]> Git Repo - linux.git/blob - mm/slub.c
Merge tag 's390-6.10-2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/s390/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  * freeptr_t represents a SLUB freelist pointer, which might be encoded
470  * and not dereferenceable if CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED is enabled.
471  */
472 typedef struct { unsigned long v; } freeptr_t;
473
474 /*
475  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
476  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
477  * random number.
478  */
479 static inline freeptr_t freelist_ptr_encode(const struct kmem_cache *s,
480                                             void *ptr, unsigned long ptr_addr)
481 {
482         unsigned long encoded;
483
484 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
485         encoded = (unsigned long)ptr ^ s->random ^ swab(ptr_addr);
486 #else
487         encoded = (unsigned long)ptr;
488 #endif
489         return (freeptr_t){.v = encoded};
490 }
491
492 static inline void *freelist_ptr_decode(const struct kmem_cache *s,
493                                         freeptr_t ptr, unsigned long ptr_addr)
494 {
495         void *decoded;
496
497 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
498         decoded = (void *)(ptr.v ^ s->random ^ swab(ptr_addr));
499 #else
500         decoded = (void *)ptr.v;
501 #endif
502         return decoded;
503 }
504
505 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
506 {
507         unsigned long ptr_addr;
508         freeptr_t p;
509
510         object = kasan_reset_tag(object);
511         ptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
512         p = *(freeptr_t *)(ptr_addr);
513         return freelist_ptr_decode(s, p, ptr_addr);
514 }
515
516 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
517 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
518 {
519         prefetchw(object + s->offset);
520 }
521 #endif
522
523 /*
524  * When running under KMSAN, get_freepointer_safe() may return an uninitialized
525  * pointer value in the case the current thread loses the race for the next
526  * memory chunk in the freelist. In that case this_cpu_cmpxchg_double() in
527  * slab_alloc_node() will fail, so the uninitialized value won't be used, but
528  * KMSAN will still check all arguments of cmpxchg because of imperfect
529  * handling of inline assembly.
530  * To work around this problem, we apply __no_kmsan_checks to ensure that
531  * get_freepointer_safe() returns initialized memory.
532  */
533 __no_kmsan_checks
534 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
535 {
536         unsigned long freepointer_addr;
537         freeptr_t p;
538
539         if (!debug_pagealloc_enabled_static())
540                 return get_freepointer(s, object);
541
542         object = kasan_reset_tag(object);
543         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
544         copy_from_kernel_nofault(&p, (freeptr_t *)freepointer_addr, sizeof(p));
545         return freelist_ptr_decode(s, p, freepointer_addr);
546 }
547
548 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
549 {
550         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
551
552 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
553         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
554 #endif
555
556         freeptr_addr = (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)freeptr_addr);
557         *(freeptr_t *)freeptr_addr = freelist_ptr_encode(s, fp, freeptr_addr);
558 }
559
560 /*
561  * See comment in calculate_sizes().
562  */
563 static inline bool freeptr_outside_object(struct kmem_cache *s)
564 {
565         return s->offset >= s->inuse;
566 }
567
568 /*
569  * Return offset of the end of info block which is inuse + free pointer if
570  * not overlapping with object.
571  */
572 static inline unsigned int get_info_end(struct kmem_cache *s)
573 {
574         if (freeptr_outside_object(s))
575                 return s->inuse + sizeof(void *);
576         else
577                 return s->inuse;
578 }
579
580 /* Loop over all objects in a slab */
581 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
582         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
583                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
584                 __p += (__s)->size)
585
586 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
587 {
588         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
589 }
590
591 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
592                 unsigned int size)
593 {
594         struct kmem_cache_order_objects x = {
595                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
596         };
597
598         return x;
599 }
600
601 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
602 {
603         return x.x >> OO_SHIFT;
604 }
605
606 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
607 {
608         return x.x & OO_MASK;
609 }
610
611 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
612 static void slub_set_cpu_partial(struct kmem_cache *s, unsigned int nr_objects)
613 {
614         unsigned int nr_slabs;
615
616         s->cpu_partial = nr_objects;
617
618         /*
619          * We take the number of objects but actually limit the number of
620          * slabs on the per cpu partial list, in order to limit excessive
621          * growth of the list. For simplicity we assume that the slabs will
622          * be half-full.
623          */
624         nr_slabs = DIV_ROUND_UP(nr_objects * 2, oo_objects(s->oo));
625         s->cpu_partial_slabs = nr_slabs;
626 }
627
628 static inline unsigned int slub_get_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
629 {
630         return s->cpu_partial_slabs;
631 }
632 #else
633 static inline void
634 slub_set_cpu_partial(struct kmem_cache *s, unsigned int nr_objects)
635 {
636 }
637
638 static inline unsigned int slub_get_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
639 {
640         return 0;
641 }
642 #endif /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
643
644 /*
645  * Per slab locking using the pagelock
646  */
647 static __always_inline void slab_lock(struct slab *slab)
648 {
649         bit_spin_lock(PG_locked, &slab->__page_flags);
650 }
651
652 static __always_inline void slab_unlock(struct slab *slab)
653 {
654         bit_spin_unlock(PG_locked, &slab->__page_flags);
655 }
656
657 static inline bool
658 __update_freelist_fast(struct slab *slab,
659                       void *freelist_old, unsigned long counters_old,
660                       void *freelist_new, unsigned long counters_new)
661 {
662 #ifdef system_has_freelist_aba
663         freelist_aba_t old = { .freelist = freelist_old, .counter = counters_old };
664         freelist_aba_t new = { .freelist = freelist_new, .counter = counters_new };
665
666         return try_cmpxchg_freelist(&slab->freelist_counter.full, &old.full, new.full);
667 #else
668         return false;
669 #endif
670 }
671
672 static inline bool
673 __update_freelist_slow(struct slab *slab,
674                       void *freelist_old, unsigned long counters_old,
675                       void *freelist_new, unsigned long counters_new)
676 {
677         bool ret = false;
678
679         slab_lock(slab);
680         if (slab->freelist == freelist_old &&
681             slab->counters == counters_old) {
682                 slab->freelist = freelist_new;
683                 slab->counters = counters_new;
684                 ret = true;
685         }
686         slab_unlock(slab);
687
688         return ret;
689 }
690
691 /*
692  * Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right), typically
693  * by an _irqsave() lock variant. On PREEMPT_RT the preempt_disable(), which is
694  * part of bit_spin_lock(), is sufficient because the policy is not to allow any
695  * allocation/ free operation in hardirq context. Therefore nothing can
696  * interrupt the operation.
697  */
698 static inline bool __slab_update_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
699                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
700                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
701                 const char *n)
702 {
703         bool ret;
704
705         if (USE_LOCKLESS_FAST_PATH())
706                 lockdep_assert_irqs_disabled();
707
708         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
709                 ret = __update_freelist_fast(slab, freelist_old, counters_old,
710                                             freelist_new, counters_new);
711         } else {
712                 ret = __update_freelist_slow(slab, freelist_old, counters_old,
713                                             freelist_new, counters_new);
714         }
715         if (likely(ret))
716                 return true;
717
718         cpu_relax();
719         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
720
721 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
722         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
723 #endif
724
725         return false;
726 }
727
728 static inline bool slab_update_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
729                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
730                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
731                 const char *n)
732 {
733         bool ret;
734
735         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
736                 ret = __update_freelist_fast(slab, freelist_old, counters_old,
737                                             freelist_new, counters_new);
738         } else {
739                 unsigned long flags;
740
741                 local_irq_save(flags);
742                 ret = __update_freelist_slow(slab, freelist_old, counters_old,
743                                             freelist_new, counters_new);
744                 local_irq_restore(flags);
745         }
746         if (likely(ret))
747                 return true;
748
749         cpu_relax();
750         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
751
752 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
753         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
754 #endif
755
756         return false;
757 }
758
759 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
760 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
761 static DEFINE_SPINLOCK(object_map_lock);
762
763 static void __fill_map(unsigned long *obj_map, struct kmem_cache *s,
764                        struct slab *slab)
765 {
766         void *addr = slab_address(slab);
767         void *p;
768
769         bitmap_zero(obj_map, slab->objects);
770
771         for (p = slab->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
772                 set_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map);
773 }
774
775 #if IS_ENABLED(CONFIG_KUNIT)
776 static bool slab_add_kunit_errors(void)
777 {
778         struct kunit_resource *resource;
779
780         if (!kunit_get_current_test())
781                 return false;
782
783         resource = kunit_find_named_resource(current->kunit_test, "slab_errors");
784         if (!resource)
785                 return false;
786
787         (*(int *)resource->data)++;
788         kunit_put_resource(resource);
789         return true;
790 }
791 #else
792 static inline bool slab_add_kunit_errors(void) { return false; }
793 #endif
794
795 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
796 {
797         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
798                 return s->size - s->red_left_pad;
799
800         return s->size;
801 }
802
803 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
804 {
805         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
806                 p -= s->red_left_pad;
807
808         return p;
809 }
810
811 /*
812  * Debug settings:
813  */
814 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
815 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
816 #else
817 static slab_flags_t slub_debug;
818 #endif
819
820 static char *slub_debug_string;
821 static int disable_higher_order_debug;
822
823 /*
824  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
825  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
826  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
827  * to tell kasan that these accesses are OK.
828  */
829 static inline void metadata_access_enable(void)
830 {
831         kasan_disable_current();
832 }
833
834 static inline void metadata_access_disable(void)
835 {
836         kasan_enable_current();
837 }
838
839 /*
840  * Object debugging
841  */
842
843 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
844 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
845                                 struct slab *slab, void *object)
846 {
847         void *base;
848
849         if (!object)
850                 return 1;
851
852         base = slab_address(slab);
853         object = kasan_reset_tag(object);
854         object = restore_red_left(s, object);
855         if (object < base || object >= base + slab->objects * s->size ||
856                 (object - base) % s->size) {
857                 return 0;
858         }
859
860         return 1;
861 }
862
863 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
864                           unsigned int length)
865 {
866         metadata_access_enable();
867         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS,
868                         16, 1, kasan_reset_tag((void *)addr), length, 1);
869         metadata_access_disable();
870 }
871
872 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
873         enum track_item alloc)
874 {
875         struct track *p;
876
877         p = object + get_info_end(s);
878
879         return kasan_reset_tag(p + alloc);
880 }
881
882 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
883 static noinline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void)
884 {
885         depot_stack_handle_t handle;
886         unsigned long entries[TRACK_ADDRS_COUNT];
887         unsigned int nr_entries;
888
889         nr_entries = stack_trace_save(entries, ARRAY_SIZE(entries), 3);
890         handle = stack_depot_save(entries, nr_entries, GFP_NOWAIT);
891
892         return handle;
893 }
894 #else
895 static inline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void)
896 {
897         return 0;
898 }
899 #endif
900
901 static void set_track_update(struct kmem_cache *s, void *object,
902                              enum track_item alloc, unsigned long addr,
903                              depot_stack_handle_t handle)
904 {
905         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
906
907 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
908         p->handle = handle;
909 #endif
910         p->addr = addr;
911         p->cpu = smp_processor_id();
912         p->pid = current->pid;
913         p->when = jiffies;
914 }
915
916 static __always_inline void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
917                                       enum track_item alloc, unsigned long addr)
918 {
919         depot_stack_handle_t handle = set_track_prepare();
920
921         set_track_update(s, object, alloc, addr, handle);
922 }
923
924 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
925 {
926         struct track *p;
927
928         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
929                 return;
930
931         p = get_track(s, object, TRACK_ALLOC);
932         memset(p, 0, 2*sizeof(struct track));
933 }
934
935 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
936 {
937         depot_stack_handle_t handle __maybe_unused;
938
939         if (!t->addr)
940                 return;
941
942         pr_err("%s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
943                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
944 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
945         handle = READ_ONCE(t->handle);
946         if (handle)
947                 stack_depot_print(handle);
948         else
949                 pr_err("object allocation/free stack trace missing\n");
950 #endif
951 }
952
953 void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
954 {
955         unsigned long pr_time = jiffies;
956         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
957                 return;
958
959         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
960         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
961 }
962
963 static void print_slab_info(const struct slab *slab)
964 {
965         struct folio *folio = (struct folio *)slab_folio(slab);
966
967         pr_err("Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=%pGp\n",
968                slab, slab->objects, slab->inuse, slab->freelist,
969                folio_flags(folio, 0));
970 }
971
972 /*
973  * kmalloc caches has fixed sizes (mostly power of 2), and kmalloc() API
974  * family will round up the real request size to these fixed ones, so
975  * there could be an extra area than what is requested. Save the original
976  * request size in the meta data area, for better debug and sanity check.
977  */
978 static inline void set_orig_size(struct kmem_cache *s,
979                                 void *object, unsigned int orig_size)
980 {
981         void *p = kasan_reset_tag(object);
982         unsigned int kasan_meta_size;
983
984         if (!slub_debug_orig_size(s))
985                 return;
986
987         /*
988          * KASAN can save its free meta data inside of the object at offset 0.
989          * If this meta data size is larger than 'orig_size', it will overlap
990          * the data redzone in [orig_size+1, object_size]. Thus, we adjust
991          * 'orig_size' to be as at least as big as KASAN's meta data.
992          */
993         kasan_meta_size = kasan_metadata_size(s, true);
994         if (kasan_meta_size > orig_size)
995                 orig_size = kasan_meta_size;
996
997         p += get_info_end(s);
998         p += sizeof(struct track) * 2;
999
1000         *(unsigned int *)p = orig_size;
1001 }
1002
1003 static inline unsigned int get_orig_size(struct kmem_cache *s, void *object)
1004 {
1005         void *p = kasan_reset_tag(object);
1006
1007         if (!slub_debug_orig_size(s))
1008                 return s->object_size;
1009
1010         p += get_info_end(s);
1011         p += sizeof(struct track) * 2;
1012
1013         return *(unsigned int *)p;
1014 }
1015
1016 void skip_orig_size_check(struct kmem_cache *s, const void *object)
1017 {
1018         set_orig_size(s, (void *)object, s->object_size);
1019 }
1020
1021 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
1022 {
1023         struct va_format vaf;
1024         va_list args;
1025
1026         va_start(args, fmt);
1027         vaf.fmt = fmt;
1028         vaf.va = &args;
1029         pr_err("=============================================================================\n");
1030         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
1031         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
1032         va_end(args);
1033 }
1034
1035 __printf(2, 3)
1036 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
1037 {
1038         struct va_format vaf;
1039         va_list args;
1040
1041         if (slab_add_kunit_errors())
1042                 return;
1043
1044         va_start(args, fmt);
1045         vaf.fmt = fmt;
1046         vaf.va = &args;
1047         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
1048         va_end(args);
1049 }
1050
1051 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, u8 *p)
1052 {
1053         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
1054         u8 *addr = slab_address(slab);
1055
1056         print_tracking(s, p);
1057
1058         print_slab_info(slab);
1059
1060         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
1061                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
1062
1063         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
1064                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p - s->red_left_pad,
1065                               s->red_left_pad);
1066         else if (p > addr + 16)
1067                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
1068
1069         print_section(KERN_ERR,         "Object   ", p,
1070                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
1071         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
1072                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p + s->object_size,
1073                         s->inuse - s->object_size);
1074
1075         off = get_info_end(s);
1076
1077         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1078                 off += 2 * sizeof(struct track);
1079
1080         if (slub_debug_orig_size(s))
1081                 off += sizeof(unsigned int);
1082
1083         off += kasan_metadata_size(s, false);
1084
1085         if (off != size_from_object(s))
1086                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
1087                 print_section(KERN_ERR, "Padding  ", p + off,
1088                               size_from_object(s) - off);
1089
1090         dump_stack();
1091 }
1092
1093 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1094                         u8 *object, char *reason)
1095 {
1096         if (slab_add_kunit_errors())
1097                 return;
1098
1099         slab_bug(s, "%s", reason);
1100         print_trailer(s, slab, object);
1101         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
1102 }
1103
1104 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1105                                void **freelist, void *nextfree)
1106 {
1107         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
1108             !check_valid_pointer(s, slab, nextfree) && freelist) {
1109                 object_err(s, slab, *freelist, "Freechain corrupt");
1110                 *freelist = NULL;
1111                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
1112                 return true;
1113         }
1114
1115         return false;
1116 }
1117
1118 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1119                         const char *fmt, ...)
1120 {
1121         va_list args;
1122         char buf[100];
1123
1124         if (slab_add_kunit_errors())
1125                 return;
1126
1127         va_start(args, fmt);
1128         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
1129         va_end(args);
1130         slab_bug(s, "%s", buf);
1131         print_slab_info(slab);
1132         dump_stack();
1133         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
1134 }
1135
1136 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
1137 {
1138         u8 *p = kasan_reset_tag(object);
1139         unsigned int poison_size = s->object_size;
1140
1141         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1142                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
1143
1144                 if (slub_debug_orig_size(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE) {
1145                         /*
1146                          * Redzone the extra allocated space by kmalloc than
1147                          * requested, and the poison size will be limited to
1148                          * the original request size accordingly.
1149                          */
1150                         poison_size = get_orig_size(s, object);
1151                 }
1152         }
1153
1154         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
1155                 memset(p, POISON_FREE, poison_size - 1);
1156                 p[poison_size - 1] = POISON_END;
1157         }
1158
1159         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
1160                 memset(p + poison_size, val, s->inuse - poison_size);
1161 }
1162
1163 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
1164                                                 void *from, void *to)
1165 {
1166         slab_fix(s, "Restoring %s 0x%p-0x%p=0x%x", message, from, to - 1, data);
1167         memset(from, data, to - from);
1168 }
1169
1170 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1171                         u8 *object, char *what,
1172                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
1173 {
1174         u8 *fault;
1175         u8 *end;
1176         u8 *addr = slab_address(slab);
1177
1178         metadata_access_enable();
1179         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(start), value, bytes);
1180         metadata_access_disable();
1181         if (!fault)
1182                 return 1;
1183
1184         end = start + bytes;
1185         while (end > fault && end[-1] == value)
1186                 end--;
1187
1188         if (slab_add_kunit_errors())
1189                 goto skip_bug_print;
1190
1191         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
1192         pr_err("0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
1193                                         fault, end - 1, fault - addr,
1194                                         fault[0], value);
1195         print_trailer(s, slab, object);
1196         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
1197
1198 skip_bug_print:
1199         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
1200         return 0;
1201 }
1202
1203 /*
1204  * Object layout:
1205  *
1206  * object address
1207  *      Bytes of the object to be managed.
1208  *      If the freepointer may overlay the object then the free
1209  *      pointer is at the middle of the object.
1210  *
1211  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
1212  *      0xa5 (POISON_END)
1213  *
1214  * object + s->object_size
1215  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
1216  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
1217  *      object_size == inuse.
1218  *
1219  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
1220  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
1221  *
1222  * object + s->inuse
1223  *      Meta data starts here.
1224  *
1225  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
1226  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
1227  *      C. Original request size for kmalloc object (SLAB_STORE_USER enabled)
1228  *      D. Padding to reach required alignment boundary or at minimum
1229  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
1230  *              before the word boundary.
1231  *
1232  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
1233  *
1234  * object + s->size
1235  *      Nothing is used beyond s->size.
1236  *
1237  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
1238  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
1239  * may be used with merged slabcaches.
1240  */
1241
1242 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, u8 *p)
1243 {
1244         unsigned long off = get_info_end(s);    /* The end of info */
1245
1246         if (s->flags & SLAB_STORE_USER) {
1247                 /* We also have user information there */
1248                 off += 2 * sizeof(struct track);
1249
1250                 if (s->flags & SLAB_KMALLOC)
1251                         off += sizeof(unsigned int);
1252         }
1253
1254         off += kasan_metadata_size(s, false);
1255
1256         if (size_from_object(s) == off)
1257                 return 1;
1258
1259         return check_bytes_and_report(s, slab, p, "Object padding",
1260                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
1261 }
1262
1263 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
1264 static void slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1265 {
1266         u8 *start;
1267         u8 *fault;
1268         u8 *end;
1269         u8 *pad;
1270         int length;
1271         int remainder;
1272
1273         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
1274                 return;
1275
1276         start = slab_address(slab);
1277         length = slab_size(slab);
1278         end = start + length;
1279         remainder = length % s->size;
1280         if (!remainder)
1281                 return;
1282
1283         pad = end - remainder;
1284         metadata_access_enable();
1285         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(pad), POISON_INUSE, remainder);
1286         metadata_access_disable();
1287         if (!fault)
1288                 return;
1289         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
1290                 end--;
1291
1292         slab_err(s, slab, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
1293                         fault, end - 1, fault - start);
1294         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
1295
1296         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
1297 }
1298
1299 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1300                                         void *object, u8 val)
1301 {
1302         u8 *p = object;
1303         u8 *endobject = object + s->object_size;
1304         unsigned int orig_size, kasan_meta_size;
1305
1306         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1307                 if (!check_bytes_and_report(s, slab, object, "Left Redzone",
1308                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
1309                         return 0;
1310
1311                 if (!check_bytes_and_report(s, slab, object, "Right Redzone",
1312                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
1313                         return 0;
1314
1315                 if (slub_debug_orig_size(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE) {
1316                         orig_size = get_orig_size(s, object);
1317
1318                         if (s->object_size > orig_size  &&
1319                                 !check_bytes_and_report(s, slab, object,
1320                                         "kmalloc Redzone", p + orig_size,
1321                                         val, s->object_size - orig_size)) {
1322                                 return 0;
1323                         }
1324                 }
1325         } else {
1326                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
1327                         check_bytes_and_report(s, slab, p, "Alignment padding",
1328                                 endobject, POISON_INUSE,
1329                                 s->inuse - s->object_size);
1330                 }
1331         }
1332
1333         if (s->flags & SLAB_POISON) {
1334                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON)) {
1335                         /*
1336                          * KASAN can save its free meta data inside of the
1337                          * object at offset 0. Thus, skip checking the part of
1338                          * the redzone that overlaps with the meta data.
1339                          */
1340                         kasan_meta_size = kasan_metadata_size(s, true);
1341                         if (kasan_meta_size < s->object_size - 1 &&
1342                             !check_bytes_and_report(s, slab, p, "Poison",
1343                                         p + kasan_meta_size, POISON_FREE,
1344                                         s->object_size - kasan_meta_size - 1))
1345                                 return 0;
1346                         if (kasan_meta_size < s->object_size &&
1347                             !check_bytes_and_report(s, slab, p, "End Poison",
1348                                         p + s->object_size - 1, POISON_END, 1))
1349                                 return 0;
1350                 }
1351                 /*
1352                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
1353                  */
1354                 check_pad_bytes(s, slab, p);
1355         }
1356
1357         if (!freeptr_outside_object(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE)
1358                 /*
1359                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
1360                  * freepointer while object is allocated.
1361                  */
1362                 return 1;
1363
1364         /* Check free pointer validity */
1365         if (!check_valid_pointer(s, slab, get_freepointer(s, p))) {
1366                 object_err(s, slab, p, "Freepointer corrupt");
1367                 /*
1368                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
1369                  * of the free objects in this slab. May cause
1370                  * another error because the object count is now wrong.
1371                  */
1372                 set_freepointer(s, p, NULL);
1373                 return 0;
1374         }
1375         return 1;
1376 }
1377
1378 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1379 {
1380         int maxobj;
1381
1382         if (!folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1383                 slab_err(s, slab, "Not a valid slab page");
1384                 return 0;
1385         }
1386
1387         maxobj = order_objects(slab_order(slab), s->size);
1388         if (slab->objects > maxobj) {
1389                 slab_err(s, slab, "objects %u > max %u",
1390                         slab->objects, maxobj);
1391                 return 0;
1392         }
1393         if (slab->inuse > slab->objects) {
1394                 slab_err(s, slab, "inuse %u > max %u",
1395                         slab->inuse, slab->objects);
1396                 return 0;
1397         }
1398         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
1399         slab_pad_check(s, slab);
1400         return 1;
1401 }
1402
1403 /*
1404  * Determine if a certain object in a slab is on the freelist. Must hold the
1405  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
1406  */
1407 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *search)
1408 {
1409         int nr = 0;
1410         void *fp;
1411         void *object = NULL;
1412         int max_objects;
1413
1414         fp = slab->freelist;
1415         while (fp && nr <= slab->objects) {
1416                 if (fp == search)
1417                         return 1;
1418                 if (!check_valid_pointer(s, slab, fp)) {
1419                         if (object) {
1420                                 object_err(s, slab, object,
1421                                         "Freechain corrupt");
1422                                 set_freepointer(s, object, NULL);
1423                         } else {
1424                                 slab_err(s, slab, "Freepointer corrupt");
1425                                 slab->freelist = NULL;
1426                                 slab->inuse = slab->objects;
1427                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
1428                                 return 0;
1429                         }
1430                         break;
1431                 }
1432                 object = fp;
1433                 fp = get_freepointer(s, object);
1434                 nr++;
1435         }
1436
1437         max_objects = order_objects(slab_order(slab), s->size);
1438         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1439                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1440
1441         if (slab->objects != max_objects) {
1442                 slab_err(s, slab, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1443                          slab->objects, max_objects);
1444                 slab->objects = max_objects;
1445                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted");
1446         }
1447         if (slab->inuse != slab->objects - nr) {
1448                 slab_err(s, slab, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1449                          slab->inuse, slab->objects - nr);
1450                 slab->inuse = slab->objects - nr;
1451                 slab_fix(s, "Object count adjusted");
1452         }
1453         return search == NULL;
1454 }
1455
1456 static void trace(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *object,
1457                                                                 int alloc)
1458 {
1459         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1460                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1461                         s->name,
1462                         alloc ? "alloc" : "free",
1463                         object, slab->inuse,
1464                         slab->freelist);
1465
1466                 if (!alloc)
1467                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1468                                         s->object_size);
1469
1470                 dump_stack();
1471         }
1472 }
1473
1474 /*
1475  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1476  */
1477 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1478         struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab)
1479 {
1480         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1481                 return;
1482
1483         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1484         list_add(&slab->slab_list, &n->full);
1485 }
1486
1487 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab)
1488 {
1489         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1490                 return;
1491
1492         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1493         list_del(&slab->slab_list);
1494 }
1495
1496 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1497 {
1498         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1499 }
1500
1501 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1502 {
1503         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1504
1505         atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1506         atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1507 }
1508 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1509 {
1510         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1511
1512         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1513         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1514 }
1515
1516 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1517 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, void *object)
1518 {
1519         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON))
1520                 return;
1521
1522         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1523         init_tracking(s, object);
1524 }
1525
1526 static
1527 void setup_slab_debug(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *addr)
1528 {
1529         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_POISON))
1530                 return;
1531
1532         metadata_access_enable();
1533         memset(kasan_reset_tag(addr), POISON_INUSE, slab_size(slab));
1534         metadata_access_disable();
1535 }
1536
1537 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1538                                         struct slab *slab, void *object)
1539 {
1540         if (!check_slab(s, slab))
1541                 return 0;
1542
1543         if (!check_valid_pointer(s, slab, object)) {
1544                 object_err(s, slab, object, "Freelist Pointer check fails");
1545                 return 0;
1546         }
1547
1548         if (!check_object(s, slab, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1549                 return 0;
1550
1551         return 1;
1552 }
1553
1554 static noinline bool alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1555                         struct slab *slab, void *object, int orig_size)
1556 {
1557         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1558                 if (!alloc_consistency_checks(s, slab, object))
1559                         goto bad;
1560         }
1561
1562         /* Success. Perform special debug activities for allocs */
1563         trace(s, slab, object, 1);
1564         set_orig_size(s, object, orig_size);
1565         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1566         return true;
1567
1568 bad:
1569         if (folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1570                 /*
1571                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1572                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1573                  * as used avoids touching the remaining objects.
1574                  */
1575                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1576                 slab->inuse = slab->objects;
1577                 slab->freelist = NULL;
1578         }
1579         return false;
1580 }
1581
1582 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1583                 struct slab *slab, void *object, unsigned long addr)
1584 {
1585         if (!check_valid_pointer(s, slab, object)) {
1586                 slab_err(s, slab, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1587                 return 0;
1588         }
1589
1590         if (on_freelist(s, slab, object)) {
1591                 object_err(s, slab, object, "Object already free");
1592                 return 0;
1593         }
1594
1595         if (!check_object(s, slab, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1596                 return 0;
1597
1598         if (unlikely(s != slab->slab_cache)) {
1599                 if (!folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1600                         slab_err(s, slab, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1601                                  object);
1602                 } else if (!slab->slab_cache) {
1603                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1604                                object);
1605                         dump_stack();
1606                 } else
1607                         object_err(s, slab, object,
1608                                         "page slab pointer corrupt.");
1609                 return 0;
1610         }
1611         return 1;
1612 }
1613
1614 /*
1615  * Parse a block of slab_debug options. Blocks are delimited by ';'
1616  *
1617  * @str:    start of block
1618  * @flags:  returns parsed flags, or DEBUG_DEFAULT_FLAGS if none specified
1619  * @slabs:  return start of list of slabs, or NULL when there's no list
1620  * @init:   assume this is initial parsing and not per-kmem-create parsing
1621  *
1622  * returns the start of next block if there's any, or NULL
1623  */
1624 static char *
1625 parse_slub_debug_flags(char *str, slab_flags_t *flags, char **slabs, bool init)
1626 {
1627         bool higher_order_disable = false;
1628
1629         /* Skip any completely empty blocks */
1630         while (*str && *str == ';')
1631                 str++;
1632
1633         if (*str == ',') {
1634                 /*
1635                  * No options but restriction on slabs. This means full
1636                  * debugging for slabs matching a pattern.
1637                  */
1638                 *flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1639                 goto check_slabs;
1640         }
1641         *flags = 0;
1642
1643         /* Determine which debug features should be switched on */
1644         for (; *str && *str != ',' && *str != ';'; str++) {
1645                 switch (tolower(*str)) {
1646                 case '-':
1647                         *flags = 0;
1648                         break;
1649                 case 'f':
1650                         *flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1651                         break;
1652                 case 'z':
1653                         *flags |= SLAB_RED_ZONE;
1654                         break;
1655                 case 'p':
1656                         *flags |= SLAB_POISON;
1657                         break;
1658                 case 'u':
1659                         *flags |= SLAB_STORE_USER;
1660                         break;
1661                 case 't':
1662                         *flags |= SLAB_TRACE;
1663                         break;
1664                 case 'a':
1665                         *flags |= SLAB_FAILSLAB;
1666                         break;
1667                 case 'o':
1668                         /*
1669                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1670                          * order would increase as a result.
1671                          */
1672                         higher_order_disable = true;
1673                         break;
1674                 default:
1675                         if (init)
1676                                 pr_err("slab_debug option '%c' unknown. skipped\n", *str);
1677                 }
1678         }
1679 check_slabs:
1680         if (*str == ',')
1681                 *slabs = ++str;
1682         else
1683                 *slabs = NULL;
1684
1685         /* Skip over the slab list */
1686         while (*str && *str != ';')
1687                 str++;
1688
1689         /* Skip any completely empty blocks */
1690         while (*str && *str == ';')
1691                 str++;
1692
1693         if (init && higher_order_disable)
1694                 disable_higher_order_debug = 1;
1695
1696         if (*str)
1697                 return str;
1698         else
1699                 return NULL;
1700 }
1701
1702 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1703 {
1704         slab_flags_t flags;
1705         slab_flags_t global_flags;
1706         char *saved_str;
1707         char *slab_list;
1708         bool global_slub_debug_changed = false;
1709         bool slab_list_specified = false;
1710
1711         global_flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1712         if (*str++ != '=' || !*str)
1713                 /*
1714                  * No options specified. Switch on full debugging.
1715                  */
1716                 goto out;
1717
1718         saved_str = str;
1719         while (str) {
1720                 str = parse_slub_debug_flags(str, &flags, &slab_list, true);
1721
1722                 if (!slab_list) {
1723                         global_flags = flags;
1724                         global_slub_debug_changed = true;
1725                 } else {
1726                         slab_list_specified = true;
1727                         if (flags & SLAB_STORE_USER)
1728                                 stack_depot_request_early_init();
1729                 }
1730         }
1731
1732         /*
1733          * For backwards compatibility, a single list of flags with list of
1734          * slabs means debugging is only changed for those slabs, so the global
1735          * slab_debug should be unchanged (0 or DEBUG_DEFAULT_FLAGS, depending
1736          * on CONFIG_SLUB_DEBUG_ON). We can extended that to multiple lists as
1737          * long as there is no option specifying flags without a slab list.
1738          */
1739         if (slab_list_specified) {
1740                 if (!global_slub_debug_changed)
1741                         global_flags = slub_debug;
1742                 slub_debug_string = saved_str;
1743         }
1744 out:
1745         slub_debug = global_flags;
1746         if (slub_debug & SLAB_STORE_USER)
1747                 stack_depot_request_early_init();
1748         if (slub_debug != 0 || slub_debug_string)
1749                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
1750         else
1751                 static_branch_disable(&slub_debug_enabled);
1752         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1753              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1754             (slub_debug & SLAB_POISON))
1755                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1756         return 1;
1757 }
1758
1759 __setup("slab_debug", setup_slub_debug);
1760 __setup_param("slub_debug", slub_debug, setup_slub_debug, 0);
1761
1762 /*
1763  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1764  * @flags:              flags to set
1765  * @name:               name of the cache
1766  *
1767  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1768  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1769  * slab_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1770  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1771  */
1772 slab_flags_t kmem_cache_flags(slab_flags_t flags, const char *name)
1773 {
1774         char *iter;
1775         size_t len;
1776         char *next_block;
1777         slab_flags_t block_flags;
1778         slab_flags_t slub_debug_local = slub_debug;
1779
1780         if (flags & SLAB_NO_USER_FLAGS)
1781                 return flags;
1782
1783         /*
1784          * If the slab cache is for debugging (e.g. kmemleak) then
1785          * don't store user (stack trace) information by default,
1786          * but let the user enable it via the command line below.
1787          */
1788         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1789                 slub_debug_local &= ~SLAB_STORE_USER;
1790
1791         len = strlen(name);
1792         next_block = slub_debug_string;
1793         /* Go through all blocks of debug options, see if any matches our slab's name */
1794         while (next_block) {
1795                 next_block = parse_slub_debug_flags(next_block, &block_flags, &iter, false);
1796                 if (!iter)
1797                         continue;
1798                 /* Found a block that has a slab list, search it */
1799                 while (*iter) {
1800                         char *end, *glob;
1801                         size_t cmplen;
1802
1803                         end = strchrnul(iter, ',');
1804                         if (next_block && next_block < end)
1805                                 end = next_block - 1;
1806
1807                         glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1808                         if (glob)
1809                                 cmplen = glob - iter;
1810                         else
1811                                 cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1812
1813                         if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1814                                 flags |= block_flags;
1815                                 return flags;
1816                         }
1817
1818                         if (!*end || *end == ';')
1819                                 break;
1820                         iter = end + 1;
1821                 }
1822         }
1823
1824         return flags | slub_debug_local;
1825 }
1826 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1827 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, void *object) {}
1828 static inline
1829 void setup_slab_debug(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *addr) {}
1830
1831 static inline bool alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1832         struct slab *slab, void *object, int orig_size) { return true; }
1833
1834 static inline bool free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1835         struct slab *slab, void *head, void *tail, int *bulk_cnt,
1836         unsigned long addr, depot_stack_handle_t handle) { return true; }
1837
1838 static inline void slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct slab *slab) {}
1839 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1840                         void *object, u8 val) { return 1; }
1841 static inline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void) { return 0; }
1842 static inline void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
1843                              enum track_item alloc, unsigned long addr) {}
1844 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1845                                         struct slab *slab) {}
1846 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1847                                         struct slab *slab) {}
1848 slab_flags_t kmem_cache_flags(slab_flags_t flags, const char *name)
1849 {
1850         return flags;
1851 }
1852 #define slub_debug 0
1853
1854 #define disable_higher_order_debug 0
1855
1856 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1857                                                         { return 0; }
1858 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1859                                                         int objects) {}
1860 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1861                                                         int objects) {}
1862
1863 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
1864 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1865                                void **freelist, void *nextfree)
1866 {
1867         return false;
1868 }
1869 #endif
1870 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1871
1872 #ifdef CONFIG_SLAB_OBJ_EXT
1873
1874 #ifdef CONFIG_MEM_ALLOC_PROFILING_DEBUG
1875
1876 static inline void mark_objexts_empty(struct slabobj_ext *obj_exts)
1877 {
1878         struct slabobj_ext *slab_exts;
1879         struct slab *obj_exts_slab;
1880
1881         obj_exts_slab = virt_to_slab(obj_exts);
1882         slab_exts = slab_obj_exts(obj_exts_slab);
1883         if (slab_exts) {
1884                 unsigned int offs = obj_to_index(obj_exts_slab->slab_cache,
1885                                                  obj_exts_slab, obj_exts);
1886                 /* codetag should be NULL */
1887                 WARN_ON(slab_exts[offs].ref.ct);
1888                 set_codetag_empty(&slab_exts[offs].ref);
1889         }
1890 }
1891
1892 static inline void mark_failed_objexts_alloc(struct slab *slab)
1893 {
1894         slab->obj_exts = OBJEXTS_ALLOC_FAIL;
1895 }
1896
1897 static inline void handle_failed_objexts_alloc(unsigned long obj_exts,
1898                         struct slabobj_ext *vec, unsigned int objects)
1899 {
1900         /*
1901          * If vector previously failed to allocate then we have live
1902          * objects with no tag reference. Mark all references in this
1903          * vector as empty to avoid warnings later on.
1904          */
1905         if (obj_exts & OBJEXTS_ALLOC_FAIL) {
1906                 unsigned int i;
1907
1908                 for (i = 0; i < objects; i++)
1909                         set_codetag_empty(&vec[i].ref);
1910         }
1911 }
1912
1913 #else /* CONFIG_MEM_ALLOC_PROFILING_DEBUG */
1914
1915 static inline void mark_objexts_empty(struct slabobj_ext *obj_exts) {}
1916 static inline void mark_failed_objexts_alloc(struct slab *slab) {}
1917 static inline void handle_failed_objexts_alloc(unsigned long obj_exts,
1918                         struct slabobj_ext *vec, unsigned int objects) {}
1919
1920 #endif /* CONFIG_MEM_ALLOC_PROFILING_DEBUG */
1921
1922 /*
1923  * The allocated objcg pointers array is not accounted directly.
1924  * Moreover, it should not come from DMA buffer and is not readily
1925  * reclaimable. So those GFP bits should be masked off.
1926  */
1927 #define OBJCGS_CLEAR_MASK       (__GFP_DMA | __GFP_RECLAIMABLE | \
1928                                 __GFP_ACCOUNT | __GFP_NOFAIL)
1929
1930 int alloc_slab_obj_exts(struct slab *slab, struct kmem_cache *s,
1931                         gfp_t gfp, bool new_slab)
1932 {
1933         unsigned int objects = objs_per_slab(s, slab);
1934         unsigned long new_exts;
1935         unsigned long old_exts;
1936         struct slabobj_ext *vec;
1937
1938         gfp &= ~OBJCGS_CLEAR_MASK;
1939         /* Prevent recursive extension vector allocation */
1940         gfp |= __GFP_NO_OBJ_EXT;
1941         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct slabobj_ext), gfp,
1942                            slab_nid(slab));
1943         if (!vec) {
1944                 /* Mark vectors which failed to allocate */
1945                 if (new_slab)
1946                         mark_failed_objexts_alloc(slab);
1947
1948                 return -ENOMEM;
1949         }
1950
1951         new_exts = (unsigned long)vec;
1952 #ifdef CONFIG_MEMCG
1953         new_exts |= MEMCG_DATA_OBJEXTS;
1954 #endif
1955         old_exts = slab->obj_exts;
1956         handle_failed_objexts_alloc(old_exts, vec, objects);
1957         if (new_slab) {
1958                 /*
1959                  * If the slab is brand new and nobody can yet access its
1960                  * obj_exts, no synchronization is required and obj_exts can
1961                  * be simply assigned.
1962                  */
1963                 slab->obj_exts = new_exts;
1964         } else if (cmpxchg(&slab->obj_exts, old_exts, new_exts) != old_exts) {
1965                 /*
1966                  * If the slab is already in use, somebody can allocate and
1967                  * assign slabobj_exts in parallel. In this case the existing
1968                  * objcg vector should be reused.
1969                  */
1970                 mark_objexts_empty(vec);
1971                 kfree(vec);
1972                 return 0;
1973         }
1974
1975         kmemleak_not_leak(vec);
1976         return 0;
1977 }
1978
1979 static inline void free_slab_obj_exts(struct slab *slab)
1980 {
1981         struct slabobj_ext *obj_exts;
1982
1983         obj_exts = slab_obj_exts(slab);
1984         if (!obj_exts)
1985                 return;
1986
1987         /*
1988          * obj_exts was created with __GFP_NO_OBJ_EXT flag, therefore its
1989          * corresponding extension will be NULL. alloc_tag_sub() will throw a
1990          * warning if slab has extensions but the extension of an object is
1991          * NULL, therefore replace NULL with CODETAG_EMPTY to indicate that
1992          * the extension for obj_exts is expected to be NULL.
1993          */
1994         mark_objexts_empty(obj_exts);
1995         kfree(obj_exts);
1996         slab->obj_exts = 0;
1997 }
1998
1999 static inline bool need_slab_obj_ext(void)
2000 {
2001         if (mem_alloc_profiling_enabled())
2002                 return true;
2003
2004         /*
2005          * CONFIG_MEMCG_KMEM creates vector of obj_cgroup objects conditionally
2006          * inside memcg_slab_post_alloc_hook. No other users for now.
2007          */
2008         return false;
2009 }
2010
2011 static inline struct slabobj_ext *
2012 prepare_slab_obj_exts_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *p)
2013 {
2014         struct slab *slab;
2015
2016         if (!p)
2017                 return NULL;
2018
2019         if (s->flags & (SLAB_NO_OBJ_EXT | SLAB_NOLEAKTRACE))
2020                 return NULL;
2021
2022         if (flags & __GFP_NO_OBJ_EXT)
2023                 return NULL;
2024
2025         slab = virt_to_slab(p);
2026         if (!slab_obj_exts(slab) &&
2027             WARN(alloc_slab_obj_exts(slab, s, flags, false),
2028                  "%s, %s: Failed to create slab extension vector!\n",
2029                  __func__, s->name))
2030                 return NULL;
2031
2032         return slab_obj_exts(slab) + obj_to_index(s, slab, p);
2033 }
2034
2035 static inline void
2036 alloc_tagging_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void **p,
2037                              int objects)
2038 {
2039 #ifdef CONFIG_MEM_ALLOC_PROFILING
2040         struct slabobj_ext *obj_exts;
2041         int i;
2042
2043         if (!mem_alloc_profiling_enabled())
2044                 return;
2045
2046         obj_exts = slab_obj_exts(slab);
2047         if (!obj_exts)
2048                 return;
2049
2050         for (i = 0; i < objects; i++) {
2051                 unsigned int off = obj_to_index(s, slab, p[i]);
2052
2053                 alloc_tag_sub(&obj_exts[off].ref, s->size);
2054         }
2055 #endif
2056 }
2057
2058 #else /* CONFIG_SLAB_OBJ_EXT */
2059
2060 static int alloc_slab_obj_exts(struct slab *slab, struct kmem_cache *s,
2061                                gfp_t gfp, bool new_slab)
2062 {
2063         return 0;
2064 }
2065
2066 static inline void free_slab_obj_exts(struct slab *slab)
2067 {
2068 }
2069
2070 static inline bool need_slab_obj_ext(void)
2071 {
2072         return false;
2073 }
2074
2075 static inline struct slabobj_ext *
2076 prepare_slab_obj_exts_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *p)
2077 {
2078         return NULL;
2079 }
2080
2081 static inline void
2082 alloc_tagging_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void **p,
2083                              int objects)
2084 {
2085 }
2086
2087 #endif /* CONFIG_SLAB_OBJ_EXT */
2088
2089 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2090
2091 static void memcg_alloc_abort_single(struct kmem_cache *s, void *object);
2092
2093 static __fastpath_inline
2094 bool memcg_slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
2095                                 gfp_t flags, size_t size, void **p)
2096 {
2097         if (likely(!memcg_kmem_online()))
2098                 return true;
2099
2100         if (likely(!(flags & __GFP_ACCOUNT) && !(s->flags & SLAB_ACCOUNT)))
2101                 return true;
2102
2103         if (likely(__memcg_slab_post_alloc_hook(s, lru, flags, size, p)))
2104                 return true;
2105
2106         if (likely(size == 1)) {
2107                 memcg_alloc_abort_single(s, *p);
2108                 *p = NULL;
2109         } else {
2110                 kmem_cache_free_bulk(s, size, p);
2111         }
2112
2113         return false;
2114 }
2115
2116 static __fastpath_inline
2117 void memcg_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void **p,
2118                           int objects)
2119 {
2120         struct slabobj_ext *obj_exts;
2121
2122         if (!memcg_kmem_online())
2123                 return;
2124
2125         obj_exts = slab_obj_exts(slab);
2126         if (likely(!obj_exts))
2127                 return;
2128
2129         __memcg_slab_free_hook(s, slab, p, objects, obj_exts);
2130 }
2131 #else /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2132 static inline bool memcg_slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
2133                                               struct list_lru *lru,
2134                                               gfp_t flags, size_t size,
2135                                               void **p)
2136 {
2137         return true;
2138 }
2139
2140 static inline void memcg_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2141                                         void **p, int objects)
2142 {
2143 }
2144 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2145
2146 /*
2147  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
2148  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
2149  *
2150  * Returns true if freeing of the object can proceed, false if its reuse
2151  * was delayed by KASAN quarantine, or it was returned to KFENCE.
2152  */
2153 static __always_inline
2154 bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x, bool init)
2155 {
2156         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
2157         kmsan_slab_free(s, x);
2158
2159         debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
2160
2161         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
2162                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
2163
2164         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
2165         if (!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
2166                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
2167                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
2168
2169         if (kfence_free(x))
2170                 return false;
2171
2172         /*
2173          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
2174          * kasan_slab_free and initialization memset's must be
2175          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
2176          *
2177          * The initialization memset's clear the object and the metadata,
2178          * but don't touch the SLAB redzone.
2179          *
2180          * The object's freepointer is also avoided if stored outside the
2181          * object.
2182          */
2183         if (unlikely(init)) {
2184                 int rsize;
2185                 unsigned int inuse;
2186
2187                 inuse = get_info_end(s);
2188                 if (!kasan_has_integrated_init())
2189                         memset(kasan_reset_tag(x), 0, s->object_size);
2190                 rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad : 0;
2191                 memset((char *)kasan_reset_tag(x) + inuse, 0,
2192                        s->size - inuse - rsize);
2193         }
2194         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse. */
2195         return !kasan_slab_free(s, x, init);
2196 }
2197
2198 static __fastpath_inline
2199 bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s, void **head, void **tail,
2200                              int *cnt)
2201 {
2202
2203         void *object;
2204         void *next = *head;
2205         void *old_tail = *tail;
2206         bool init;
2207
2208         if (is_kfence_address(next)) {
2209                 slab_free_hook(s, next, false);
2210                 return false;
2211         }
2212
2213         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
2214         *head = NULL;
2215         *tail = NULL;
2216
2217         init = slab_want_init_on_free(s);
2218
2219         do {
2220                 object = next;
2221                 next = get_freepointer(s, object);
2222
2223                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
2224                 if (likely(slab_free_hook(s, object, init))) {
2225                         /* Move object to the new freelist */
2226                         set_freepointer(s, object, *head);
2227                         *head = object;
2228                         if (!*tail)
2229                                 *tail = object;
2230                 } else {
2231                         /*
2232                          * Adjust the reconstructed freelist depth
2233                          * accordingly if object's reuse is delayed.
2234                          */
2235                         --(*cnt);
2236                 }
2237         } while (object != old_tail);
2238
2239         return *head != NULL;
2240 }
2241
2242 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, void *object)
2243 {
2244         setup_object_debug(s, object);
2245         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
2246         if (unlikely(s->ctor)) {
2247                 kasan_unpoison_new_object(s, object);
2248                 s->ctor(object);
2249                 kasan_poison_new_object(s, object);
2250         }
2251         return object;
2252 }
2253
2254 /*
2255  * Slab allocation and freeing
2256  */
2257 static inline struct slab *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
2258                 struct kmem_cache_order_objects oo)
2259 {
2260         struct folio *folio;
2261         struct slab *slab;
2262         unsigned int order = oo_order(oo);
2263
2264         folio = (struct folio *)alloc_pages_node(node, flags, order);
2265         if (!folio)
2266                 return NULL;
2267
2268         slab = folio_slab(folio);
2269         __folio_set_slab(folio);
2270         /* Make the flag visible before any changes to folio->mapping */
2271         smp_wmb();
2272         if (folio_is_pfmemalloc(folio))
2273                 slab_set_pfmemalloc(slab);
2274
2275         return slab;
2276 }
2277
2278 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
2279 /* Pre-initialize the random sequence cache */
2280 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
2281 {
2282         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
2283         int err;
2284
2285         /* Bailout if already initialised */
2286         if (s->random_seq)
2287                 return 0;
2288
2289         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
2290         if (err) {
2291                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
2292                         s->name);
2293                 return err;
2294         }
2295
2296         /* Transform to an offset on the set of pages */
2297         if (s->random_seq) {
2298                 unsigned int i;
2299
2300                 for (i = 0; i < count; i++)
2301                         s->random_seq[i] *= s->size;
2302         }
2303         return 0;
2304 }
2305
2306 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
2307 static void __init init_freelist_randomization(void)
2308 {
2309         struct kmem_cache *s;
2310
2311         mutex_lock(&slab_mutex);
2312
2313         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2314                 init_cache_random_seq(s);
2315
2316         mutex_unlock(&slab_mutex);
2317 }
2318
2319 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
2320 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s,
2321                                 unsigned long *pos, void *start,
2322                                 unsigned long page_limit,
2323                                 unsigned long freelist_count)
2324 {
2325         unsigned int idx;
2326
2327         /*
2328          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
2329          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
2330          */
2331         do {
2332                 idx = s->random_seq[*pos];
2333                 *pos += 1;
2334                 if (*pos >= freelist_count)
2335                         *pos = 0;
2336         } while (unlikely(idx >= page_limit));
2337
2338         return (char *)start + idx;
2339 }
2340
2341 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
2342 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2343 {
2344         void *start;
2345         void *cur;
2346         void *next;
2347         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
2348
2349         if (slab->objects < 2 || !s->random_seq)
2350                 return false;
2351
2352         freelist_count = oo_objects(s->oo);
2353         pos = get_random_u32_below(freelist_count);
2354
2355         page_limit = slab->objects * s->size;
2356         start = fixup_red_left(s, slab_address(slab));
2357
2358         /* First entry is used as the base of the freelist */
2359         cur = next_freelist_entry(s, &pos, start, page_limit, freelist_count);
2360         cur = setup_object(s, cur);
2361         slab->freelist = cur;
2362
2363         for (idx = 1; idx < slab->objects; idx++) {
2364                 next = next_freelist_entry(s, &pos, start, page_limit,
2365                         freelist_count);
2366                 next = setup_object(s, next);
2367                 set_freepointer(s, cur, next);
2368                 cur = next;
2369         }
2370         set_freepointer(s, cur, NULL);
2371
2372         return true;
2373 }
2374 #else
2375 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
2376 {
2377         return 0;
2378 }
2379 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
2380 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2381 {
2382         return false;
2383 }
2384 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
2385
2386 static __always_inline void account_slab(struct slab *slab, int order,
2387                                          struct kmem_cache *s, gfp_t gfp)
2388 {
2389         if (memcg_kmem_online() && (s->flags & SLAB_ACCOUNT))
2390                 alloc_slab_obj_exts(slab, s, gfp, true);
2391
2392         mod_node_page_state(slab_pgdat(slab), cache_vmstat_idx(s),
2393                             PAGE_SIZE << order);
2394 }
2395
2396 static __always_inline void unaccount_slab(struct slab *slab, int order,
2397                                            struct kmem_cache *s)
2398 {
2399         if (memcg_kmem_online() || need_slab_obj_ext())
2400                 free_slab_obj_exts(slab);
2401
2402         mod_node_page_state(slab_pgdat(slab), cache_vmstat_idx(s),
2403                             -(PAGE_SIZE << order));
2404 }
2405
2406 static struct slab *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
2407 {
2408         struct slab *slab;
2409         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
2410         gfp_t alloc_gfp;
2411         void *start, *p, *next;
2412         int idx;
2413         bool shuffle;
2414
2415         flags &= gfp_allowed_mask;
2416
2417         flags |= s->allocflags;
2418
2419         /*
2420          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
2421          * so we fall-back to the minimum order allocation.
2422          */
2423         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
2424         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
2425                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~__GFP_RECLAIM;
2426
2427         slab = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
2428         if (unlikely(!slab)) {
2429                 oo = s->min;
2430                 alloc_gfp = flags;
2431                 /*
2432                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
2433                  * Try a lower order alloc if possible
2434                  */
2435                 slab = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
2436                 if (unlikely(!slab))
2437                         return NULL;
2438                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
2439         }
2440
2441         slab->objects = oo_objects(oo);
2442         slab->inuse = 0;
2443         slab->frozen = 0;
2444
2445         account_slab(slab, oo_order(oo), s, flags);
2446
2447         slab->slab_cache = s;
2448
2449         kasan_poison_slab(slab);
2450
2451         start = slab_address(slab);
2452
2453         setup_slab_debug(s, slab, start);
2454
2455         shuffle = shuffle_freelist(s, slab);
2456
2457         if (!shuffle) {
2458                 start = fixup_red_left(s, start);
2459                 start = setup_object(s, start);
2460                 slab->freelist = start;
2461                 for (idx = 0, p = start; idx < slab->objects - 1; idx++) {
2462                         next = p + s->size;
2463                         next = setup_object(s, next);
2464                         set_freepointer(s, p, next);
2465                         p = next;
2466                 }
2467                 set_freepointer(s, p, NULL);
2468         }
2469
2470         return slab;
2471 }
2472
2473 static struct slab *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
2474 {
2475         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
2476                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
2477
2478         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2479
2480         return allocate_slab(s,
2481                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
2482 }
2483
2484 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2485 {
2486         struct folio *folio = slab_folio(slab);
2487         int order = folio_order(folio);
2488         int pages = 1 << order;
2489
2490         __slab_clear_pfmemalloc(slab);
2491         folio->mapping = NULL;
2492         /* Make the mapping reset visible before clearing the flag */
2493         smp_wmb();
2494         __folio_clear_slab(folio);
2495         mm_account_reclaimed_pages(pages);
2496         unaccount_slab(slab, order, s);
2497         __free_pages(&folio->page, order);
2498 }
2499
2500 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
2501 {
2502         struct slab *slab = container_of(h, struct slab, rcu_head);
2503
2504         __free_slab(slab->slab_cache, slab);
2505 }
2506
2507 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2508 {
2509         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
2510                 void *p;
2511
2512                 slab_pad_check(s, slab);
2513                 for_each_object(p, s, slab_address(slab), slab->objects)
2514                         check_object(s, slab, p, SLUB_RED_INACTIVE);
2515         }
2516
2517         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
2518                 call_rcu(&slab->rcu_head, rcu_free_slab);
2519         else
2520                 __free_slab(s, slab);
2521 }
2522
2523 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2524 {
2525         dec_slabs_node(s, slab_nid(slab), slab->objects);
2526         free_slab(s, slab);
2527 }
2528
2529 /*
2530  * SLUB reuses PG_workingset bit to keep track of whether it's on
2531  * the per-node partial list.
2532  */
2533 static inline bool slab_test_node_partial(const struct slab *slab)
2534 {
2535         return folio_test_workingset((struct folio *)slab_folio(slab));
2536 }
2537
2538 static inline void slab_set_node_partial(struct slab *slab)
2539 {
2540         set_bit(PG_workingset, folio_flags(slab_folio(slab), 0));
2541 }
2542
2543 static inline void slab_clear_node_partial(struct slab *slab)
2544 {
2545         clear_bit(PG_workingset, folio_flags(slab_folio(slab), 0));
2546 }
2547
2548 /*
2549  * Management of partially allocated slabs.
2550  */
2551 static inline void
2552 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab, int tail)
2553 {
2554         n->nr_partial++;
2555         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
2556                 list_add_tail(&slab->slab_list, &n->partial);
2557         else
2558                 list_add(&slab->slab_list, &n->partial);
2559         slab_set_node_partial(slab);
2560 }
2561
2562 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
2563                                 struct slab *slab, int tail)
2564 {
2565         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2566         __add_partial(n, slab, tail);
2567 }
2568
2569 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
2570                                         struct slab *slab)
2571 {
2572         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2573         list_del(&slab->slab_list);
2574         slab_clear_node_partial(slab);
2575         n->nr_partial--;
2576 }
2577
2578 /*
2579  * Called only for kmem_cache_debug() caches instead of remove_partial(), with a
2580  * slab from the n->partial list. Remove only a single object from the slab, do
2581  * the alloc_debug_processing() checks and leave the slab on the list, or move
2582  * it to full list if it was the last free object.
2583  */
2584 static void *alloc_single_from_partial(struct kmem_cache *s,
2585                 struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab, int orig_size)
2586 {
2587         void *object;
2588
2589         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2590
2591         object = slab->freelist;
2592         slab->freelist = get_freepointer(s, object);
2593         slab->inuse++;
2594
2595         if (!alloc_debug_processing(s, slab, object, orig_size)) {
2596                 remove_partial(n, slab);
2597                 return NULL;
2598         }
2599
2600         if (slab->inuse == slab->objects) {
2601                 remove_partial(n, slab);
2602                 add_full(s, n, slab);
2603         }
2604
2605         return object;
2606 }
2607
2608 /*
2609  * Called only for kmem_cache_debug() caches to allocate from a freshly
2610  * allocated slab. Allocate a single object instead of whole freelist
2611  * and put the slab to the partial (or full) list.
2612  */
2613 static void *alloc_single_from_new_slab(struct kmem_cache *s,
2614                                         struct slab *slab, int orig_size)
2615 {
2616         int nid = slab_nid(slab);
2617         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, nid);
2618         unsigned long flags;
2619         void *object;
2620
2621
2622         object = slab->freelist;
2623         slab->freelist = get_freepointer(s, object);
2624         slab->inuse = 1;
2625
2626         if (!alloc_debug_processing(s, slab, object, orig_size))
2627                 /*
2628                  * It's not really expected that this would fail on a
2629                  * freshly allocated slab, but a concurrent memory
2630                  * corruption in theory could cause that.
2631                  */
2632                 return NULL;
2633
2634         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2635
2636         if (slab->inuse == slab->objects)
2637                 add_full(s, n, slab);
2638         else
2639                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2640
2641         inc_slabs_node(s, nid, slab->objects);
2642         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2643
2644         return object;
2645 }
2646
2647 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2648 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, int drain);
2649 #else
2650 static inline void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2651                                    int drain) { }
2652 #endif
2653 static inline bool pfmemalloc_match(struct slab *slab, gfp_t gfpflags);
2654
2655 /*
2656  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
2657  */
2658 static struct slab *get_partial_node(struct kmem_cache *s,
2659                                      struct kmem_cache_node *n,
2660                                      struct partial_context *pc)
2661 {
2662         struct slab *slab, *slab2, *partial = NULL;
2663         unsigned long flags;
2664         unsigned int partial_slabs = 0;
2665
2666         /*
2667          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
2668          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
2669          * partial slab and there is none available then get_partial()
2670          * will return NULL.
2671          */
2672         if (!n || !n->nr_partial)
2673                 return NULL;
2674
2675         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2676         list_for_each_entry_safe(slab, slab2, &n->partial, slab_list) {
2677                 if (!pfmemalloc_match(slab, pc->flags))
2678                         continue;
2679
2680                 if (IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) || kmem_cache_debug(s)) {
2681                         void *object = alloc_single_from_partial(s, n, slab,
2682                                                         pc->orig_size);
2683                         if (object) {
2684                                 partial = slab;
2685                                 pc->object = object;
2686                                 break;
2687                         }
2688                         continue;
2689                 }
2690
2691                 remove_partial(n, slab);
2692
2693                 if (!partial) {
2694                         partial = slab;
2695                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
2696
2697                         if ((slub_get_cpu_partial(s) == 0)) {
2698                                 break;
2699                         }
2700                 } else {
2701                         put_cpu_partial(s, slab, 0);
2702                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
2703
2704                         if (++partial_slabs > slub_get_cpu_partial(s) / 2) {
2705                                 break;
2706                         }
2707                 }
2708         }
2709         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2710         return partial;
2711 }
2712
2713 /*
2714  * Get a slab from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2715  */
2716 static struct slab *get_any_partial(struct kmem_cache *s,
2717                                     struct partial_context *pc)
2718 {
2719 #ifdef CONFIG_NUMA
2720         struct zonelist *zonelist;
2721         struct zoneref *z;
2722         struct zone *zone;
2723         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(pc->flags);
2724         struct slab *slab;
2725         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2726
2727         /*
2728          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2729          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2730          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2731          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2732          *
2733          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2734          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2735          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2736          * from other nodes and filled up.
2737          *
2738          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2739          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2740          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2741          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2742          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2743          * with available objects.
2744          */
2745         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2746                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2747                 return NULL;
2748
2749         do {
2750                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2751                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), pc->flags);
2752                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2753                         struct kmem_cache_node *n;
2754
2755                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2756
2757                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, pc->flags) &&
2758                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2759                                 slab = get_partial_node(s, n, pc);
2760                                 if (slab) {
2761                                         /*
2762                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2763                                          * here - if mems_allowed was updated in
2764                                          * parallel, that was a harmless race
2765                                          * between allocation and the cpuset
2766                                          * update
2767                                          */
2768                                         return slab;
2769                                 }
2770                         }
2771                 }
2772         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2773 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2774         return NULL;
2775 }
2776
2777 /*
2778  * Get a partial slab, lock it and return it.
2779  */
2780 static struct slab *get_partial(struct kmem_cache *s, int node,
2781                                 struct partial_context *pc)
2782 {
2783         struct slab *slab;
2784         int searchnode = node;
2785
2786         if (node == NUMA_NO_NODE)
2787                 searchnode = numa_mem_id();
2788
2789         slab = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), pc);
2790         if (slab || (node != NUMA_NO_NODE && (pc->flags & __GFP_THISNODE)))
2791                 return slab;
2792
2793         return get_any_partial(s, pc);
2794 }
2795
2796 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
2797
2798 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2799 /*
2800  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2801  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2802  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2803  */
2804 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2805 #else
2806 /*
2807  * No preemption supported therefore also no need to check for
2808  * different cpus.
2809  */
2810 #define TID_STEP 1
2811 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
2812
2813 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2814 {
2815         return tid + TID_STEP;
2816 }
2817
2818 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2819 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2820 {
2821         return tid % TID_STEP;
2822 }
2823
2824 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2825 {
2826         return tid / TID_STEP;
2827 }
2828 #endif
2829
2830 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2831 {
2832         return cpu;
2833 }
2834
2835 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2836                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2837 {
2838 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2839         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2840
2841         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2842
2843 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2844         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2845                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2846                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2847         else
2848 #endif
2849         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2850                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2851                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2852         else
2853                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2854                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2855 #endif
2856         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2857 }
2858
2859 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2860 {
2861         int cpu;
2862         struct kmem_cache_cpu *c;
2863
2864         for_each_possible_cpu(cpu) {
2865                 c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2866                 local_lock_init(&c->lock);
2867                 c->tid = init_tid(cpu);
2868         }
2869 }
2870
2871 /*
2872  * Finishes removing the cpu slab. Merges cpu's freelist with slab's freelist,
2873  * unfreezes the slabs and puts it on the proper list.
2874  * Assumes the slab has been already safely taken away from kmem_cache_cpu
2875  * by the caller.
2876  */
2877 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2878                             void *freelist)
2879 {
2880         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, slab_nid(slab));
2881         int free_delta = 0;
2882         void *nextfree, *freelist_iter, *freelist_tail;
2883         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2884         unsigned long flags = 0;
2885         struct slab new;
2886         struct slab old;
2887
2888         if (READ_ONCE(slab->freelist)) {
2889                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2890                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2891         }
2892
2893         /*
2894          * Stage one: Count the objects on cpu's freelist as free_delta and
2895          * remember the last object in freelist_tail for later splicing.
2896          */
2897         freelist_tail = NULL;
2898         freelist_iter = freelist;
2899         while (freelist_iter) {
2900                 nextfree = get_freepointer(s, freelist_iter);
2901
2902                 /*
2903                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2904                  * 'freelist_iter' is already corrupted.  So isolate all objects
2905                  * starting at 'freelist_iter' by skipping them.
2906                  */
2907                 if (freelist_corrupted(s, slab, &freelist_iter, nextfree))
2908                         break;
2909
2910                 freelist_tail = freelist_iter;
2911                 free_delta++;
2912
2913                 freelist_iter = nextfree;
2914         }
2915
2916         /*
2917          * Stage two: Unfreeze the slab while splicing the per-cpu
2918          * freelist to the head of slab's freelist.
2919          */
2920         do {
2921                 old.freelist = READ_ONCE(slab->freelist);
2922                 old.counters = READ_ONCE(slab->counters);
2923                 VM_BUG_ON(!old.frozen);
2924
2925                 /* Determine target state of the slab */
2926                 new.counters = old.counters;
2927                 new.frozen = 0;
2928                 if (freelist_tail) {
2929                         new.inuse -= free_delta;
2930                         set_freepointer(s, freelist_tail, old.freelist);
2931                         new.freelist = freelist;
2932                 } else {
2933                         new.freelist = old.freelist;
2934                 }
2935         } while (!slab_update_freelist(s, slab,
2936                 old.freelist, old.counters,
2937                 new.freelist, new.counters,
2938                 "unfreezing slab"));
2939
2940         /*
2941          * Stage three: Manipulate the slab list based on the updated state.
2942          */
2943         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial) {
2944                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2945                 discard_slab(s, slab);
2946                 stat(s, FREE_SLAB);
2947         } else if (new.freelist) {
2948                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2949                 add_partial(n, slab, tail);
2950                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2951                 stat(s, tail);
2952         } else {
2953                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2954         }
2955 }
2956
2957 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2958 static void __put_partials(struct kmem_cache *s, struct slab *partial_slab)
2959 {
2960         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2961         struct slab *slab, *slab_to_discard = NULL;
2962         unsigned long flags = 0;
2963
2964         while (partial_slab) {
2965                 slab = partial_slab;
2966                 partial_slab = slab->next;
2967
2968                 n2 = get_node(s, slab_nid(slab));
2969                 if (n != n2) {
2970                         if (n)
2971                                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2972
2973                         n = n2;
2974                         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2975                 }
2976
2977                 if (unlikely(!slab->inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2978                         slab->next = slab_to_discard;
2979                         slab_to_discard = slab;
2980                 } else {
2981                         add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2982                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2983                 }
2984         }
2985
2986         if (n)
2987                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2988
2989         while (slab_to_discard) {
2990                 slab = slab_to_discard;
2991                 slab_to_discard = slab_to_discard->next;
2992
2993                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2994                 discard_slab(s, slab);
2995                 stat(s, FREE_SLAB);
2996         }
2997 }
2998
2999 /*
3000  * Put all the cpu partial slabs to the node partial list.
3001  */
3002 static void put_partials(struct kmem_cache *s)
3003 {
3004         struct slab *partial_slab;
3005         unsigned long flags;
3006
3007         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3008         partial_slab = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
3009         this_cpu_write(s->cpu_slab->partial, NULL);
3010         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3011
3012         if (partial_slab)
3013                 __put_partials(s, partial_slab);
3014 }
3015
3016 static void put_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
3017                              struct kmem_cache_cpu *c)
3018 {
3019         struct slab *partial_slab;
3020
3021         partial_slab = slub_percpu_partial(c);
3022         c->partial = NULL;
3023
3024         if (partial_slab)
3025                 __put_partials(s, partial_slab);
3026 }
3027
3028 /*
3029  * Put a slab into a partial slab slot if available.
3030  *
3031  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
3032  * per node partial list.
3033  */
3034 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, int drain)
3035 {
3036         struct slab *oldslab;
3037         struct slab *slab_to_put = NULL;
3038         unsigned long flags;
3039         int slabs = 0;
3040
3041         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3042
3043         oldslab = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
3044
3045         if (oldslab) {
3046                 if (drain && oldslab->slabs >= s->cpu_partial_slabs) {
3047                         /*
3048                          * Partial array is full. Move the existing set to the
3049                          * per node partial list. Postpone the actual unfreezing
3050                          * outside of the critical section.
3051                          */
3052                         slab_to_put = oldslab;
3053                         oldslab = NULL;
3054                 } else {
3055                         slabs = oldslab->slabs;
3056                 }
3057         }
3058
3059         slabs++;
3060
3061         slab->slabs = slabs;
3062         slab->next = oldslab;
3063
3064         this_cpu_write(s->cpu_slab->partial, slab);
3065
3066         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3067
3068         if (slab_to_put) {
3069                 __put_partials(s, slab_to_put);
3070                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
3071         }
3072 }
3073
3074 #else   /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
3075
3076 static inline void put_partials(struct kmem_cache *s) { }
3077 static inline void put_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
3078                                     struct kmem_cache_cpu *c) { }
3079
3080 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
3081
3082 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
3083 {
3084         unsigned long flags;
3085         struct slab *slab;
3086         void *freelist;
3087
3088         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3089
3090         slab = c->slab;
3091         freelist = c->freelist;
3092
3093         c->slab = NULL;
3094         c->freelist = NULL;
3095         c->tid = next_tid(c->tid);
3096
3097         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3098
3099         if (slab) {
3100                 deactivate_slab(s, slab, freelist);
3101                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3102         }
3103 }
3104
3105 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
3106 {
3107         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
3108         void *freelist = c->freelist;
3109         struct slab *slab = c->slab;
3110
3111         c->slab = NULL;
3112         c->freelist = NULL;
3113         c->tid = next_tid(c->tid);
3114
3115         if (slab) {
3116                 deactivate_slab(s, slab, freelist);
3117                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3118         }
3119
3120         put_partials_cpu(s, c);
3121 }
3122
3123 struct slub_flush_work {
3124         struct work_struct work;
3125         struct kmem_cache *s;
3126         bool skip;
3127 };
3128
3129 /*
3130  * Flush cpu slab.
3131  *
3132  * Called from CPU work handler with migration disabled.
3133  */
3134 static void flush_cpu_slab(struct work_struct *w)
3135 {
3136         struct kmem_cache *s;
3137         struct kmem_cache_cpu *c;
3138         struct slub_flush_work *sfw;
3139
3140         sfw = container_of(w, struct slub_flush_work, work);
3141
3142         s = sfw->s;
3143         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3144
3145         if (c->slab)
3146                 flush_slab(s, c);
3147
3148         put_partials(s);
3149 }
3150
3151 static bool has_cpu_slab(int cpu, struct kmem_cache *s)
3152 {
3153         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
3154
3155         return c->slab || slub_percpu_partial(c);
3156 }
3157
3158 static DEFINE_MUTEX(flush_lock);
3159 static DEFINE_PER_CPU(struct slub_flush_work, slub_flush);
3160
3161 static void flush_all_cpus_locked(struct kmem_cache *s)
3162 {
3163         struct slub_flush_work *sfw;
3164         unsigned int cpu;
3165
3166         lockdep_assert_cpus_held();
3167         mutex_lock(&flush_lock);
3168
3169         for_each_online_cpu(cpu) {
3170                 sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
3171                 if (!has_cpu_slab(cpu, s)) {
3172                         sfw->skip = true;
3173                         continue;
3174                 }
3175                 INIT_WORK(&sfw->work, flush_cpu_slab);
3176                 sfw->skip = false;
3177                 sfw->s = s;
3178                 queue_work_on(cpu, flushwq, &sfw->work);
3179         }
3180
3181         for_each_online_cpu(cpu) {
3182                 sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
3183                 if (sfw->skip)
3184                         continue;
3185                 flush_work(&sfw->work);
3186         }
3187
3188         mutex_unlock(&flush_lock);
3189 }
3190
3191 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
3192 {
3193         cpus_read_lock();
3194         flush_all_cpus_locked(s);
3195         cpus_read_unlock();
3196 }
3197
3198 /*
3199  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3200  * necessary.
3201  */
3202 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
3203 {
3204         struct kmem_cache *s;
3205
3206         mutex_lock(&slab_mutex);
3207         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3208                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
3209         mutex_unlock(&slab_mutex);
3210         return 0;
3211 }
3212
3213 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
3214 static inline void flush_all_cpus_locked(struct kmem_cache *s) { }
3215 static inline void flush_all(struct kmem_cache *s) { }
3216 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu) { }
3217 static inline int slub_cpu_dead(unsigned int cpu) { return 0; }
3218 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
3219
3220 /*
3221  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
3222  * locality expectations.
3223  */
3224 static inline int node_match(struct slab *slab, int node)
3225 {
3226 #ifdef CONFIG_NUMA
3227         if (node != NUMA_NO_NODE && slab_nid(slab) != node)
3228                 return 0;
3229 #endif
3230         return 1;
3231 }
3232
3233 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3234 static int count_free(struct slab *slab)
3235 {
3236         return slab->objects - slab->inuse;
3237 }
3238
3239 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
3240 {
3241         return atomic_long_read(&n->total_objects);
3242 }
3243
3244 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
3245 static inline bool free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
3246         struct slab *slab, void *head, void *tail, int *bulk_cnt,
3247         unsigned long addr, depot_stack_handle_t handle)
3248 {
3249         bool checks_ok = false;
3250         void *object = head;
3251         int cnt = 0;
3252
3253         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
3254                 if (!check_slab(s, slab))
3255                         goto out;
3256         }
3257
3258         if (slab->inuse < *bulk_cnt) {
3259                 slab_err(s, slab, "Slab has %d allocated objects but %d are to be freed\n",
3260                          slab->inuse, *bulk_cnt);
3261                 goto out;
3262         }
3263
3264 next_object:
3265
3266         if (++cnt > *bulk_cnt)
3267                 goto out_cnt;
3268
3269         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
3270                 if (!free_consistency_checks(s, slab, object, addr))
3271                         goto out;
3272         }
3273
3274         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3275                 set_track_update(s, object, TRACK_FREE, addr, handle);
3276         trace(s, slab, object, 0);
3277         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
3278         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
3279
3280         /* Reached end of constructed freelist yet? */
3281         if (object != tail) {
3282                 object = get_freepointer(s, object);
3283                 goto next_object;
3284         }
3285         checks_ok = true;
3286
3287 out_cnt:
3288         if (cnt != *bulk_cnt) {
3289                 slab_err(s, slab, "Bulk free expected %d objects but found %d\n",
3290                          *bulk_cnt, cnt);
3291                 *bulk_cnt = cnt;
3292         }
3293
3294 out:
3295
3296         if (!checks_ok)
3297                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
3298
3299         return checks_ok;
3300 }
3301 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
3302
3303 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(SLAB_SUPPORTS_SYSFS)
3304 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
3305                                         int (*get_count)(struct slab *))
3306 {
3307         unsigned long flags;
3308         unsigned long x = 0;
3309         struct slab *slab;
3310
3311         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3312         list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
3313                 x += get_count(slab);
3314         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3315         return x;
3316 }
3317 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || SLAB_SUPPORTS_SYSFS */
3318
3319 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3320 #define MAX_PARTIAL_TO_SCAN 10000
3321
3322 static unsigned long count_partial_free_approx(struct kmem_cache_node *n)
3323 {
3324         unsigned long flags;
3325         unsigned long x = 0;
3326         struct slab *slab;
3327
3328         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3329         if (n->nr_partial <= MAX_PARTIAL_TO_SCAN) {
3330                 list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
3331                         x += slab->objects - slab->inuse;
3332         } else {
3333                 /*
3334                  * For a long list, approximate the total count of objects in
3335                  * it to meet the limit on the number of slabs to scan.
3336                  * Scan from both the list's head and tail for better accuracy.
3337                  */
3338                 unsigned long scanned = 0;
3339
3340                 list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list) {
3341                         x += slab->objects - slab->inuse;
3342                         if (++scanned == MAX_PARTIAL_TO_SCAN / 2)
3343                                 break;
3344                 }
3345                 list_for_each_entry_reverse(slab, &n->partial, slab_list) {
3346                         x += slab->objects - slab->inuse;
3347                         if (++scanned == MAX_PARTIAL_TO_SCAN)
3348                                 break;
3349                 }
3350                 x = mult_frac(x, n->nr_partial, scanned);
3351                 x = min(x, node_nr_objs(n));
3352         }
3353         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3354         return x;
3355 }
3356
3357 static noinline void
3358 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
3359 {
3360         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
3361                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
3362         int node;
3363         struct kmem_cache_node *n;
3364
3365         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
3366                 return;
3367
3368         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
3369                 nid, gfpflags, &gfpflags);
3370         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
3371                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
3372                 oo_order(s->min));
3373
3374         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
3375                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slab_debug=O to disable.\n",
3376                         s->name);
3377
3378         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3379                 unsigned long nr_slabs;
3380                 unsigned long nr_objs;
3381                 unsigned long nr_free;
3382
3383                 nr_free  = count_partial_free_approx(n);
3384                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
3385                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
3386
3387                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
3388                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
3389         }
3390 }
3391 #else /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
3392 static inline void
3393 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid) { }
3394 #endif
3395
3396 static inline bool pfmemalloc_match(struct slab *slab, gfp_t gfpflags)
3397 {
3398         if (unlikely(slab_test_pfmemalloc(slab)))
3399                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
3400
3401         return true;
3402 }
3403
3404 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
3405 static inline bool
3406 __update_cpu_freelist_fast(struct kmem_cache *s,
3407                            void *freelist_old, void *freelist_new,
3408                            unsigned long tid)
3409 {
3410         freelist_aba_t old = { .freelist = freelist_old, .counter = tid };
3411         freelist_aba_t new = { .freelist = freelist_new, .counter = next_tid(tid) };
3412
3413         return this_cpu_try_cmpxchg_freelist(s->cpu_slab->freelist_tid.full,
3414                                              &old.full, new.full);
3415 }
3416
3417 /*
3418  * Check the slab->freelist and either transfer the freelist to the
3419  * per cpu freelist or deactivate the slab.
3420  *
3421  * The slab is still frozen if the return value is not NULL.
3422  *
3423  * If this function returns NULL then the slab has been unfrozen.
3424  */
3425 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
3426 {
3427         struct slab new;
3428         unsigned long counters;
3429         void *freelist;
3430
3431         lockdep_assert_held(this_cpu_ptr(&s->cpu_slab->lock));
3432
3433         do {
3434                 freelist = slab->freelist;
3435                 counters = slab->counters;
3436
3437                 new.counters = counters;
3438
3439                 new.inuse = slab->objects;
3440                 new.frozen = freelist != NULL;
3441
3442         } while (!__slab_update_freelist(s, slab,
3443                 freelist, counters,
3444                 NULL, new.counters,
3445                 "get_freelist"));
3446
3447         return freelist;
3448 }
3449
3450 /*
3451  * Freeze the partial slab and return the pointer to the freelist.
3452  */
3453 static inline void *freeze_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
3454 {
3455         struct slab new;
3456         unsigned long counters;
3457         void *freelist;
3458
3459         do {
3460                 freelist = slab->freelist;
3461                 counters = slab->counters;
3462
3463                 new.counters = counters;
3464                 VM_BUG_ON(new.frozen);
3465
3466                 new.inuse = slab->objects;
3467                 new.frozen = 1;
3468
3469         } while (!slab_update_freelist(s, slab,
3470                 freelist, counters,
3471                 NULL, new.counters,
3472                 "freeze_slab"));
3473
3474         return freelist;
3475 }
3476
3477 /*
3478  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
3479  * debugging duties.
3480  *
3481  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
3482  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
3483  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
3484  *
3485  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
3486  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
3487  * rest of the freelist to the lockless freelist.
3488  *
3489  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
3490  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
3491  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
3492  *
3493  * Version of __slab_alloc to use when we know that preemption is
3494  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
3495  */
3496 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
3497                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c, unsigned int orig_size)
3498 {
3499         void *freelist;
3500         struct slab *slab;
3501         unsigned long flags;
3502         struct partial_context pc;
3503         bool try_thisnode = true;
3504
3505         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
3506
3507 reread_slab:
3508
3509         slab = READ_ONCE(c->slab);
3510         if (!slab) {
3511                 /*
3512                  * if the node is not online or has no normal memory, just
3513                  * ignore the node constraint
3514                  */
3515                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
3516                              !node_isset(node, slab_nodes)))
3517                         node = NUMA_NO_NODE;
3518                 goto new_slab;
3519         }
3520
3521         if (unlikely(!node_match(slab, node))) {
3522                 /*
3523                  * same as above but node_match() being false already
3524                  * implies node != NUMA_NO_NODE
3525                  */
3526                 if (!node_isset(node, slab_nodes)) {
3527                         node = NUMA_NO_NODE;
3528                 } else {
3529                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
3530                         goto deactivate_slab;
3531                 }
3532         }
3533
3534         /*
3535          * By rights, we should be searching for a slab page that was
3536          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
3537          * information when the page leaves the per-cpu allocator
3538          */
3539         if (unlikely(!pfmemalloc_match(slab, gfpflags)))
3540                 goto deactivate_slab;
3541
3542         /* must check again c->slab in case we got preempted and it changed */
3543         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3544         if (unlikely(slab != c->slab)) {
3545                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3546                 goto reread_slab;
3547         }
3548         freelist = c->freelist;
3549         if (freelist)
3550                 goto load_freelist;
3551
3552         freelist = get_freelist(s, slab);
3553
3554         if (!freelist) {
3555                 c->slab = NULL;
3556                 c->tid = next_tid(c->tid);
3557                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3558                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
3559                 goto new_slab;
3560         }
3561
3562         stat(s, ALLOC_REFILL);
3563
3564 load_freelist:
3565
3566         lockdep_assert_held(this_cpu_ptr(&s->cpu_slab->lock));
3567
3568         /*
3569          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
3570          * slab is pointing to the slab from which the objects are obtained.
3571          * That slab must be frozen for per cpu allocations to work.
3572          */
3573         VM_BUG_ON(!c->slab->frozen);
3574         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
3575         c->tid = next_tid(c->tid);
3576         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3577         return freelist;
3578
3579 deactivate_slab:
3580
3581         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3582         if (slab != c->slab) {
3583                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3584                 goto reread_slab;
3585         }
3586         freelist = c->freelist;
3587         c->slab = NULL;
3588         c->freelist = NULL;
3589         c->tid = next_tid(c->tid);
3590         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3591         deactivate_slab(s, slab, freelist);
3592
3593 new_slab:
3594
3595 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3596         while (slub_percpu_partial(c)) {
3597                 local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3598                 if (unlikely(c->slab)) {
3599                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3600                         goto reread_slab;
3601                 }
3602                 if (unlikely(!slub_percpu_partial(c))) {
3603                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3604                         /* we were preempted and partial list got empty */
3605                         goto new_objects;
3606                 }
3607
3608                 slab = slub_percpu_partial(c);
3609                 slub_set_percpu_partial(c, slab);
3610
3611                 if (likely(node_match(slab, node) &&
3612                            pfmemalloc_match(slab, gfpflags))) {
3613                         c->slab = slab;
3614                         freelist = get_freelist(s, slab);
3615                         VM_BUG_ON(!freelist);
3616                         stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
3617                         goto load_freelist;
3618                 }
3619
3620                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3621
3622                 slab->next = NULL;
3623                 __put_partials(s, slab);
3624         }
3625 #endif
3626
3627 new_objects:
3628
3629         pc.flags = gfpflags;
3630         /*
3631          * When a preferred node is indicated but no __GFP_THISNODE
3632          *
3633          * 1) try to get a partial slab from target node only by having
3634          *    __GFP_THISNODE in pc.flags for get_partial()
3635          * 2) if 1) failed, try to allocate a new slab from target node with
3636          *    GPF_NOWAIT | __GFP_THISNODE opportunistically
3637          * 3) if 2) failed, retry with original gfpflags which will allow
3638          *    get_partial() try partial lists of other nodes before potentially
3639          *    allocating new page from other nodes
3640          */
3641         if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE && !(gfpflags & __GFP_THISNODE)
3642                      && try_thisnode))
3643                 pc.flags = GFP_NOWAIT | __GFP_THISNODE;
3644
3645         pc.orig_size = orig_size;
3646         slab = get_partial(s, node, &pc);
3647         if (slab) {
3648                 if (kmem_cache_debug(s)) {
3649                         freelist = pc.object;
3650                         /*
3651                          * For debug caches here we had to go through
3652                          * alloc_single_from_partial() so just store the
3653                          * tracking info and return the object.
3654                          */
3655                         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3656                                 set_track(s, freelist, TRACK_ALLOC, addr);
3657
3658                         return freelist;
3659                 }
3660
3661                 freelist = freeze_slab(s, slab);
3662                 goto retry_load_slab;
3663         }
3664
3665         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3666         slab = new_slab(s, pc.flags, node);
3667         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3668
3669         if (unlikely(!slab)) {
3670                 if (node != NUMA_NO_NODE && !(gfpflags & __GFP_THISNODE)
3671                     && try_thisnode) {
3672                         try_thisnode = false;
3673                         goto new_objects;
3674                 }
3675                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
3676                 return NULL;
3677         }
3678
3679         stat(s, ALLOC_SLAB);
3680
3681         if (kmem_cache_debug(s)) {
3682                 freelist = alloc_single_from_new_slab(s, slab, orig_size);
3683
3684                 if (unlikely(!freelist))
3685                         goto new_objects;
3686
3687                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3688                         set_track(s, freelist, TRACK_ALLOC, addr);
3689
3690                 return freelist;
3691         }
3692
3693         /*
3694          * No other reference to the slab yet so we can
3695          * muck around with it freely without cmpxchg
3696          */
3697         freelist = slab->freelist;
3698         slab->freelist = NULL;
3699         slab->inuse = slab->objects;
3700         slab->frozen = 1;
3701
3702         inc_slabs_node(s, slab_nid(slab), slab->objects);
3703
3704         if (unlikely(!pfmemalloc_match(slab, gfpflags))) {
3705                 /*
3706                  * For !pfmemalloc_match() case we don't load freelist so that
3707                  * we don't make further mismatched allocations easier.
3708                  */
3709                 deactivate_slab(s, slab, get_freepointer(s, freelist));
3710                 return freelist;
3711         }
3712
3713 retry_load_slab:
3714
3715         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3716         if (unlikely(c->slab)) {
3717                 void *flush_freelist = c->freelist;
3718                 struct slab *flush_slab = c->slab;
3719
3720                 c->slab = NULL;
3721                 c->freelist = NULL;
3722                 c->tid = next_tid(c->tid);
3723
3724                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3725
3726                 deactivate_slab(s, flush_slab, flush_freelist);
3727
3728                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3729
3730                 goto retry_load_slab;
3731         }
3732         c->slab = slab;
3733
3734         goto load_freelist;
3735 }
3736
3737 /*
3738  * A wrapper for ___slab_alloc() for contexts where preemption is not yet
3739  * disabled. Compensates for possible cpu changes by refetching the per cpu area
3740  * pointer.
3741  */
3742 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
3743                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c, unsigned int orig_size)
3744 {
3745         void *p;
3746
3747 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3748         /*
3749          * We may have been preempted and rescheduled on a different
3750          * cpu before disabling preemption. Need to reload cpu area
3751          * pointer.
3752          */
3753         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3754 #endif
3755
3756         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c, orig_size);
3757 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3758         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3759 #endif
3760         return p;
3761 }
3762
3763 static __always_inline void *__slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
3764                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3765 {
3766         struct kmem_cache_cpu *c;
3767         struct slab *slab;
3768         unsigned long tid;
3769         void *object;
3770
3771 redo:
3772         /*
3773          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
3774          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
3775          * reading from one cpu area. That does not matter as long
3776          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
3777          *
3778          * We must guarantee that tid and kmem_cache_cpu are retrieved on the
3779          * same cpu. We read first the kmem_cache_cpu pointer and use it to read
3780          * the tid. If we are preempted and switched to another cpu between the
3781          * two reads, it's OK as the two are still associated with the same cpu
3782          * and cmpxchg later will validate the cpu.
3783          */
3784         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3785         tid = READ_ONCE(c->tid);
3786
3787         /*
3788          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
3789          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
3790          * on c to guarantee that object and slab associated with previous tid
3791          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
3792          * slab could be one associated with next tid and our alloc/free
3793          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
3794          */
3795         barrier();
3796
3797         /*
3798          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
3799          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
3800          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
3801          * linked list in between.
3802          */
3803
3804         object = c->freelist;
3805         slab = c->slab;
3806
3807         if (!USE_LOCKLESS_FAST_PATH() ||
3808             unlikely(!object || !slab || !node_match(slab, node))) {
3809                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c, orig_size);
3810         } else {
3811                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
3812
3813                 /*
3814                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
3815                  * operation and if we are on the right processor.
3816                  *
3817                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
3818                  * semantics!)
3819                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
3820                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
3821                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
3822                  *
3823                  * Since this is without lock semantics the protection is only
3824                  * against code executing on this cpu *not* from access by
3825                  * other cpus.
3826                  */
3827                 if (unlikely(!__update_cpu_freelist_fast(s, object, next_object, tid))) {
3828                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
3829                         goto redo;
3830                 }
3831                 prefetch_freepointer(s, next_object);
3832                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
3833         }
3834
3835         return object;
3836 }
3837 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
3838 static void *__slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
3839                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3840 {
3841         struct partial_context pc;
3842         struct slab *slab;
3843         void *object;
3844
3845         pc.flags = gfpflags;
3846         pc.orig_size = orig_size;
3847         slab = get_partial(s, node, &pc);
3848
3849         if (slab)
3850                 return pc.object;
3851
3852         slab = new_slab(s, gfpflags, node);
3853         if (unlikely(!slab)) {
3854                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
3855                 return NULL;
3856         }
3857
3858         object = alloc_single_from_new_slab(s, slab, orig_size);
3859
3860         return object;
3861 }
3862 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
3863
3864 /*
3865  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
3866  * zeroing out freelist pointer.
3867  */
3868 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
3869                                                    void *obj)
3870 {
3871         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj &&
3872             !freeptr_outside_object(s))
3873                 memset((void *)((char *)kasan_reset_tag(obj) + s->offset),
3874                         0, sizeof(void *));
3875 }
3876
3877 noinline int should_failslab(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
3878 {
3879         if (__should_failslab(s, gfpflags))
3880                 return -ENOMEM;
3881         return 0;
3882 }
3883 ALLOW_ERROR_INJECTION(should_failslab, ERRNO);
3884
3885 static __fastpath_inline
3886 struct kmem_cache *slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
3887 {
3888         flags &= gfp_allowed_mask;
3889
3890         might_alloc(flags);
3891
3892         if (unlikely(should_failslab(s, flags)))
3893                 return NULL;
3894
3895         return s;
3896 }
3897
3898 static __fastpath_inline
3899 bool slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3900                           gfp_t flags, size_t size, void **p, bool init,
3901                           unsigned int orig_size)
3902 {
3903         unsigned int zero_size = s->object_size;
3904         struct slabobj_ext *obj_exts;
3905         bool kasan_init = init;
3906         size_t i;
3907         gfp_t init_flags = flags & gfp_allowed_mask;
3908
3909         /*
3910          * For kmalloc object, the allocated memory size(object_size) is likely
3911          * larger than the requested size(orig_size). If redzone check is
3912          * enabled for the extra space, don't zero it, as it will be redzoned
3913          * soon. The redzone operation for this extra space could be seen as a
3914          * replacement of current poisoning under certain debug option, and
3915          * won't break other sanity checks.
3916          */
3917         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER | SLAB_RED_ZONE) &&
3918             (s->flags & SLAB_KMALLOC))
3919                 zero_size = orig_size;
3920
3921         /*
3922          * When slab_debug is enabled, avoid memory initialization integrated
3923          * into KASAN and instead zero out the memory via the memset below with
3924          * the proper size. Otherwise, KASAN might overwrite SLUB redzones and
3925          * cause false-positive reports. This does not lead to a performance
3926          * penalty on production builds, as slab_debug is not intended to be
3927          * enabled there.
3928          */
3929         if (__slub_debug_enabled())
3930                 kasan_init = false;
3931
3932         /*
3933          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
3934          * kasan_slab_alloc and initialization memset must be
3935          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
3936          *
3937          * As p[i] might get tagged, memset and kmemleak hook come after KASAN.
3938          */
3939         for (i = 0; i < size; i++) {
3940                 p[i] = kasan_slab_alloc(s, p[i], init_flags, kasan_init);
3941                 if (p[i] && init && (!kasan_init ||
3942                                      !kasan_has_integrated_init()))
3943                         memset(p[i], 0, zero_size);
3944                 kmemleak_alloc_recursive(p[i], s->object_size, 1,
3945                                          s->flags, init_flags);
3946                 kmsan_slab_alloc(s, p[i], init_flags);
3947                 if (need_slab_obj_ext()) {
3948                         obj_exts = prepare_slab_obj_exts_hook(s, flags, p[i]);
3949 #ifdef CONFIG_MEM_ALLOC_PROFILING
3950                         /*
3951                          * Currently obj_exts is used only for allocation profiling.
3952                          * If other users appear then mem_alloc_profiling_enabled()
3953                          * check should be added before alloc_tag_add().
3954                          */
3955                         if (likely(obj_exts))
3956                                 alloc_tag_add(&obj_exts->ref, current->alloc_tag, s->size);
3957 #endif
3958                 }
3959         }
3960
3961         return memcg_slab_post_alloc_hook(s, lru, flags, size, p);
3962 }
3963
3964 /*
3965  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
3966  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
3967  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
3968  *
3969  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
3970  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
3971  *
3972  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
3973  */
3974 static __fastpath_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3975                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3976 {
3977         void *object;
3978         bool init = false;
3979
3980         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
3981         if (unlikely(!s))
3982                 return NULL;
3983
3984         object = kfence_alloc(s, orig_size, gfpflags);
3985         if (unlikely(object))
3986                 goto out;
3987
3988         object = __slab_alloc_node(s, gfpflags, node, addr, orig_size);
3989
3990         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
3991         init = slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s);
3992
3993 out:
3994         /*
3995          * When init equals 'true', like for kzalloc() family, only
3996          * @orig_size bytes might be zeroed instead of s->object_size
3997          * In case this fails due to memcg_slab_post_alloc_hook(),
3998          * object is set to NULL
3999          */
4000         slab_post_alloc_hook(s, lru, gfpflags, 1, &object, init, orig_size);
4001
4002         return object;
4003 }
4004
4005 void *kmem_cache_alloc_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
4006 {
4007         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_,
4008                                     s->object_size);
4009
4010         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
4011
4012         return ret;
4013 }
4014 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_noprof);
4015
4016 void *kmem_cache_alloc_lru_noprof(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
4017                            gfp_t gfpflags)
4018 {
4019         void *ret = slab_alloc_node(s, lru, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_,
4020                                     s->object_size);
4021
4022         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
4023
4024         return ret;
4025 }
4026 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_lru_noprof);
4027
4028 /**
4029  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
4030  * @s: The cache to allocate from.
4031  * @gfpflags: See kmalloc().
4032  * @node: node number of the target node.
4033  *
4034  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
4035  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
4036  *
4037  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
4038  *
4039  * Return: pointer to the new object or %NULL in case of error
4040  */
4041 void *kmem_cache_alloc_node_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
4042 {
4043         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, _RET_IP_, s->object_size);
4044
4045         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, node);
4046
4047         return ret;
4048 }
4049 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_noprof);
4050
4051 /*
4052  * To avoid unnecessary overhead, we pass through large allocation requests
4053  * directly to the page allocator. We use __GFP_COMP, because we will need to
4054  * know the allocation order to free the pages properly in kfree.
4055  */
4056 static void *__kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4057 {
4058         struct folio *folio;
4059         void *ptr = NULL;
4060         unsigned int order = get_order(size);
4061
4062         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
4063                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
4064
4065         flags |= __GFP_COMP;
4066         folio = (struct folio *)alloc_pages_node_noprof(node, flags, order);
4067         if (folio) {
4068                 ptr = folio_address(folio);
4069                 lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4070                                       PAGE_SIZE << order);
4071         }
4072
4073         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
4074         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
4075         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
4076         kmsan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
4077
4078         return ptr;
4079 }
4080
4081 void *kmalloc_large_noprof(size_t size, gfp_t flags)
4082 {
4083         void *ret = __kmalloc_large_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
4084
4085         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4086                       flags, NUMA_NO_NODE);
4087         return ret;
4088 }
4089 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_large_noprof);
4090
4091 void *kmalloc_large_node_noprof(size_t size, gfp_t flags, int node)
4092 {
4093         void *ret = __kmalloc_large_node(size, flags, node);
4094
4095         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4096                       flags, node);
4097         return ret;
4098 }
4099 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_large_node_noprof);
4100
4101 static __always_inline
4102 void *__do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node,
4103                         unsigned long caller)
4104 {
4105         struct kmem_cache *s;
4106         void *ret;
4107
4108         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4109                 ret = __kmalloc_large_node(size, flags, node);
4110                 trace_kmalloc(caller, ret, size,
4111                               PAGE_SIZE << get_order(size), flags, node);
4112                 return ret;
4113         }
4114
4115         if (unlikely(!size))
4116                 return ZERO_SIZE_PTR;
4117
4118         s = kmalloc_slab(size, flags, caller);
4119
4120         ret = slab_alloc_node(s, NULL, flags, node, caller, size);
4121         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4122         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, flags, node);
4123         return ret;
4124 }
4125
4126 void *__kmalloc_node_noprof(size_t size, gfp_t flags, int node)
4127 {
4128         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
4129 }
4130 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_noprof);
4131
4132 void *__kmalloc_noprof(size_t size, gfp_t flags)
4133 {
4134         return __do_kmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
4135 }
4136 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_noprof);
4137
4138 void *kmalloc_node_track_caller_noprof(size_t size, gfp_t flags,
4139                                        int node, unsigned long caller)
4140 {
4141         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
4142 }
4143 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node_track_caller_noprof);
4144
4145 void *kmalloc_trace_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
4146 {
4147         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, NUMA_NO_NODE,
4148                                             _RET_IP_, size);
4149
4150         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
4151
4152         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
4153         return ret;
4154 }
4155 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_trace_noprof);
4156
4157 void *kmalloc_node_trace_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
4158                          int node, size_t size)
4159 {
4160         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, _RET_IP_, size);
4161
4162         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4163
4164         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
4165         return ret;
4166 }
4167 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node_trace_noprof);
4168
4169 static noinline void free_to_partial_list(
4170         struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
4171         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
4172         unsigned long addr)
4173 {
4174         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, slab_nid(slab));
4175         struct slab *slab_free = NULL;
4176         int cnt = bulk_cnt;
4177         unsigned long flags;
4178         depot_stack_handle_t handle = 0;
4179
4180         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
4181                 handle = set_track_prepare();
4182
4183         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4184
4185         if (free_debug_processing(s, slab, head, tail, &cnt, addr, handle)) {
4186                 void *prior = slab->freelist;
4187
4188                 /* Perform the actual freeing while we still hold the locks */
4189                 slab->inuse -= cnt;
4190                 set_freepointer(s, tail, prior);
4191                 slab->freelist = head;
4192
4193                 /*
4194                  * If the slab is empty, and node's partial list is full,
4195                  * it should be discarded anyway no matter it's on full or
4196                  * partial list.
4197                  */
4198                 if (slab->inuse == 0 && n->nr_partial >= s->min_partial)
4199                         slab_free = slab;
4200
4201                 if (!prior) {
4202                         /* was on full list */
4203                         remove_full(s, n, slab);
4204                         if (!slab_free) {
4205                                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
4206                                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
4207                         }
4208                 } else if (slab_free) {
4209                         remove_partial(n, slab);
4210                         stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
4211                 }
4212         }
4213
4214         if (slab_free) {
4215                 /*
4216                  * Update the counters while still holding n->list_lock to
4217                  * prevent spurious validation warnings
4218                  */
4219                 dec_slabs_node(s, slab_nid(slab_free), slab_free->objects);
4220         }
4221
4222         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4223
4224         if (slab_free) {
4225                 stat(s, FREE_SLAB);
4226                 free_slab(s, slab_free);
4227         }
4228 }
4229
4230 /*
4231  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
4232  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
4233  *
4234  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
4235  * lock and free the item. If there is no additional partial slab
4236  * handling required then we can return immediately.
4237  */
4238 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
4239                         void *head, void *tail, int cnt,
4240                         unsigned long addr)
4241
4242 {
4243         void *prior;
4244         int was_frozen;
4245         struct slab new;
4246         unsigned long counters;
4247         struct kmem_cache_node *n = NULL;
4248         unsigned long flags;
4249         bool on_node_partial;
4250
4251         stat(s, FREE_SLOWPATH);
4252
4253         if (IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) || kmem_cache_debug(s)) {
4254                 free_to_partial_list(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4255                 return;
4256         }
4257
4258         do {
4259                 if (unlikely(n)) {
4260                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4261                         n = NULL;
4262                 }
4263                 prior = slab->freelist;
4264                 counters = slab->counters;
4265                 set_freepointer(s, tail, prior);
4266                 new.counters = counters;
4267                 was_frozen = new.frozen;
4268                 new.inuse -= cnt;
4269                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
4270                         /* Needs to be taken off a list */
4271                         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) || prior) {
4272
4273                                 n = get_node(s, slab_nid(slab));
4274                                 /*
4275                                  * Speculatively acquire the list_lock.
4276                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
4277                                  * drop the list_lock without any processing.
4278                                  *
4279                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
4280                                  * other processors updating the list of slabs.
4281                                  */
4282                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4283
4284                                 on_node_partial = slab_test_node_partial(slab);
4285                         }
4286                 }
4287
4288         } while (!slab_update_freelist(s, slab,
4289                 prior, counters,
4290                 head, new.counters,
4291                 "__slab_free"));
4292
4293         if (likely(!n)) {
4294
4295                 if (likely(was_frozen)) {
4296                         /*
4297                          * The list lock was not taken therefore no list
4298                          * activity can be necessary.
4299                          */
4300                         stat(s, FREE_FROZEN);
4301                 } else if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
4302                         /*
4303                          * If we started with a full slab then put it onto the
4304                          * per cpu partial list.
4305                          */
4306                         put_cpu_partial(s, slab, 1);
4307                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
4308                 }
4309
4310                 return;
4311         }
4312
4313         /*
4314          * This slab was partially empty but not on the per-node partial list,
4315          * in which case we shouldn't manipulate its list, just return.
4316          */
4317         if (prior && !on_node_partial) {
4318                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4319                 return;
4320         }
4321
4322         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
4323                 goto slab_empty;
4324
4325         /*
4326          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
4327          * then add it.
4328          */
4329         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
4330                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
4331                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
4332         }
4333         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4334         return;
4335
4336 slab_empty:
4337         if (prior) {
4338                 /*
4339                  * Slab on the partial list.
4340                  */
4341                 remove_partial(n, slab);
4342                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
4343         }
4344
4345         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4346         stat(s, FREE_SLAB);
4347         discard_slab(s, slab);
4348 }
4349
4350 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4351 /*
4352  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
4353  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
4354  *
4355  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
4356  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
4357  * the item before.
4358  *
4359  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
4360  * with all sorts of special processing.
4361  *
4362  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
4363  * same slab) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
4364  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
4365  */
4366 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
4367                                 struct slab *slab, void *head, void *tail,
4368                                 int cnt, unsigned long addr)
4369 {
4370         struct kmem_cache_cpu *c;
4371         unsigned long tid;
4372         void **freelist;
4373
4374 redo:
4375         /*
4376          * Determine the currently cpus per cpu slab.
4377          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
4378          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
4379          * during the cmpxchg then the free will succeed.
4380          */
4381         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4382         tid = READ_ONCE(c->tid);
4383
4384         /* Same with comment on barrier() in __slab_alloc_node() */
4385         barrier();
4386
4387         if (unlikely(slab != c->slab)) {
4388                 __slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4389                 return;
4390         }
4391
4392         if (USE_LOCKLESS_FAST_PATH()) {
4393                 freelist = READ_ONCE(c->freelist);
4394
4395                 set_freepointer(s, tail, freelist);
4396
4397                 if (unlikely(!__update_cpu_freelist_fast(s, freelist, head, tid))) {
4398                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
4399                         goto redo;
4400                 }
4401         } else {
4402                 /* Update the free list under the local lock */
4403                 local_lock(&s->cpu_slab->lock);
4404                 c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4405                 if (unlikely(slab != c->slab)) {
4406                         local_unlock(&s->cpu_slab->lock);
4407                         goto redo;
4408                 }
4409                 tid = c->tid;
4410                 freelist = c->freelist;
4411
4412                 set_freepointer(s, tail, freelist);
4413                 c->freelist = head;
4414                 c->tid = next_tid(tid);
4415
4416                 local_unlock(&s->cpu_slab->lock);
4417         }
4418         stat_add(s, FREE_FASTPATH, cnt);
4419 }
4420 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
4421 static void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
4422                                 struct slab *slab, void *head, void *tail,
4423                                 int cnt, unsigned long addr)
4424 {
4425         __slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4426 }
4427 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4428
4429 static __fastpath_inline
4430 void slab_free(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *object,
4431                unsigned long addr)
4432 {
4433         memcg_slab_free_hook(s, slab, &object, 1);
4434         alloc_tagging_slab_free_hook(s, slab, &object, 1);
4435
4436         if (likely(slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s))))
4437                 do_slab_free(s, slab, object, object, 1, addr);
4438 }
4439
4440 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4441 /* Do not inline the rare memcg charging failed path into the allocation path */
4442 static noinline
4443 void memcg_alloc_abort_single(struct kmem_cache *s, void *object)
4444 {
4445         if (likely(slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s))))
4446                 do_slab_free(s, virt_to_slab(object), object, object, 1, _RET_IP_);
4447 }
4448 #endif
4449
4450 static __fastpath_inline
4451 void slab_free_bulk(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *head,
4452                     void *tail, void **p, int cnt, unsigned long addr)
4453 {
4454         memcg_slab_free_hook(s, slab, p, cnt);
4455         alloc_tagging_slab_free_hook(s, slab, p, cnt);
4456         /*
4457          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
4458          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
4459          */
4460         if (likely(slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail, &cnt)))
4461                 do_slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4462 }
4463
4464 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
4465 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
4466 {
4467         do_slab_free(cache, virt_to_slab(x), x, x, 1, addr);
4468 }
4469 #endif
4470
4471 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
4472 {
4473         struct slab *slab;
4474
4475         slab = virt_to_slab(obj);
4476         if (WARN_ONCE(!slab, "%s: Object is not a Slab page!\n", __func__))
4477                 return NULL;
4478         return slab->slab_cache;
4479 }
4480
4481 static inline struct kmem_cache *cache_from_obj(struct kmem_cache *s, void *x)
4482 {
4483         struct kmem_cache *cachep;
4484
4485         if (!IS_ENABLED(CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED) &&
4486             !kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS))
4487                 return s;
4488
4489         cachep = virt_to_cache(x);
4490         if (WARN(cachep && cachep != s,
4491                  "%s: Wrong slab cache. %s but object is from %s\n",
4492                  __func__, s->name, cachep->name))
4493                 print_tracking(cachep, x);
4494         return cachep;
4495 }
4496
4497 /**
4498  * kmem_cache_free - Deallocate an object
4499  * @s: The cache the allocation was from.
4500  * @x: The previously allocated object.
4501  *
4502  * Free an object which was previously allocated from this
4503  * cache.
4504  */
4505 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
4506 {
4507         s = cache_from_obj(s, x);
4508         if (!s)
4509                 return;
4510         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x, s);
4511         slab_free(s, virt_to_slab(x), x, _RET_IP_);
4512 }
4513 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
4514
4515 static void free_large_kmalloc(struct folio *folio, void *object)
4516 {
4517         unsigned int order = folio_order(folio);
4518
4519         if (WARN_ON_ONCE(order == 0))
4520                 pr_warn_once("object pointer: 0x%p\n", object);
4521
4522         kmemleak_free(object);
4523         kasan_kfree_large(object);
4524         kmsan_kfree_large(object);
4525
4526         lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4527                               -(PAGE_SIZE << order));
4528         folio_put(folio);
4529 }
4530
4531 /**
4532  * kfree - free previously allocated memory
4533  * @object: pointer returned by kmalloc() or kmem_cache_alloc()
4534  *
4535  * If @object is NULL, no operation is performed.
4536  */
4537 void kfree(const void *object)
4538 {
4539         struct folio *folio;
4540         struct slab *slab;
4541         struct kmem_cache *s;
4542         void *x = (void *)object;
4543
4544         trace_kfree(_RET_IP_, object);
4545
4546         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(object)))
4547                 return;
4548
4549         folio = virt_to_folio(object);
4550         if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
4551                 free_large_kmalloc(folio, (void *)object);
4552                 return;
4553         }
4554
4555         slab = folio_slab(folio);
4556         s = slab->slab_cache;
4557         slab_free(s, slab, x, _RET_IP_);
4558 }
4559 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4560
4561 struct detached_freelist {
4562         struct slab *slab;
4563         void *tail;
4564         void *freelist;
4565         int cnt;
4566         struct kmem_cache *s;
4567 };
4568
4569 /*
4570  * This function progressively scans the array with free objects (with
4571  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
4572  * slab.  It builds a detached freelist directly within the given
4573  * slab/objects.  This can happen without any need for
4574  * synchronization, because the objects are owned by running process.
4575  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
4576  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
4577  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
4578  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
4579  * to performance reasons.
4580  */
4581 static inline
4582 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
4583                             void **p, struct detached_freelist *df)
4584 {
4585         int lookahead = 3;
4586         void *object;
4587         struct folio *folio;
4588         size_t same;
4589
4590         object = p[--size];
4591         folio = virt_to_folio(object);
4592         if (!s) {
4593                 /* Handle kalloc'ed objects */
4594                 if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
4595                         free_large_kmalloc(folio, object);
4596                         df->slab = NULL;
4597                         return size;
4598                 }
4599                 /* Derive kmem_cache from object */
4600                 df->slab = folio_slab(folio);
4601                 df->s = df->slab->slab_cache;
4602         } else {
4603                 df->slab = folio_slab(folio);
4604                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
4605         }
4606
4607         /* Start new detached freelist */
4608         df->tail = object;
4609         df->freelist = object;
4610         df->cnt = 1;
4611
4612         if (is_kfence_address(object))
4613                 return size;
4614
4615         set_freepointer(df->s, object, NULL);
4616
4617         same = size;
4618         while (size) {
4619                 object = p[--size];
4620                 /* df->slab is always set at this point */
4621                 if (df->slab == virt_to_slab(object)) {
4622                         /* Opportunity build freelist */
4623                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
4624                         df->freelist = object;
4625                         df->cnt++;
4626                         same--;
4627                         if (size != same)
4628                                 swap(p[size], p[same]);
4629                         continue;
4630                 }
4631
4632                 /* Limit look ahead search */
4633                 if (!--lookahead)
4634                         break;
4635         }
4636
4637         return same;
4638 }
4639
4640 /*
4641  * Internal bulk free of objects that were not initialised by the post alloc
4642  * hooks and thus should not be processed by the free hooks
4643  */
4644 static void __kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
4645 {
4646         if (!size)
4647                 return;
4648
4649         do {
4650                 struct detached_freelist df;
4651
4652                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
4653                 if (!df.slab)
4654                         continue;
4655
4656                 do_slab_free(df.s, df.slab, df.freelist, df.tail, df.cnt,
4657                              _RET_IP_);
4658         } while (likely(size));
4659 }
4660
4661 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
4662 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
4663 {
4664         if (!size)
4665                 return;
4666
4667         do {
4668                 struct detached_freelist df;
4669
4670                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
4671                 if (!df.slab)
4672                         continue;
4673
4674                 slab_free_bulk(df.s, df.slab, df.freelist, df.tail, &p[size],
4675                                df.cnt, _RET_IP_);
4676         } while (likely(size));
4677 }
4678 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
4679
4680 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4681 static inline
4682 int __kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
4683                             void **p)
4684 {
4685         struct kmem_cache_cpu *c;
4686         unsigned long irqflags;
4687         int i;
4688
4689         /*
4690          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
4691          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
4692          * handlers invoking normal fastpath.
4693          */
4694         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4695         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4696
4697         for (i = 0; i < size; i++) {
4698                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
4699
4700                 if (unlikely(object)) {
4701                         p[i] = object;
4702                         continue;
4703                 }
4704
4705                 object = c->freelist;
4706                 if (unlikely(!object)) {
4707                         /*
4708                          * We may have removed an object from c->freelist using
4709                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
4710                          * c->tid has not been bumped yet.
4711                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
4712                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
4713                          */
4714                         c->tid = next_tid(c->tid);
4715
4716                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4717
4718                         /*
4719                          * Invoking slow path likely have side-effect
4720                          * of re-populating per CPU c->freelist
4721                          */
4722                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
4723                                             _RET_IP_, c, s->object_size);
4724                         if (unlikely(!p[i]))
4725                                 goto error;
4726
4727                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4728                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4729
4730                         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4731
4732                         continue; /* goto for-loop */
4733                 }
4734                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
4735                 p[i] = object;
4736                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4737                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
4738         }
4739         c->tid = next_tid(c->tid);
4740         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4741         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4742
4743         return i;
4744
4745 error:
4746         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4747         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
4748         return 0;
4749
4750 }
4751 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
4752 static int __kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
4753                                    size_t size, void **p)
4754 {
4755         int i;
4756
4757         for (i = 0; i < size; i++) {
4758                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
4759
4760                 if (unlikely(object)) {
4761                         p[i] = object;
4762                         continue;
4763                 }
4764
4765                 p[i] = __slab_alloc_node(s, flags, NUMA_NO_NODE,
4766                                          _RET_IP_, s->object_size);
4767                 if (unlikely(!p[i]))
4768                         goto error;
4769
4770                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4771         }
4772
4773         return i;
4774
4775 error:
4776         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
4777         return 0;
4778 }
4779 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4780
4781 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
4782 int kmem_cache_alloc_bulk_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
4783                                  void **p)
4784 {
4785         int i;
4786
4787         if (!size)
4788                 return 0;
4789
4790         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
4791         if (unlikely(!s))
4792                 return 0;
4793
4794         i = __kmem_cache_alloc_bulk(s, flags, size, p);
4795         if (unlikely(i == 0))
4796                 return 0;
4797
4798         /*
4799          * memcg and kmem_cache debug support and memory initialization.
4800          * Done outside of the IRQ disabled fastpath loop.
4801          */
4802         if (unlikely(!slab_post_alloc_hook(s, NULL, flags, size, p,
4803                     slab_want_init_on_alloc(flags, s), s->object_size))) {
4804                 return 0;
4805         }
4806         return i;
4807 }
4808 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk_noprof);
4809
4810
4811 /*
4812  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
4813  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
4814  * get the required alignment by putting one properly sized object after
4815  * another.
4816  *
4817  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
4818  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
4819  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
4820  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
4821  * locking overhead.
4822  */
4823
4824 /*
4825  * Minimum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
4826  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
4827  * and increases the number of allocations possible without having to
4828  * take the list_lock.
4829  */
4830 static unsigned int slub_min_order;
4831 static unsigned int slub_max_order =
4832         IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) ? 1 : PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
4833 static unsigned int slub_min_objects;
4834
4835 /*
4836  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
4837  *
4838  * The order of allocation has significant impact on performance and other
4839  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
4840  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
4841  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
4842  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
4843  * would be wasted.
4844  *
4845  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
4846  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
4847  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
4848  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
4849  *
4850  * slab_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
4851  * number of objects in a slab as critical. If we reach slab_max_order then
4852  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
4853  * of space in favor of a small page order.
4854  *
4855  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
4856  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
4857  * requested a higher minimum order then we start with that one instead of
4858  * the smallest order which will fit the object.
4859  */
4860 static inline unsigned int calc_slab_order(unsigned int size,
4861                 unsigned int min_order, unsigned int max_order,
4862                 unsigned int fract_leftover)
4863 {
4864         unsigned int order;
4865
4866         for (order = min_order; order <= max_order; order++) {
4867
4868                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
4869                 unsigned int rem;
4870
4871                 rem = slab_size % size;
4872
4873                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
4874                         break;
4875         }
4876
4877         return order;
4878 }
4879
4880 static inline int calculate_order(unsigned int size)
4881 {
4882         unsigned int order;
4883         unsigned int min_objects;
4884         unsigned int max_objects;
4885         unsigned int min_order;
4886
4887         min_objects = slub_min_objects;
4888         if (!min_objects) {
4889                 /*
4890                  * Some architectures will only update present cpus when
4891                  * onlining them, so don't trust the number if it's just 1. But
4892                  * we also don't want to use nr_cpu_ids always, as on some other
4893                  * architectures, there can be many possible cpus, but never
4894                  * onlined. Here we compromise between trying to avoid too high
4895                  * order on systems that appear larger than they are, and too
4896                  * low order on systems that appear smaller than they are.
4897                  */
4898                 unsigned int nr_cpus = num_present_cpus();
4899                 if (nr_cpus <= 1)
4900                         nr_cpus = nr_cpu_ids;
4901                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpus) + 1);
4902         }
4903         /* min_objects can't be 0 because get_order(0) is undefined */
4904         max_objects = max(order_objects(slub_max_order, size), 1U);
4905         min_objects = min(min_objects, max_objects);
4906
4907         min_order = max_t(unsigned int, slub_min_order,
4908                           get_order(min_objects * size));
4909         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
4910                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
4911
4912         /*
4913          * Attempt to find best configuration for a slab. This works by first
4914          * attempting to generate a layout with the best possible configuration
4915          * and backing off gradually.
4916          *
4917          * We start with accepting at most 1/16 waste and try to find the
4918          * smallest order from min_objects-derived/slab_min_order up to
4919          * slab_max_order that will satisfy the constraint. Note that increasing
4920          * the order can only result in same or less fractional waste, not more.
4921          *
4922          * If that fails, we increase the acceptable fraction of waste and try
4923          * again. The last iteration with fraction of 1/2 would effectively
4924          * accept any waste and give us the order determined by min_objects, as
4925          * long as at least single object fits within slab_max_order.
4926          */
4927         for (unsigned int fraction = 16; fraction > 1; fraction /= 2) {
4928                 order = calc_slab_order(size, min_order, slub_max_order,
4929                                         fraction);
4930                 if (order <= slub_max_order)
4931                         return order;
4932         }
4933
4934         /*
4935          * Doh this slab cannot be placed using slab_max_order.
4936          */
4937         order = get_order(size);
4938         if (order <= MAX_PAGE_ORDER)
4939                 return order;
4940         return -ENOSYS;
4941 }
4942
4943 static void
4944 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
4945 {
4946         n->nr_partial = 0;
4947         spin_lock_init(&n->list_lock);
4948         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
4949 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4950         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
4951         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
4952         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
4953 #endif
4954 }
4955
4956 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4957 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
4958 {
4959         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
4960                         NR_KMALLOC_TYPES * KMALLOC_SHIFT_HIGH *
4961                         sizeof(struct kmem_cache_cpu));
4962
4963         /*
4964          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
4965          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
4966          */
4967         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
4968                                      2 * sizeof(void *));
4969
4970         if (!s->cpu_slab)
4971                 return 0;
4972
4973         init_kmem_cache_cpus(s);
4974
4975         return 1;
4976 }
4977 #else
4978 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
4979 {
4980         return 1;
4981 }
4982 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4983
4984 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
4985
4986 /*
4987  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
4988  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
4989  * possible.
4990  *
4991  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
4992  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
4993  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
4994  */
4995 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
4996 {
4997         struct slab *slab;
4998         struct kmem_cache_node *n;
4999
5000         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
5001
5002         slab = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
5003
5004         BUG_ON(!slab);
5005         if (slab_nid(slab) != node) {
5006                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
5007                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
5008         }
5009
5010         n = slab->freelist;
5011         BUG_ON(!n);
5012 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5013         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
5014 #endif
5015         n = kasan_slab_alloc(kmem_cache_node, n, GFP_KERNEL, false);
5016         slab->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
5017         slab->inuse = 1;
5018         kmem_cache_node->node[node] = n;
5019         init_kmem_cache_node(n);
5020         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, slab->objects);
5021
5022         /*
5023          * No locks need to be taken here as it has just been
5024          * initialized and there is no concurrent access.
5025          */
5026         __add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_HEAD);
5027 }
5028
5029 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
5030 {
5031         int node;
5032         struct kmem_cache_node *n;
5033
5034         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5035                 s->node[node] = NULL;
5036                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
5037         }
5038 }
5039
5040 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
5041 {
5042         cache_random_seq_destroy(s);
5043 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
5044         free_percpu(s->cpu_slab);
5045 #endif
5046         free_kmem_cache_nodes(s);
5047 }
5048
5049 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
5050 {
5051         int node;
5052
5053         for_each_node_mask(node, slab_nodes) {
5054                 struct kmem_cache_node *n;
5055
5056                 if (slab_state == DOWN) {
5057                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
5058                         continue;
5059                 }
5060                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
5061                                                 GFP_KERNEL, node);
5062
5063                 if (!n) {
5064                         free_kmem_cache_nodes(s);
5065                         return 0;
5066                 }
5067
5068                 init_kmem_cache_node(n);
5069                 s->node[node] = n;
5070         }
5071         return 1;
5072 }
5073
5074 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
5075 {
5076 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
5077         unsigned int nr_objects;
5078
5079         /*
5080          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
5081          * per cpu partial lists of a processor.
5082          *
5083          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
5084          * object freed. If they are used for allocation then they can be
5085          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
5086          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
5087          *
5088          * For backwards compatibility reasons, this is determined as number
5089          * of objects, even though we now limit maximum number of pages, see
5090          * slub_set_cpu_partial()
5091          */
5092         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5093                 nr_objects = 0;
5094         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
5095                 nr_objects = 6;
5096         else if (s->size >= 1024)
5097                 nr_objects = 24;
5098         else if (s->size >= 256)
5099                 nr_objects = 52;
5100         else
5101                 nr_objects = 120;
5102
5103         slub_set_cpu_partial(s, nr_objects);
5104 #endif
5105 }
5106
5107 /*
5108  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
5109  * a slab object.
5110  */
5111 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
5112 {
5113         slab_flags_t flags = s->flags;
5114         unsigned int size = s->object_size;
5115         unsigned int order;
5116
5117         /*
5118          * Round up object size to the next word boundary. We can only
5119          * place the free pointer at word boundaries and this determines
5120          * the possible location of the free pointer.
5121          */
5122         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
5123
5124 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5125         /*
5126          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
5127          * the slab may touch the object after free or before allocation
5128          * then we should never poison the object itself.
5129          */
5130         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
5131                         !s->ctor)
5132                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
5133         else
5134                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
5135
5136
5137         /*
5138          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
5139          * end of the object and the free pointer. If not then add an
5140          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
5141          */
5142         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
5143                 size += sizeof(void *);
5144 #endif
5145
5146         /*
5147          * With that we have determined the number of bytes in actual use
5148          * by the object and redzoning.
5149          */
5150         s->inuse = size;
5151
5152         if (slub_debug_orig_size(s) ||
5153             (flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
5154             ((flags & SLAB_RED_ZONE) && s->object_size < sizeof(void *)) ||
5155             s->ctor) {
5156                 /*
5157                  * Relocate free pointer after the object if it is not
5158                  * permitted to overwrite the first word of the object on
5159                  * kmem_cache_free.
5160                  *
5161                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
5162                  * destructor, are poisoning the objects, or are
5163                  * redzoning an object smaller than sizeof(void *).
5164                  *
5165                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
5166                  * pointer is outside of the object is used in the
5167                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
5168                  * longer true, the function needs to be modified.
5169                  */
5170                 s->offset = size;
5171                 size += sizeof(void *);
5172         } else {
5173                 /*
5174                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
5175                  * it away from the edges of the object to avoid small
5176                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
5177                  */
5178                 s->offset = ALIGN_DOWN(s->object_size / 2, sizeof(void *));
5179         }
5180
5181 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5182         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
5183                 /*
5184                  * Need to store information about allocs and frees after
5185                  * the object.
5186                  */
5187                 size += 2 * sizeof(struct track);
5188
5189                 /* Save the original kmalloc request size */
5190                 if (flags & SLAB_KMALLOC)
5191                         size += sizeof(unsigned int);
5192         }
5193 #endif
5194
5195         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
5196 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5197         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
5198                 /*
5199                  * Add some empty padding so that we can catch
5200                  * overwrites from earlier objects rather than let
5201                  * tracking information or the free pointer be
5202                  * corrupted if a user writes before the start
5203                  * of the object.
5204                  */
5205                 size += sizeof(void *);
5206
5207                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
5208                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
5209                 size += s->red_left_pad;
5210         }
5211 #endif
5212
5213         /*
5214          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
5215          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
5216          * each object to conform to the alignment.
5217          */
5218         size = ALIGN(size, s->align);
5219         s->size = size;
5220         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
5221         order = calculate_order(size);
5222
5223         if ((int)order < 0)
5224                 return 0;
5225
5226         s->allocflags = __GFP_COMP;
5227
5228         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5229                 s->allocflags |= GFP_DMA;
5230
5231         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5232                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
5233
5234         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5235                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
5236
5237         /*
5238          * Determine the number of objects per slab
5239          */
5240         s->oo = oo_make(order, size);
5241         s->min = oo_make(get_order(size), size);
5242
5243         return !!oo_objects(s->oo);
5244 }
5245
5246 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
5247 {
5248         s->flags = kmem_cache_flags(flags, s->name);
5249 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
5250         s->random = get_random_long();
5251 #endif
5252
5253         if (!calculate_sizes(s))
5254                 goto error;
5255         if (disable_higher_order_debug) {
5256                 /*
5257                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
5258                  * order increased.
5259                  */
5260                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
5261                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
5262                         s->offset = 0;
5263                         if (!calculate_sizes(s))
5264                                 goto error;
5265                 }
5266         }
5267
5268 #ifdef system_has_freelist_aba
5269         if (system_has_freelist_aba() && !(s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG)) {
5270                 /* Enable fast mode */
5271                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
5272         }
5273 #endif
5274
5275         /*
5276          * The larger the object size is, the more slabs we want on the partial
5277          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
5278          */
5279         s->min_partial = min_t(unsigned long, MAX_PARTIAL, ilog2(s->size) / 2);
5280         s->min_partial = max_t(unsigned long, MIN_PARTIAL, s->min_partial);
5281
5282         set_cpu_partial(s);
5283
5284 #ifdef CONFIG_NUMA
5285         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
5286 #endif
5287
5288         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
5289         if (slab_state >= UP) {
5290                 if (init_cache_random_seq(s))
5291                         goto error;
5292         }
5293
5294         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
5295                 goto error;
5296
5297         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
5298                 return 0;
5299
5300 error:
5301         __kmem_cache_release(s);
5302         return -EINVAL;
5303 }
5304
5305 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
5306                               const char *text)
5307 {
5308 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5309         void *addr = slab_address(slab);
5310         void *p;
5311
5312         slab_err(s, slab, text, s->name);
5313
5314         spin_lock(&object_map_lock);
5315         __fill_map(object_map, s, slab);
5316
5317         for_each_object(p, s, addr, slab->objects) {
5318
5319                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), object_map)) {
5320                         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
5321                         print_tracking(s, p);
5322                 }
5323         }
5324         spin_unlock(&object_map_lock);
5325 #endif
5326 }
5327
5328 /*
5329  * Attempt to free all partial slabs on a node.
5330  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
5331  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
5332  */
5333 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
5334 {
5335         LIST_HEAD(discard);
5336         struct slab *slab, *h;
5337
5338         BUG_ON(irqs_disabled());
5339         spin_lock_irq(&n->list_lock);
5340         list_for_each_entry_safe(slab, h, &n->partial, slab_list) {
5341                 if (!slab->inuse) {
5342                         remove_partial(n, slab);
5343                         list_add(&slab->slab_list, &discard);
5344                 } else {
5345                         list_slab_objects(s, slab,
5346                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
5347                 }
5348         }
5349         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
5350
5351         list_for_each_entry_safe(slab, h, &discard, slab_list)
5352                 discard_slab(s, slab);
5353 }
5354
5355 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
5356 {
5357         int node;
5358         struct kmem_cache_node *n;
5359
5360         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
5361                 if (n->nr_partial || node_nr_slabs(n))
5362                         return false;
5363         return true;
5364 }
5365
5366 /*
5367  * Release all resources used by a slab cache.
5368  */
5369 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
5370 {
5371         int node;
5372         struct kmem_cache_node *n;
5373
5374         flush_all_cpus_locked(s);
5375         /* Attempt to free all objects */
5376         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5377                 free_partial(s, n);
5378                 if (n->nr_partial || node_nr_slabs(n))
5379                         return 1;
5380         }
5381         return 0;
5382 }
5383
5384 #ifdef CONFIG_PRINTK
5385 void __kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct slab *slab)
5386 {
5387         void *base;
5388         int __maybe_unused i;
5389         unsigned int objnr;
5390         void *objp;
5391         void *objp0;
5392         struct kmem_cache *s = slab->slab_cache;
5393         struct track __maybe_unused *trackp;
5394
5395         kpp->kp_ptr = object;
5396         kpp->kp_slab = slab;
5397         kpp->kp_slab_cache = s;
5398         base = slab_address(slab);
5399         objp0 = kasan_reset_tag(object);
5400 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5401         objp = restore_red_left(s, objp0);
5402 #else
5403         objp = objp0;
5404 #endif
5405         objnr = obj_to_index(s, slab, objp);
5406         kpp->kp_data_offset = (unsigned long)((char *)objp0 - (char *)objp);
5407         objp = base + s->size * objnr;
5408         kpp->kp_objp = objp;
5409         if (WARN_ON_ONCE(objp < base || objp >= base + slab->objects * s->size
5410                          || (objp - base) % s->size) ||
5411             !(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5412                 return;
5413 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5414         objp = fixup_red_left(s, objp);
5415         trackp = get_track(s, objp, TRACK_ALLOC);
5416         kpp->kp_ret = (void *)trackp->addr;
5417 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
5418         {
5419                 depot_stack_handle_t handle;
5420                 unsigned long *entries;
5421                 unsigned int nr_entries;
5422
5423                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
5424                 if (handle) {
5425                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
5426                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
5427                                 kpp->kp_stack[i] = (void *)entries[i];
5428                 }
5429
5430                 trackp = get_track(s, objp, TRACK_FREE);
5431                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
5432                 if (handle) {
5433                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
5434                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
5435                                 kpp->kp_free_stack[i] = (void *)entries[i];
5436                 }
5437         }
5438 #endif
5439 #endif
5440 }
5441 #endif
5442
5443 /********************************************************************
5444  *              Kmalloc subsystem
5445  *******************************************************************/
5446
5447 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
5448 {
5449         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
5450
5451         if (slub_min_order > slub_max_order)
5452                 slub_max_order = slub_min_order;
5453
5454         return 1;
5455 }
5456
5457 __setup("slab_min_order=", setup_slub_min_order);
5458 __setup_param("slub_min_order=", slub_min_order, setup_slub_min_order, 0);
5459
5460
5461 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
5462 {
5463         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
5464         slub_max_order = min_t(unsigned int, slub_max_order, MAX_PAGE_ORDER);
5465
5466         if (slub_min_order > slub_max_order)
5467                 slub_min_order = slub_max_order;
5468
5469         return 1;
5470 }
5471
5472 __setup("slab_max_order=", setup_slub_max_order);
5473 __setup_param("slub_max_order=", slub_max_order, setup_slub_max_order, 0);
5474
5475 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
5476 {
5477         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
5478
5479         return 1;
5480 }
5481
5482 __setup("slab_min_objects=", setup_slub_min_objects);
5483 __setup_param("slub_min_objects=", slub_min_objects, setup_slub_min_objects, 0);
5484
5485 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
5486 /*
5487  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
5488  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
5489  * cache's usercopy region.
5490  *
5491  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
5492  * to indicate an error.
5493  */
5494 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n,
5495                          const struct slab *slab, bool to_user)
5496 {
5497         struct kmem_cache *s;
5498         unsigned int offset;
5499         bool is_kfence = is_kfence_address(ptr);
5500
5501         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
5502
5503         /* Find object and usable object size. */
5504         s = slab->slab_cache;
5505
5506         /* Reject impossible pointers. */
5507         if (ptr < slab_address(slab))
5508                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
5509                                to_user, 0, n);
5510
5511         /* Find offset within object. */
5512         if (is_kfence)
5513                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
5514         else
5515                 offset = (ptr - slab_address(slab)) % s->size;
5516
5517         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
5518         if (!is_kfence && kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
5519                 if (offset < s->red_left_pad)
5520                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
5521                                        s->name, to_user, offset, n);
5522                 offset -= s->red_left_pad;
5523         }
5524
5525         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
5526         if (offset >= s->useroffset &&
5527             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
5528             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
5529                 return;
5530
5531         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
5532 }
5533 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
5534
5535 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
5536
5537 /*
5538  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
5539  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
5540  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
5541  *
5542  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
5543  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
5544  * are freed in them.
5545  */
5546 static int __kmem_cache_do_shrink(struct kmem_cache *s)
5547 {
5548         int node;
5549         int i;
5550         struct kmem_cache_node *n;
5551         struct slab *slab;
5552         struct slab *t;
5553         struct list_head discard;
5554         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
5555         unsigned long flags;
5556         int ret = 0;
5557
5558         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5559                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
5560                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
5561                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
5562
5563                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5564
5565                 /*
5566                  * Build lists of slabs to discard or promote.
5567                  *
5568                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
5569                  * list_lock. slab->inuse here is the upper limit.
5570                  */
5571                 list_for_each_entry_safe(slab, t, &n->partial, slab_list) {
5572                         int free = slab->objects - slab->inuse;
5573
5574                         /* Do not reread slab->inuse */
5575                         barrier();
5576
5577                         /* We do not keep full slabs on the list */
5578                         BUG_ON(free <= 0);
5579
5580                         if (free == slab->objects) {
5581                                 list_move(&slab->slab_list, &discard);
5582                                 slab_clear_node_partial(slab);
5583                                 n->nr_partial--;
5584                                 dec_slabs_node(s, node, slab->objects);
5585                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
5586                                 list_move(&slab->slab_list, promote + free - 1);
5587                 }
5588
5589                 /*
5590                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
5591                  * partial list.
5592                  */
5593                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
5594                         list_splice(promote + i, &n->partial);
5595
5596                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5597
5598                 /* Release empty slabs */
5599                 list_for_each_entry_safe(slab, t, &discard, slab_list)
5600                         free_slab(s, slab);
5601
5602                 if (node_nr_slabs(n))
5603                         ret = 1;
5604         }
5605
5606         return ret;
5607 }
5608
5609 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
5610 {
5611         flush_all(s);
5612         return __kmem_cache_do_shrink(s);
5613 }
5614
5615 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
5616 {
5617         struct kmem_cache *s;
5618
5619         mutex_lock(&slab_mutex);
5620         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5621                 flush_all_cpus_locked(s);
5622                 __kmem_cache_do_shrink(s);
5623         }
5624         mutex_unlock(&slab_mutex);
5625
5626         return 0;
5627 }
5628
5629 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
5630 {
5631         struct memory_notify *marg = arg;
5632         int offline_node;
5633
5634         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
5635
5636         /*
5637          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
5638          * for it yet.
5639          */
5640         if (offline_node < 0)
5641                 return;
5642
5643         mutex_lock(&slab_mutex);
5644         node_clear(offline_node, slab_nodes);
5645         /*
5646          * We no longer free kmem_cache_node structures here, as it would be
5647          * racy with all get_node() users, and infeasible to protect them with
5648          * slab_mutex.
5649          */
5650         mutex_unlock(&slab_mutex);
5651 }
5652
5653 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
5654 {
5655         struct kmem_cache_node *n;
5656         struct kmem_cache *s;
5657         struct memory_notify *marg = arg;
5658         int nid = marg->status_change_nid_normal;
5659         int ret = 0;
5660
5661         /*
5662          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
5663          * already created. Nothing to do.
5664          */
5665         if (nid < 0)
5666                 return 0;
5667
5668         /*
5669          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
5670          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
5671          * online.
5672          */
5673         mutex_lock(&slab_mutex);
5674         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5675                 /*
5676                  * The structure may already exist if the node was previously
5677                  * onlined and offlined.
5678                  */
5679                 if (get_node(s, nid))
5680                         continue;
5681                 /*
5682                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
5683                  *      since memory is not yet available from the node that
5684                  *      is brought up.
5685                  */
5686                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
5687                 if (!n) {
5688                         ret = -ENOMEM;
5689                         goto out;
5690                 }
5691                 init_kmem_cache_node(n);
5692                 s->node[nid] = n;
5693         }
5694         /*
5695          * Any cache created after this point will also have kmem_cache_node
5696          * initialized for the new node.
5697          */
5698         node_set(nid, slab_nodes);
5699 out:
5700         mutex_unlock(&slab_mutex);
5701         return ret;
5702 }
5703
5704 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
5705                                 unsigned long action, void *arg)
5706 {
5707         int ret = 0;
5708
5709         switch (action) {
5710         case MEM_GOING_ONLINE:
5711                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
5712                 break;
5713         case MEM_GOING_OFFLINE:
5714                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
5715                 break;
5716         case MEM_OFFLINE:
5717         case MEM_CANCEL_ONLINE:
5718                 slab_mem_offline_callback(arg);
5719                 break;
5720         case MEM_ONLINE:
5721         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
5722                 break;
5723         }
5724         if (ret)
5725                 ret = notifier_from_errno(ret);
5726         else
5727                 ret = NOTIFY_OK;
5728         return ret;
5729 }
5730
5731 /********************************************************************
5732  *                      Basic setup of slabs
5733  *******************************************************************/
5734
5735 /*
5736  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
5737  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
5738  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
5739  */
5740
5741 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
5742 {
5743         int node;
5744         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
5745         struct kmem_cache_node *n;
5746
5747         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
5748
5749         /*
5750          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
5751          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
5752          * IPIs around.
5753          */
5754         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
5755         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5756                 struct slab *p;
5757
5758                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
5759                         p->slab_cache = s;
5760
5761 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5762                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
5763                         p->slab_cache = s;
5764 #endif
5765         }
5766         list_add(&s->list, &slab_caches);
5767         return s;
5768 }
5769
5770 void __init kmem_cache_init(void)
5771 {
5772         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
5773                 boot_kmem_cache_node;
5774         int node;
5775
5776         if (debug_guardpage_minorder())
5777                 slub_max_order = 0;
5778
5779         /* Print slub debugging pointers without hashing */
5780         if (__slub_debug_enabled())
5781                 no_hash_pointers_enable(NULL);
5782
5783         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
5784         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
5785
5786         /*
5787          * Initialize the nodemask for which we will allocate per node
5788          * structures. Here we don't need taking slab_mutex yet.
5789          */
5790         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
5791                 node_set(node, slab_nodes);
5792
5793         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
5794                         sizeof(struct kmem_cache_node),
5795                         SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_NO_OBJ_EXT, 0, 0);
5796
5797         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
5798
5799         /* Able to allocate the per node structures */
5800         slab_state = PARTIAL;
5801
5802         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
5803                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
5804                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
5805                         SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_NO_OBJ_EXT, 0, 0);
5806
5807         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
5808         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
5809
5810         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
5811         setup_kmalloc_cache_index_table();
5812         create_kmalloc_caches();
5813
5814         /* Setup random freelists for each cache */
5815         init_freelist_randomization();
5816
5817         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
5818                                   slub_cpu_dead);
5819
5820         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
5821                 cache_line_size(),
5822                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
5823                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
5824 }
5825
5826 void __init kmem_cache_init_late(void)
5827 {
5828 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
5829         flushwq = alloc_workqueue("slub_flushwq", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
5830         WARN_ON(!flushwq);
5831 #endif
5832 }
5833
5834 struct kmem_cache *
5835 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
5836                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
5837 {
5838         struct kmem_cache *s;
5839
5840         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
5841         if (s) {
5842                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
5843                         return NULL;
5844
5845                 s->refcount++;
5846
5847                 /*
5848                  * Adjust the object sizes so that we clear
5849                  * the complete object on kzalloc.
5850                  */
5851                 s->object_size = max(s->object_size, size);
5852                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
5853         }
5854
5855         return s;
5856 }
5857
5858 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
5859 {
5860         int err;
5861
5862         err = kmem_cache_open(s, flags);
5863         if (err)
5864                 return err;
5865
5866         /* Mutex is not taken during early boot */
5867         if (slab_state <= UP)
5868                 return 0;
5869
5870         err = sysfs_slab_add(s);
5871         if (err) {
5872                 __kmem_cache_release(s);
5873                 return err;
5874         }
5875
5876         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
5877                 debugfs_slab_add(s);
5878
5879         return 0;
5880 }
5881
5882 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
5883 static int count_inuse(struct slab *slab)
5884 {
5885         return slab->inuse;
5886 }
5887
5888 static int count_total(struct slab *slab)
5889 {
5890         return slab->objects;
5891 }
5892 #endif
5893
5894 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5895 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
5896                           unsigned long *obj_map)
5897 {
5898         void *p;
5899         void *addr = slab_address(slab);
5900
5901         if (!check_slab(s, slab) || !on_freelist(s, slab, NULL))
5902                 return;
5903
5904         /* Now we know that a valid freelist exists */
5905         __fill_map(obj_map, s, slab);
5906         for_each_object(p, s, addr, slab->objects) {
5907                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map) ?
5908                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
5909
5910                 if (!check_object(s, slab, p, val))
5911                         break;
5912         }
5913 }
5914
5915 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
5916                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *obj_map)
5917 {
5918         unsigned long count = 0;
5919         struct slab *slab;
5920         unsigned long flags;
5921
5922         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5923
5924         list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list) {
5925                 validate_slab(s, slab, obj_map);
5926                 count++;
5927         }
5928         if (count != n->nr_partial) {
5929                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
5930                        s->name, count, n->nr_partial);
5931                 slab_add_kunit_errors();
5932         }
5933
5934         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5935                 goto out;
5936
5937         list_for_each_entry(slab, &n->full, slab_list) {
5938                 validate_slab(s, slab, obj_map);
5939                 count++;
5940         }
5941         if (count != node_nr_slabs(n)) {
5942                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
5943                        s->name, count, node_nr_slabs(n));
5944                 slab_add_kunit_errors();
5945         }
5946
5947 out:
5948         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5949         return count;
5950 }
5951
5952 long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
5953 {
5954         int node;
5955         unsigned long count = 0;
5956         struct kmem_cache_node *n;
5957         unsigned long *obj_map;
5958
5959         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
5960         if (!obj_map)
5961                 return -ENOMEM;
5962
5963         flush_all(s);
5964         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
5965                 count += validate_slab_node(s, n, obj_map);
5966
5967         bitmap_free(obj_map);
5968
5969         return count;
5970 }
5971 EXPORT_SYMBOL(validate_slab_cache);
5972
5973 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
5974 /*
5975  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
5976  * and freed.
5977  */
5978
5979 struct location {
5980         depot_stack_handle_t handle;
5981         unsigned long count;
5982         unsigned long addr;
5983         unsigned long waste;
5984         long long sum_time;
5985         long min_time;
5986         long max_time;
5987         long min_pid;
5988         long max_pid;
5989         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
5990         nodemask_t nodes;
5991 };
5992
5993 struct loc_track {
5994         unsigned long max;
5995         unsigned long count;
5996         struct location *loc;
5997         loff_t idx;
5998 };
5999
6000 static struct dentry *slab_debugfs_root;
6001
6002 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
6003 {
6004         if (t->max)
6005                 free_pages((unsigned long)t->loc,
6006                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
6007 }
6008
6009 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
6010 {
6011         struct location *l;
6012         int order;
6013
6014         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
6015
6016         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
6017         if (!l)
6018                 return 0;
6019
6020         if (t->count) {
6021                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
6022                 free_loc_track(t);
6023         }
6024         t->max = max;
6025         t->loc = l;
6026         return 1;
6027 }
6028
6029 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
6030                                 const struct track *track,
6031                                 unsigned int orig_size)
6032 {
6033         long start, end, pos;
6034         struct location *l;
6035         unsigned long caddr, chandle, cwaste;
6036         unsigned long age = jiffies - track->when;
6037         depot_stack_handle_t handle = 0;
6038         unsigned int waste = s->object_size - orig_size;
6039
6040 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
6041         handle = READ_ONCE(track->handle);
6042 #endif
6043         start = -1;
6044         end = t->count;
6045
6046         for ( ; ; ) {
6047                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
6048
6049                 /*
6050                  * There is nothing at "end". If we end up there
6051                  * we need to add something to before end.
6052                  */
6053                 if (pos == end)
6054                         break;
6055
6056                 l = &t->loc[pos];
6057                 caddr = l->addr;
6058                 chandle = l->handle;
6059                 cwaste = l->waste;
6060                 if ((track->addr == caddr) && (handle == chandle) &&
6061                         (waste == cwaste)) {
6062
6063                         l->count++;
6064                         if (track->when) {
6065                                 l->sum_time += age;
6066                                 if (age < l->min_time)
6067                                         l->min_time = age;
6068                                 if (age > l->max_time)
6069                                         l->max_time = age;
6070
6071                                 if (track->pid < l->min_pid)
6072                                         l->min_pid = track->pid;
6073                                 if (track->pid > l->max_pid)
6074                                         l->max_pid = track->pid;
6075
6076                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
6077                                                 to_cpumask(l->cpus));
6078                         }
6079                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
6080                         return 1;
6081                 }
6082
6083                 if (track->addr < caddr)
6084                         end = pos;
6085                 else if (track->addr == caddr && handle < chandle)
6086                         end = pos;
6087                 else if (track->addr == caddr && handle == chandle &&
6088                                 waste < cwaste)
6089                         end = pos;
6090                 else
6091                         start = pos;
6092         }
6093
6094         /*
6095          * Not found. Insert new tracking element.
6096          */
6097         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
6098                 return 0;
6099
6100         l = t->loc + pos;
6101         if (pos < t->count)
6102                 memmove(l + 1, l,
6103                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
6104         t->count++;
6105         l->count = 1;
6106         l->addr = track->addr;
6107         l->sum_time = age;
6108         l->min_time = age;
6109         l->max_time = age;
6110         l->min_pid = track->pid;
6111         l->max_pid = track->pid;
6112         l->handle = handle;
6113         l->waste = waste;
6114         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
6115         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
6116         nodes_clear(l->nodes);
6117         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
6118         return 1;
6119 }
6120
6121 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
6122                 struct slab *slab, enum track_item alloc,
6123                 unsigned long *obj_map)
6124 {
6125         void *addr = slab_address(slab);
6126         bool is_alloc = (alloc == TRACK_ALLOC);
6127         void *p;
6128
6129         __fill_map(obj_map, s, slab);
6130
6131         for_each_object(p, s, addr, slab->objects)
6132                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map))
6133                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc),
6134                                      is_alloc ? get_orig_size(s, p) :
6135                                                 s->object_size);
6136 }
6137 #endif  /* CONFIG_DEBUG_FS   */
6138 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
6139
6140 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
6141 enum slab_stat_type {
6142         SL_ALL,                 /* All slabs */
6143         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
6144         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
6145         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
6146         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
6147 };
6148
6149 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
6150 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
6151 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
6152 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
6153 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
6154
6155 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
6156                                  char *buf, unsigned long flags)
6157 {
6158         unsigned long total = 0;
6159         int node;
6160         int x;
6161         unsigned long *nodes;
6162         int len = 0;
6163
6164         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
6165         if (!nodes)
6166                 return -ENOMEM;
6167
6168         if (flags & SO_CPU) {
6169                 int cpu;
6170
6171                 for_each_possible_cpu(cpu) {
6172                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
6173                                                                cpu);
6174                         int node;
6175                         struct slab *slab;
6176
6177                         slab = READ_ONCE(c->slab);
6178                         if (!slab)
6179                                 continue;
6180
6181                         node = slab_nid(slab);
6182                         if (flags & SO_TOTAL)
6183                                 x = slab->objects;
6184                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6185                                 x = slab->inuse;
6186                         else
6187                                 x = 1;
6188
6189                         total += x;
6190                         nodes[node] += x;
6191
6192 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6193                         slab = slub_percpu_partial_read_once(c);
6194                         if (slab) {
6195                                 node = slab_nid(slab);
6196                                 if (flags & SO_TOTAL)
6197                                         WARN_ON_ONCE(1);
6198                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
6199                                         WARN_ON_ONCE(1);
6200                                 else
6201                                         x = data_race(slab->slabs);
6202                                 total += x;
6203                                 nodes[node] += x;
6204                         }
6205 #endif
6206                 }
6207         }
6208
6209         /*
6210          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
6211          * already held which will conflict with an existing lock order:
6212          *
6213          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
6214          *
6215          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
6216          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
6217          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
6218          */
6219
6220 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6221         if (flags & SO_ALL) {
6222                 struct kmem_cache_node *n;
6223
6224                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6225
6226                         if (flags & SO_TOTAL)
6227                                 x = node_nr_objs(n);
6228                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6229                                 x = node_nr_objs(n) - count_partial(n, count_free);
6230                         else
6231                                 x = node_nr_slabs(n);
6232                         total += x;
6233                         nodes[node] += x;
6234                 }
6235
6236         } else
6237 #endif
6238         if (flags & SO_PARTIAL) {
6239                 struct kmem_cache_node *n;
6240
6241                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6242                         if (flags & SO_TOTAL)
6243                                 x = count_partial(n, count_total);
6244                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6245                                 x = count_partial(n, count_inuse);
6246                         else
6247                                 x = n->nr_partial;
6248                         total += x;
6249                         nodes[node] += x;
6250                 }
6251         }
6252
6253         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", total);
6254 #ifdef CONFIG_NUMA
6255         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
6256                 if (nodes[node])
6257                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " N%d=%lu",
6258                                              node, nodes[node]);
6259         }
6260 #endif
6261         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6262         kfree(nodes);
6263
6264         return len;
6265 }
6266
6267 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
6268 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
6269
6270 struct slab_attribute {
6271         struct attribute attr;
6272         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
6273         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
6274 };
6275
6276 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
6277         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO_MODE(_name, 0400)
6278
6279 #define SLAB_ATTR(_name) \
6280         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RW_MODE(_name, 0600)
6281
6282 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6283 {
6284         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->size);
6285 }
6286 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
6287
6288 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6289 {
6290         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->align);
6291 }
6292 SLAB_ATTR_RO(align);
6293
6294 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6295 {
6296         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->object_size);
6297 }
6298 SLAB_ATTR_RO(object_size);
6299
6300 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6301 {
6302         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
6303 }
6304 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
6305
6306 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6307 {
6308         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
6309 }
6310 SLAB_ATTR_RO(order);
6311
6312 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6313 {
6314         return sysfs_emit(buf, "%lu\n", s->min_partial);
6315 }
6316
6317 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6318                                  size_t length)
6319 {
6320         unsigned long min;
6321         int err;
6322
6323         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
6324         if (err)
6325                 return err;
6326
6327         s->min_partial = min;
6328         return length;
6329 }
6330 SLAB_ATTR(min_partial);
6331
6332 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6333 {
6334         unsigned int nr_partial = 0;
6335 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6336         nr_partial = s->cpu_partial;
6337 #endif
6338
6339         return sysfs_emit(buf, "%u\n", nr_partial);
6340 }
6341
6342 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6343                                  size_t length)
6344 {
6345         unsigned int objects;
6346         int err;
6347
6348         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
6349         if (err)
6350                 return err;
6351         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
6352                 return -EINVAL;
6353
6354         slub_set_cpu_partial(s, objects);
6355         flush_all(s);
6356         return length;
6357 }
6358 SLAB_ATTR(cpu_partial);
6359
6360 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6361 {
6362         if (!s->ctor)
6363                 return 0;
6364         return sysfs_emit(buf, "%pS\n", s->ctor);
6365 }
6366 SLAB_ATTR_RO(ctor);
6367
6368 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6369 {
6370         return sysfs_emit(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
6371 }
6372 SLAB_ATTR_RO(aliases);
6373
6374 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6375 {
6376         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
6377 }
6378 SLAB_ATTR_RO(partial);
6379
6380 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6381 {
6382         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
6383 }
6384 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
6385
6386 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6387 {
6388         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
6389 }
6390 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
6391
6392 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6393 {
6394         int objects = 0;
6395         int slabs = 0;
6396         int cpu __maybe_unused;
6397         int len = 0;
6398
6399 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6400         for_each_online_cpu(cpu) {
6401                 struct slab *slab;
6402
6403                 slab = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
6404
6405                 if (slab)
6406                         slabs += data_race(slab->slabs);
6407         }
6408 #endif
6409
6410         /* Approximate half-full slabs, see slub_set_cpu_partial() */
6411         objects = (slabs * oo_objects(s->oo)) / 2;
6412         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%d(%d)", objects, slabs);
6413
6414 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6415         for_each_online_cpu(cpu) {
6416                 struct slab *slab;
6417
6418                 slab = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
6419                 if (slab) {
6420                         slabs = data_race(slab->slabs);
6421                         objects = (slabs * oo_objects(s->oo)) / 2;
6422                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%d(%d)",
6423                                              cpu, objects, slabs);
6424                 }
6425         }
6426 #endif
6427         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6428
6429         return len;
6430 }
6431 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
6432
6433 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6434 {
6435         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
6436 }
6437 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
6438
6439 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6440 {
6441         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
6442 }
6443 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
6444
6445 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
6446 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6447 {
6448         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
6449 }
6450 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
6451 #endif
6452
6453 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
6454 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6455 {
6456         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->usersize);
6457 }
6458 SLAB_ATTR_RO(usersize);
6459 #endif
6460
6461 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6462 {
6463         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
6464 }
6465 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
6466
6467 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6468 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6469 {
6470         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
6471 }
6472 SLAB_ATTR_RO(slabs);
6473
6474 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6475 {
6476         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
6477 }
6478 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
6479
6480 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6481 {
6482         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
6483 }
6484 SLAB_ATTR_RO(objects);
6485
6486 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6487 {
6488         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
6489 }
6490 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
6491
6492 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6493 {
6494         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
6495 }
6496 SLAB_ATTR_RO(trace);
6497
6498 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6499 {
6500         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
6501 }
6502
6503 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
6504
6505 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6506 {
6507         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
6508 }
6509
6510 SLAB_ATTR_RO(poison);
6511
6512 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6513 {
6514         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
6515 }
6516
6517 SLAB_ATTR_RO(store_user);
6518
6519 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6520 {
6521         return 0;
6522 }
6523
6524 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
6525                         const char *buf, size_t length)
6526 {
6527         int ret = -EINVAL;
6528
6529         if (buf[0] == '1' && kmem_cache_debug(s)) {
6530                 ret = validate_slab_cache(s);
6531                 if (ret >= 0)
6532                         ret = length;
6533         }
6534         return ret;
6535 }
6536 SLAB_ATTR(validate);
6537
6538 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
6539
6540 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
6541 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6542 {
6543         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
6544 }
6545
6546 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6547                                 size_t length)
6548 {
6549         if (s->refcount > 1)
6550                 return -EINVAL;
6551
6552         if (buf[0] == '1')
6553                 WRITE_ONCE(s->flags, s->flags | SLAB_FAILSLAB);
6554         else
6555                 WRITE_ONCE(s->flags, s->flags & ~SLAB_FAILSLAB);
6556
6557         return length;
6558 }
6559 SLAB_ATTR(failslab);
6560 #endif
6561
6562 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6563 {
6564         return 0;
6565 }
6566
6567 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
6568                         const char *buf, size_t length)
6569 {
6570         if (buf[0] == '1')
6571                 kmem_cache_shrink(s);
6572         else
6573                 return -EINVAL;
6574         return length;
6575 }
6576 SLAB_ATTR(shrink);
6577
6578 #ifdef CONFIG_NUMA
6579 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6580 {
6581         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
6582 }
6583
6584 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
6585                                 const char *buf, size_t length)
6586 {
6587         unsigned int ratio;
6588         int err;
6589
6590         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
6591         if (err)
6592                 return err;
6593         if (ratio > 100)
6594                 return -ERANGE;
6595
6596         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
6597
6598         return length;
6599 }
6600 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
6601 #endif
6602
6603 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
6604 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
6605 {
6606         unsigned long sum  = 0;
6607         int cpu;
6608         int len = 0;
6609         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
6610
6611         if (!data)
6612                 return -ENOMEM;
6613
6614         for_each_online_cpu(cpu) {
6615                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
6616
6617                 data[cpu] = x;
6618                 sum += x;
6619         }
6620
6621         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", sum);
6622
6623 #ifdef CONFIG_SMP
6624         for_each_online_cpu(cpu) {
6625                 if (data[cpu])
6626                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%u",
6627                                              cpu, data[cpu]);
6628         }
6629 #endif
6630         kfree(data);
6631         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6632
6633         return len;
6634 }
6635
6636 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
6637 {
6638         int cpu;
6639
6640         for_each_online_cpu(cpu)
6641                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
6642 }
6643
6644 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
6645 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
6646 {                                                               \
6647         return show_stat(s, buf, si);                           \
6648 }                                                               \
6649 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
6650                                 const char *buf, size_t length) \
6651 {                                                               \
6652         if (buf[0] != '0')                                      \
6653                 return -EINVAL;                                 \
6654         clear_stat(s, si);                                      \
6655         return length;                                          \
6656 }                                                               \
6657 SLAB_ATTR(text);                                                \
6658
6659 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
6660 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
6661 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
6662 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
6663 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
6664 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
6665 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
6666 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
6667 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
6668 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
6669 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
6670 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
6671 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
6672 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
6673 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
6674 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
6675 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
6676 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
6677 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
6678 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
6679 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
6680 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
6681 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
6682 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
6683 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
6684 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
6685 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
6686
6687 #ifdef CONFIG_KFENCE
6688 static ssize_t skip_kfence_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6689 {
6690         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_SKIP_KFENCE));
6691 }
6692
6693 static ssize_t skip_kfence_store(struct kmem_cache *s,
6694                         const char *buf, size_t length)
6695 {
6696         int ret = length;
6697
6698         if (buf[0] == '0')
6699                 s->flags &= ~SLAB_SKIP_KFENCE;
6700         else if (buf[0] == '1')
6701                 s->flags |= SLAB_SKIP_KFENCE;
6702         else
6703                 ret = -EINVAL;
6704
6705         return ret;
6706 }
6707 SLAB_ATTR(skip_kfence);
6708 #endif
6709
6710 static struct attribute *slab_attrs[] = {
6711         &slab_size_attr.attr,
6712         &object_size_attr.attr,
6713         &objs_per_slab_attr.attr,
6714         &order_attr.attr,
6715         &min_partial_attr.attr,
6716         &cpu_partial_attr.attr,
6717         &objects_partial_attr.attr,
6718         &partial_attr.attr,
6719         &cpu_slabs_attr.attr,
6720         &ctor_attr.attr,
6721         &aliases_attr.attr,
6722         &align_attr.attr,
6723         &hwcache_align_attr.attr,
6724         &reclaim_account_attr.attr,
6725         &destroy_by_rcu_attr.attr,
6726         &shrink_attr.attr,
6727         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
6728 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6729         &total_objects_attr.attr,
6730         &objects_attr.attr,
6731         &slabs_attr.attr,
6732         &sanity_checks_attr.attr,
6733         &trace_attr.attr,
6734         &red_zone_attr.attr,
6735         &poison_attr.attr,
6736         &store_user_attr.attr,
6737         &validate_attr.attr,
6738 #endif
6739 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
6740         &cache_dma_attr.attr,
6741 #endif
6742 #ifdef CONFIG_NUMA
6743         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
6744 #endif
6745 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
6746         &alloc_fastpath_attr.attr,
6747         &alloc_slowpath_attr.attr,
6748         &free_fastpath_attr.attr,
6749         &free_slowpath_attr.attr,
6750         &free_frozen_attr.attr,
6751         &free_add_partial_attr.attr,
6752         &free_remove_partial_attr.attr,
6753         &alloc_from_partial_attr.attr,
6754         &alloc_slab_attr.attr,
6755         &alloc_refill_attr.attr,
6756         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
6757         &free_slab_attr.attr,
6758         &cpuslab_flush_attr.attr,
6759         &deactivate_full_attr.attr,
6760         &deactivate_empty_attr.attr,
6761         &deactivate_to_head_attr.attr,
6762         &deactivate_to_tail_attr.attr,
6763         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
6764         &deactivate_bypass_attr.attr,
6765         &order_fallback_attr.attr,
6766         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
6767         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
6768         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
6769         &cpu_partial_free_attr.attr,
6770         &cpu_partial_node_attr.attr,
6771         &cpu_partial_drain_attr.attr,
6772 #endif
6773 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
6774         &failslab_attr.attr,
6775 #endif
6776 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
6777         &usersize_attr.attr,
6778 #endif
6779 #ifdef CONFIG_KFENCE
6780         &skip_kfence_attr.attr,
6781 #endif
6782
6783         NULL
6784 };
6785
6786 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
6787         .attrs = slab_attrs,
6788 };
6789
6790 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
6791                                 struct attribute *attr,
6792                                 char *buf)
6793 {
6794         struct slab_attribute *attribute;
6795         struct kmem_cache *s;
6796
6797         attribute = to_slab_attr(attr);
6798         s = to_slab(kobj);
6799
6800         if (!attribute->show)
6801                 return -EIO;
6802
6803         return attribute->show(s, buf);
6804 }
6805
6806 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
6807                                 struct attribute *attr,
6808                                 const char *buf, size_t len)
6809 {
6810         struct slab_attribute *attribute;
6811         struct kmem_cache *s;
6812
6813         attribute = to_slab_attr(attr);
6814         s = to_slab(kobj);
6815
6816         if (!attribute->store)
6817                 return -EIO;
6818
6819         return attribute->store(s, buf, len);
6820 }
6821
6822 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
6823 {
6824         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
6825 }
6826
6827 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
6828         .show = slab_attr_show,
6829         .store = slab_attr_store,
6830 };
6831
6832 static const struct kobj_type slab_ktype = {
6833         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
6834         .release = kmem_cache_release,
6835 };
6836
6837 static struct kset *slab_kset;
6838
6839 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
6840 {
6841         return slab_kset;
6842 }
6843
6844 #define ID_STR_LENGTH 32
6845
6846 /* Create a unique string id for a slab cache:
6847  *
6848  * Format       :[flags-]size
6849  */
6850 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
6851 {
6852         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
6853         char *p = name;
6854
6855         if (!name)
6856                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6857
6858         *p++ = ':';
6859         /*
6860          * First flags affecting slabcache operations. We will only
6861          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
6862          * too many flags. The flags here must cover all flags that
6863          * are matched during merging to guarantee that the id is
6864          * unique.
6865          */
6866         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
6867                 *p++ = 'd';
6868         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
6869                 *p++ = 'D';
6870         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
6871                 *p++ = 'a';
6872         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
6873                 *p++ = 'F';
6874         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
6875                 *p++ = 'A';
6876         if (p != name + 1)
6877                 *p++ = '-';
6878         p += snprintf(p, ID_STR_LENGTH - (p - name), "%07u", s->size);
6879
6880         if (WARN_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1)) {
6881                 kfree(name);
6882                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6883         }
6884         kmsan_unpoison_memory(name, p - name);
6885         return name;
6886 }
6887
6888 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
6889 {
6890         int err;
6891         const char *name;
6892         struct kset *kset = cache_kset(s);
6893         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
6894
6895         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
6896                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
6897                 unmergeable = 1;
6898
6899         if (unmergeable) {
6900                 /*
6901                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
6902                  * This is typically the case for debug situations. In that
6903                  * case we can catch duplicate names easily.
6904                  */
6905                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
6906                 name = s->name;
6907         } else {
6908                 /*
6909                  * Create a unique name for the slab as a target
6910                  * for the symlinks.
6911                  */
6912                 name = create_unique_id(s);
6913                 if (IS_ERR(name))
6914                         return PTR_ERR(name);
6915         }
6916
6917         s->kobj.kset = kset;
6918         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
6919         if (err)
6920                 goto out;
6921
6922         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
6923         if (err)
6924                 goto out_del_kobj;
6925
6926         if (!unmergeable) {
6927                 /* Setup first alias */
6928                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
6929         }
6930 out:
6931         if (!unmergeable)
6932                 kfree(name);
6933         return err;
6934 out_del_kobj:
6935         kobject_del(&s->kobj);
6936         goto out;
6937 }
6938
6939 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
6940 {
6941         kobject_del(&s->kobj);
6942 }
6943
6944 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
6945 {
6946         kobject_put(&s->kobj);
6947 }
6948
6949 /*
6950  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
6951  * available lest we lose that information.
6952  */
6953 struct saved_alias {
6954         struct kmem_cache *s;
6955         const char *name;
6956         struct saved_alias *next;
6957 };
6958
6959 static struct saved_alias *alias_list;
6960
6961 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
6962 {
6963         struct saved_alias *al;
6964
6965         if (slab_state == FULL) {
6966                 /*
6967                  * If we have a leftover link then remove it.
6968                  */
6969                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
6970                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
6971         }
6972
6973         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
6974         if (!al)
6975                 return -ENOMEM;
6976
6977         al->s = s;
6978         al->name = name;
6979         al->next = alias_list;
6980         alias_list = al;
6981         kmsan_unpoison_memory(al, sizeof(*al));
6982         return 0;
6983 }
6984
6985 static int __init slab_sysfs_init(void)
6986 {
6987         struct kmem_cache *s;
6988         int err;
6989
6990         mutex_lock(&slab_mutex);
6991
6992         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
6993         if (!slab_kset) {
6994                 mutex_unlock(&slab_mutex);
6995                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
6996                 return -ENOMEM;
6997         }
6998
6999         slab_state = FULL;
7000
7001         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
7002                 err = sysfs_slab_add(s);
7003                 if (err)
7004                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
7005                                s->name);
7006         }
7007
7008         while (alias_list) {
7009                 struct saved_alias *al = alias_list;
7010
7011                 alias_list = alias_list->next;
7012                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
7013                 if (err)
7014                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
7015                                al->name);
7016                 kfree(al);
7017         }
7018
7019         mutex_unlock(&slab_mutex);
7020         return 0;
7021 }
7022 late_initcall(slab_sysfs_init);
7023 #endif /* SLAB_SUPPORTS_SYSFS */
7024
7025 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) && defined(CONFIG_DEBUG_FS)
7026 static int slab_debugfs_show(struct seq_file *seq, void *v)
7027 {
7028         struct loc_track *t = seq->private;
7029         struct location *l;
7030         unsigned long idx;
7031
7032         idx = (unsigned long) t->idx;
7033         if (idx < t->count) {
7034                 l = &t->loc[idx];
7035
7036                 seq_printf(seq, "%7ld ", l->count);
7037
7038                 if (l->addr)
7039                         seq_printf(seq, "%pS", (void *)l->addr);
7040                 else
7041                         seq_puts(seq, "<not-available>");
7042
7043                 if (l->waste)
7044                         seq_printf(seq, " waste=%lu/%lu",
7045                                 l->count * l->waste, l->waste);
7046
7047                 if (l->sum_time != l->min_time) {
7048                         seq_printf(seq, " age=%ld/%llu/%ld",
7049                                 l->min_time, div_u64(l->sum_time, l->count),
7050                                 l->max_time);
7051                 } else
7052                         seq_printf(seq, " age=%ld", l->min_time);
7053
7054                 if (l->min_pid != l->max_pid)
7055                         seq_printf(seq, " pid=%ld-%ld", l->min_pid, l->max_pid);
7056                 else
7057                         seq_printf(seq, " pid=%ld",
7058                                 l->min_pid);
7059
7060                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)))
7061                         seq_printf(seq, " cpus=%*pbl",
7062                                  cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
7063
7064                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes))
7065                         seq_printf(seq, " nodes=%*pbl",
7066                                  nodemask_pr_args(&l->nodes));
7067
7068 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
7069                 {
7070                         depot_stack_handle_t handle;
7071                         unsigned long *entries;
7072                         unsigned int nr_entries, j;
7073
7074                         handle = READ_ONCE(l->handle);
7075                         if (handle) {
7076                                 nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
7077                                 seq_puts(seq, "\n");
7078                                 for (j = 0; j < nr_entries; j++)
7079                                         seq_printf(seq, "        %pS\n", (void *)entries[j]);
7080                         }
7081                 }
7082 #endif
7083                 seq_puts(seq, "\n");
7084         }
7085
7086         if (!idx && !t->count)
7087                 seq_puts(seq, "No data\n");
7088
7089         return 0;
7090 }
7091
7092 static void slab_debugfs_stop(struct seq_file *seq, void *v)
7093 {
7094 }
7095
7096 static void *slab_debugfs_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *ppos)
7097 {
7098         struct loc_track *t = seq->private;
7099
7100         t->idx = ++(*ppos);
7101         if (*ppos <= t->count)
7102                 return ppos;
7103
7104         return NULL;
7105 }
7106
7107 static int cmp_loc_by_count(const void *a, const void *b, const void *data)
7108 {
7109         struct location *loc1 = (struct location *)a;
7110         struct location *loc2 = (struct location *)b;
7111
7112         if (loc1->count > loc2->count)
7113                 return -1;
7114         else
7115                 return 1;
7116 }
7117
7118 static void *slab_debugfs_start(struct seq_file *seq, loff_t *ppos)
7119 {
7120         struct loc_track *t = seq->private;
7121
7122         t->idx = *ppos;
7123         return ppos;
7124 }
7125
7126 static const struct seq_operations slab_debugfs_sops = {
7127         .start  = slab_debugfs_start,
7128         .next   = slab_debugfs_next,
7129         .stop   = slab_debugfs_stop,
7130         .show   = slab_debugfs_show,
7131 };
7132
7133 static int slab_debug_trace_open(struct inode *inode, struct file *filep)
7134 {
7135
7136         struct kmem_cache_node *n;
7137         enum track_item alloc;
7138         int node;
7139         struct loc_track *t = __seq_open_private(filep, &slab_debugfs_sops,
7140                                                 sizeof(struct loc_track));
7141         struct kmem_cache *s = file_inode(filep)->i_private;
7142         unsigned long *obj_map;
7143
7144         if (!t)
7145                 return -ENOMEM;
7146
7147         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
7148         if (!obj_map) {
7149                 seq_release_private(inode, filep);
7150                 return -ENOMEM;
7151         }
7152
7153         if (strcmp(filep->f_path.dentry->d_name.name, "alloc_traces") == 0)
7154                 alloc = TRACK_ALLOC;
7155         else
7156                 alloc = TRACK_FREE;
7157
7158         if (!alloc_loc_track(t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location), GFP_KERNEL)) {
7159                 bitmap_free(obj_map);
7160                 seq_release_private(inode, filep);
7161                 return -ENOMEM;
7162         }
7163
7164         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
7165                 unsigned long flags;
7166                 struct slab *slab;
7167
7168                 if (!node_nr_slabs(n))
7169                         continue;
7170
7171                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
7172                 list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
7173                         process_slab(t, s, slab, alloc, obj_map);
7174                 list_for_each_entry(slab, &n->full, slab_list)
7175                         process_slab(t, s, slab, alloc, obj_map);
7176                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
7177         }
7178
7179         /* Sort locations by count */
7180         sort_r(t->loc, t->count, sizeof(struct location),
7181                 cmp_loc_by_count, NULL, NULL);
7182
7183         bitmap_free(obj_map);
7184         return 0;
7185 }
7186
7187 static int slab_debug_trace_release(struct inode *inode, struct file *file)
7188 {
7189         struct seq_file *seq = file->private_data;
7190         struct loc_track *t = seq->private;
7191
7192         free_loc_track(t);
7193         return seq_release_private(inode, file);
7194 }
7195
7196 static const struct file_operations slab_debugfs_fops = {
7197         .open    = slab_debug_trace_open,
7198         .read    = seq_read,
7199         .llseek  = seq_lseek,
7200         .release = slab_debug_trace_release,
7201 };
7202
7203 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
7204 {
7205         struct dentry *slab_cache_dir;
7206
7207         if (unlikely(!slab_debugfs_root))
7208                 return;
7209
7210         slab_cache_dir = debugfs_create_dir(s->name, slab_debugfs_root);
7211
7212         debugfs_create_file("alloc_traces", 0400,
7213                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
7214
7215         debugfs_create_file("free_traces", 0400,
7216                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
7217 }
7218
7219 void debugfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
7220 {
7221         debugfs_lookup_and_remove(s->name, slab_debugfs_root);
7222 }
7223
7224 static int __init slab_debugfs_init(void)
7225 {
7226         struct kmem_cache *s;
7227
7228         slab_debugfs_root = debugfs_create_dir("slab", NULL);
7229
7230         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
7231                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
7232                         debugfs_slab_add(s);
7233
7234         return 0;
7235
7236 }
7237 __initcall(slab_debugfs_init);
7238 #endif
7239 /*
7240  * The /proc/slabinfo ABI
7241  */
7242 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
7243 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
7244 {
7245         unsigned long nr_slabs = 0;
7246         unsigned long nr_objs = 0;
7247         unsigned long nr_free = 0;
7248         int node;
7249         struct kmem_cache_node *n;
7250
7251         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
7252                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
7253                 nr_objs += node_nr_objs(n);
7254                 nr_free += count_partial_free_approx(n);
7255         }
7256
7257         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
7258         sinfo->num_objs = nr_objs;
7259         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
7260         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
7261         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
7262         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
7263 }
7264 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
This page took 0.438468 seconds and 4 git commands to generate.