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
6552 }
6553
6554 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
6555
6556 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6557 {
6558         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
6559 }
6560
6561 SLAB_ATTR_RO(poison);
6562
6563 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6564 {
6565         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
6566 }
6567
6568 SLAB_ATTR_RO(store_user);
6569
6570 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6571 {
6572         return 0;
6573 }
6574
6575 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
6576                         const char *buf, size_t length)
6577 {
6578         int ret = -EINVAL;
6579
6580         if (buf[0] == '1' && kmem_cache_debug(s)) {
6581                 ret = validate_slab_cache(s);
6582                 if (ret >= 0)
6583                         ret = length;
6584         }
6585         return ret;
6586 }
6587 SLAB_ATTR(validate);
6588
6589 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
6590
6591 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
6592 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6593 {
6594         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
6595 }
6596
6597 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6598                                 size_t length)
6599 {
6600         if (s->refcount > 1)
6601                 return -EINVAL;
6602
6603         if (buf[0] == '1')
6604                 WRITE_ONCE(s->flags, s->flags | SLAB_FAILSLAB);
6605         else
6606                 WRITE_ONCE(s->flags, s->flags & ~SLAB_FAILSLAB);
6607
6608         return length;
6609 }
6610 SLAB_ATTR(failslab);
6611 #endif
6612
6613 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6614 {
6615         return 0;
6616 }
6617
6618 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
6619                         const char *buf, size_t length)
6620 {
6621         if (buf[0] == '1')
6622                 kmem_cache_shrink(s);
6623         else
6624                 return -EINVAL;
6625         return length;
6626 }
6627 SLAB_ATTR(shrink);
6628
6629 #ifdef CONFIG_NUMA
6630 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6631 {
6632         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
6633 }
6634
6635 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
6636                                 const char *buf, size_t length)
6637 {
6638         unsigned int ratio;
6639         int err;
6640
6641         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
6642         if (err)
6643                 return err;
6644         if (ratio > 100)
6645                 return -ERANGE;
6646
6647         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
6648
6649         return length;
6650 }
6651 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
6652 #endif
6653
6654 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
6655 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
6656 {
6657         unsigned long sum  = 0;
6658         int cpu;
6659         int len = 0;
6660         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
6661
6662         if (!data)
6663                 return -ENOMEM;
6664
6665         for_each_online_cpu(cpu) {
6666                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
6667
6668                 data[cpu] = x;
6669                 sum += x;
6670         }
6671
6672         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", sum);
6673
6674 #ifdef CONFIG_SMP
6675         for_each_online_cpu(cpu) {
6676                 if (data[cpu])
6677                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%u",
6678                                              cpu, data[cpu]);
6679         }
6680 #endif
6681         kfree(data);
6682         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6683
6684         return len;
6685 }
6686
6687 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
6688 {
6689         int cpu;
6690
6691         for_each_online_cpu(cpu)
6692                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
6693 }
6694
6695 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
6696 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
6697 {                                                               \
6698         return show_stat(s, buf, si);                           \
6699 }                                                               \
6700 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
6701                                 const char *buf, size_t length) \
6702 {                                                               \
6703         if (buf[0] != '0')                                      \
6704                 return -EINVAL;                                 \
6705         clear_stat(s, si);                                      \
6706         return length;                                          \
6707 }                                                               \
6708 SLAB_ATTR(text);                                                \
6709
6710 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
6711 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
6712 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
6713 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
6714 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
6715 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
6716 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
6717 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
6718 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
6719 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
6720 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
6721 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
6722 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
6723 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
6724 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
6725 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
6726 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
6727 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
6728 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
6729 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
6730 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
6731 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
6732 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
6733 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
6734 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
6735 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
6736 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
6737
6738 #ifdef CONFIG_KFENCE
6739 static ssize_t skip_kfence_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6740 {
6741         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_SKIP_KFENCE));
6742 }
6743
6744 static ssize_t skip_kfence_store(struct kmem_cache *s,
6745                         const char *buf, size_t length)
6746 {
6747         int ret = length;
6748
6749         if (buf[0] == '0')
6750                 s->flags &= ~SLAB_SKIP_KFENCE;
6751         else if (buf[0] == '1')
6752                 s->flags |= SLAB_SKIP_KFENCE;
6753         else
6754                 ret = -EINVAL;
6755
6756         return ret;
6757 }
6758 SLAB_ATTR(skip_kfence);
6759 #endif
6760
6761 static struct attribute *slab_attrs[] = {
6762         &slab_size_attr.attr,
6763         &object_size_attr.attr,
6764         &objs_per_slab_attr.attr,
6765         &order_attr.attr,
6766         &min_partial_attr.attr,
6767         &cpu_partial_attr.attr,
6768         &objects_partial_attr.attr,
6769         &partial_attr.attr,
6770         &cpu_slabs_attr.attr,
6771         &ctor_attr.attr,
6772         &aliases_attr.attr,
6773         &align_attr.attr,
6774         &hwcache_align_attr.attr,
6775         &reclaim_account_attr.attr,
6776         &destroy_by_rcu_attr.attr,
6777         &shrink_attr.attr,
6778         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
6779 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6780         &total_objects_attr.attr,
6781         &objects_attr.attr,
6782         &slabs_attr.attr,
6783         &sanity_checks_attr.attr,
6784         &trace_attr.attr,
6785         &red_zone_attr.attr,
6786         &poison_attr.attr,
6787         &store_user_attr.attr,
6788         &validate_attr.attr,
6789 #endif
6790 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
6791         &cache_dma_attr.attr,
6792 #endif
6793 #ifdef CONFIG_NUMA
6794         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
6795 #endif
6796 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
6797         &alloc_fastpath_attr.attr,
6798         &alloc_slowpath_attr.attr,
6799         &free_fastpath_attr.attr,
6800         &free_slowpath_attr.attr,
6801         &free_frozen_attr.attr,
6802         &free_add_partial_attr.attr,
6803         &free_remove_partial_attr.attr,
6804         &alloc_from_partial_attr.attr,
6805         &alloc_slab_attr.attr,
6806         &alloc_refill_attr.attr,
6807         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
6808         &free_slab_attr.attr,
6809         &cpuslab_flush_attr.attr,
6810         &deactivate_full_attr.attr,
6811         &deactivate_empty_attr.attr,
6812         &deactivate_to_head_attr.attr,
6813         &deactivate_to_tail_attr.attr,
6814         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
6815         &deactivate_bypass_attr.attr,
6816         &order_fallback_attr.attr,
6817         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
6818         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
6819         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
6820         &cpu_partial_free_attr.attr,
6821         &cpu_partial_node_attr.attr,
6822         &cpu_partial_drain_attr.attr,
6823 #endif
6824 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
6825         &failslab_attr.attr,
6826 #endif
6827 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
6828         &usersize_attr.attr,
6829 #endif
6830 #ifdef CONFIG_KFENCE
6831         &skip_kfence_attr.attr,
6832 #endif
6833
6834         NULL
6835 };
6836
6837 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
6838         .attrs = slab_attrs,
6839 };
6840
6841 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
6842                                 struct attribute *attr,
6843                                 char *buf)
6844 {
6845         struct slab_attribute *attribute;
6846         struct kmem_cache *s;
6847
6848         attribute = to_slab_attr(attr);
6849         s = to_slab(kobj);
6850
6851         if (!attribute->show)
6852                 return -EIO;
6853
6854         return attribute->show(s, buf);
6855 }
6856
6857 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
6858                                 struct attribute *attr,
6859                                 const char *buf, size_t len)
6860 {
6861         struct slab_attribute *attribute;
6862         struct kmem_cache *s;
6863
6864         attribute = to_slab_attr(attr);
6865         s = to_slab(kobj);
6866
6867         if (!attribute->store)
6868                 return -EIO;
6869
6870         return attribute->store(s, buf, len);
6871 }
6872
6873 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
6874 {
6875         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
6876 }
6877
6878 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
6879         .show = slab_attr_show,
6880         .store = slab_attr_store,
6881 };
6882
6883 static const struct kobj_type slab_ktype = {
6884         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
6885         .release = kmem_cache_release,
6886 };
6887
6888 static struct kset *slab_kset;
6889
6890 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
6891 {
6892         return slab_kset;
6893 }
6894
6895 #define ID_STR_LENGTH 32
6896
6897 /* Create a unique string id for a slab cache:
6898  *
6899  * Format       :[flags-]size
6900  */
6901 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
6902 {
6903         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
6904         char *p = name;
6905
6906         if (!name)
6907                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6908
6909         *p++ = ':';
6910         /*
6911          * First flags affecting slabcache operations. We will only
6912          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
6913          * too many flags. The flags here must cover all flags that
6914          * are matched during merging to guarantee that the id is
6915          * unique.
6916          */
6917         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
6918                 *p++ = 'd';
6919         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
6920                 *p++ = 'D';
6921         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
6922                 *p++ = 'a';
6923         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
6924                 *p++ = 'F';
6925         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
6926                 *p++ = 'A';
6927         if (p != name + 1)
6928                 *p++ = '-';
6929         p += snprintf(p, ID_STR_LENGTH - (p - name), "%07u", s->size);
6930
6931         if (WARN_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1)) {
6932                 kfree(name);
6933                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6934         }
6935         kmsan_unpoison_memory(name, p - name);
6936         return name;
6937 }
6938
6939 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
6940 {
6941         int err;
6942         const char *name;
6943         struct kset *kset = cache_kset(s);
6944         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
6945
6946         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
6947                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
6948                 unmergeable = 1;
6949
6950         if (unmergeable) {
6951                 /*
6952                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
6953                  * This is typically the case for debug situations. In that
6954                  * case we can catch duplicate names easily.
6955                  */
6956                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
6957                 name = s->name;
6958         } else {
6959                 /*
6960                  * Create a unique name for the slab as a target
6961                  * for the symlinks.
6962                  */
6963                 name = create_unique_id(s);
6964                 if (IS_ERR(name))
6965                         return PTR_ERR(name);
6966         }
6967
6968         s->kobj.kset = kset;
6969         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
6970         if (err)
6971                 goto out;
6972
6973         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
6974         if (err)
6975                 goto out_del_kobj;
6976
6977         if (!unmergeable) {
6978                 /* Setup first alias */
6979                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
6980         }
6981 out:
6982         if (!unmergeable)
6983                 kfree(name);
6984         return err;
6985 out_del_kobj:
6986         kobject_del(&s->kobj);
6987         goto out;
6988 }
6989
6990 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
6991 {
6992         kobject_del(&s->kobj);
6993 }
6994
6995 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
6996 {
6997         kobject_put(&s->kobj);
6998 }
6999
7000 /*
7001  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
7002  * available lest we lose that information.
7003  */
7004 struct saved_alias {
7005         struct kmem_cache *s;
7006         const char *name;
7007         struct saved_alias *next;
7008 };
7009
7010 static struct saved_alias *alias_list;
7011
7012 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
7013 {
7014         struct saved_alias *al;
7015
7016         if (slab_state == FULL) {
7017                 /*
7018                  * If we have a leftover link then remove it.
7019                  */
7020                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
7021                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
7022         }
7023
7024         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
7025         if (!al)
7026                 return -ENOMEM;
7027
7028         al->s = s;
7029         al->name = name;
7030         al->next = alias_list;
7031         alias_list = al;
7032         kmsan_unpoison_memory(al, sizeof(*al));
7033         return 0;
7034 }
7035
7036 static int __init slab_sysfs_init(void)
7037 {
7038         struct kmem_cache *s;
7039         int err;
7040
7041         mutex_lock(&slab_mutex);
7042
7043         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
7044         if (!slab_kset) {
7045                 mutex_unlock(&slab_mutex);
7046                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
7047                 return -ENOMEM;
7048         }
7049
7050         slab_state = FULL;
7051
7052         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
7053                 err = sysfs_slab_add(s);
7054                 if (err)
7055                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
7056                                s->name);
7057         }
7058
7059         while (alias_list) {
7060                 struct saved_alias *al = alias_list;
7061
7062                 alias_list = alias_list->next;
7063                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
7064                 if (err)
7065                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
7066                                al->name);
7067                 kfree(al);
7068         }
7069
7070         mutex_unlock(&slab_mutex);
7071         return 0;
7072 }
7073 late_initcall(slab_sysfs_init);
7074 #endif /* SLAB_SUPPORTS_SYSFS */
7075
7076 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) && defined(CONFIG_DEBUG_FS)
7077 static int slab_debugfs_show(struct seq_file *seq, void *v)
7078 {
7079         struct loc_track *t = seq->private;
7080         struct location *l;
7081         unsigned long idx;
7082
7083         idx = (unsigned long) t->idx;
7084         if (idx < t->count) {
7085                 l = &t->loc[idx];
7086
7087                 seq_printf(seq, "%7ld ", l->count);
7088
7089                 if (l->addr)
7090                         seq_printf(seq, "%pS", (void *)l->addr);
7091                 else
7092                         seq_puts(seq, "<not-available>");
7093
7094                 if (l->waste)
7095                         seq_printf(seq, " waste=%lu/%lu",
7096                                 l->count * l->waste, l->waste);
7097
7098                 if (l->sum_time != l->min_time) {
7099                         seq_printf(seq, " age=%ld/%llu/%ld",
7100                                 l->min_time, div_u64(l->sum_time, l->count),
7101                                 l->max_time);
7102                 } else
7103                         seq_printf(seq, " age=%ld", l->min_time);
7104
7105                 if (l->min_pid != l->max_pid)
7106                         seq_printf(seq, " pid=%ld-%ld", l->min_pid, l->max_pid);
7107                 else
7108                         seq_printf(seq, " pid=%ld",
7109                                 l->min_pid);
7110
7111                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)))
7112                         seq_printf(seq, " cpus=%*pbl",
7113                                  cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
7114
7115                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes))
7116                         seq_printf(seq, " nodes=%*pbl",
7117                                  nodemask_pr_args(&l->nodes));
7118
7119 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
7120                 {
7121                         depot_stack_handle_t handle;
7122                         unsigned long *entries;
7123                         unsigned int nr_entries, j;
7124
7125                         handle = READ_ONCE(l->handle);
7126                         if (handle) {
7127                                 nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
7128                                 seq_puts(seq, "\n");
7129                                 for (j = 0; j < nr_entries; j++)
7130                                         seq_printf(seq, "        %pS\n", (void *)entries[j]);
7131                         }
7132                 }
7133 #endif
7134                 seq_puts(seq, "\n");
7135         }
7136
7137         if (!idx && !t->count)
7138                 seq_puts(seq, "No data\n");
7139
7140         return 0;
7141 }
7142
7143 static void slab_debugfs_stop(struct seq_file *seq, void *v)
7144 {
7145 }
7146
7147 static void *slab_debugfs_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *ppos)
7148 {
7149         struct loc_track *t = seq->private;
7150
7151         t->idx = ++(*ppos);
7152         if (*ppos <= t->count)
7153                 return ppos;
7154
7155         return NULL;
7156 }
7157
7158 static int cmp_loc_by_count(const void *a, const void *b, const void *data)
7159 {
7160         struct location *loc1 = (struct location *)a;
7161         struct location *loc2 = (struct location *)b;
7162
7163         if (loc1->count > loc2->count)
7164                 return -1;
7165         else
7166                 return 1;
7167 }
7168
7169 static void *slab_debugfs_start(struct seq_file *seq, loff_t *ppos)
7170 {
7171         struct loc_track *t = seq->private;
7172
7173         t->idx = *ppos;
7174         return ppos;
7175 }
7176
7177 static const struct seq_operations slab_debugfs_sops = {
7178         .start  = slab_debugfs_start,
7179         .next   = slab_debugfs_next,
7180         .stop   = slab_debugfs_stop,
7181         .show   = slab_debugfs_show,
7182 };
7183
7184 static int slab_debug_trace_open(struct inode *inode, struct file *filep)
7185 {
7186
7187         struct kmem_cache_node *n;
7188         enum track_item alloc;
7189         int node;
7190         struct loc_track *t = __seq_open_private(filep, &slab_debugfs_sops,
7191                                                 sizeof(struct loc_track));
7192         struct kmem_cache *s = file_inode(filep)->i_private;
7193         unsigned long *obj_map;
7194
7195         if (!t)
7196                 return -ENOMEM;
7197
7198         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
7199         if (!obj_map) {
7200                 seq_release_private(inode, filep);
7201                 return -ENOMEM;
7202         }
7203
7204         if (strcmp(filep->f_path.dentry->d_name.name, "alloc_traces") == 0)
7205                 alloc = TRACK_ALLOC;
7206         else
7207                 alloc = TRACK_FREE;
7208
7209         if (!alloc_loc_track(t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location), GFP_KERNEL)) {
7210                 bitmap_free(obj_map);
7211                 seq_release_private(inode, filep);
7212                 return -ENOMEM;
7213         }
7214
7215         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
7216                 unsigned long flags;
7217                 struct slab *slab;
7218
7219                 if (!node_nr_slabs(n))
7220                         continue;
7221
7222                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
7223                 list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
7224                         process_slab(t, s, slab, alloc, obj_map);
7225                 list_for_each_entry(slab, &n->full, slab_list)
7226                         process_slab(t, s, slab, alloc, obj_map);
7227                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
7228         }
7229
7230         /* Sort locations by count */
7231         sort_r(t->loc, t->count, sizeof(struct location),
7232                 cmp_loc_by_count, NULL, NULL);
7233
7234         bitmap_free(obj_map);
7235         return 0;
7236 }
7237
7238 static int slab_debug_trace_release(struct inode *inode, struct file *file)
7239 {
7240         struct seq_file *seq = file->private_data;
7241         struct loc_track *t = seq->private;
7242
7243         free_loc_track(t);
7244         return seq_release_private(inode, file);
7245 }
7246
7247 static const struct file_operations slab_debugfs_fops = {
7248         .open    = slab_debug_trace_open,
7249         .read    = seq_read,
7250         .llseek  = seq_lseek,
7251         .release = slab_debug_trace_release,
7252 };
7253
7254 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
7255 {
7256         struct dentry *slab_cache_dir;
7257
7258         if (unlikely(!slab_debugfs_root))
7259                 return;
7260
7261         slab_cache_dir = debugfs_create_dir(s->name, slab_debugfs_root);
7262
7263         debugfs_create_file("alloc_traces", 0400,
7264                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
7265
7266         debugfs_create_file("free_traces", 0400,
7267                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
7268 }
7269
7270 void debugfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
7271 {
7272         debugfs_lookup_and_remove(s->name, slab_debugfs_root);
7273 }
7274
7275 static int __init slab_debugfs_init(void)
7276 {
7277         struct kmem_cache *s;
7278
7279         slab_debugfs_root = debugfs_create_dir("slab", NULL);
7280
7281         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
7282                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
7283                         debugfs_slab_add(s);
7284
7285         return 0;
7286
7287 }
7288 __initcall(slab_debugfs_init);
7289 #endif
7290 /*
7291  * The /proc/slabinfo ABI
7292  */
7293 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
7294 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
7295 {
7296         unsigned long nr_slabs = 0;
7297         unsigned long nr_objs = 0;
7298         unsigned long nr_free = 0;
7299         int node;
7300         struct kmem_cache_node *n;
7301
7302         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
7303                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
7304                 nr_objs += node_nr_objs(n);
7305                 nr_free += count_partial_free_approx(n);
7306         }
7307
7308         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
7309         sinfo->num_objs = nr_objs;
7310         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
7311         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
7312         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
7313         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
7314 }
7315 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
This page took 0.466596 seconds and 4 git commands to generate.