]> Git Repo - linux.git/blob - mm/slub.c
Bluetooth: btnxpuart: Enable Power Save feature on startup
[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 = READ_ONCE(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 ((old_exts & ~OBJEXTS_FLAGS_MASK) ||
1965                    cmpxchg(&slab->obj_exts, old_exts, new_exts) != old_exts) {
1966                 /*
1967                  * If the slab is already in use, somebody can allocate and
1968                  * assign slabobj_exts in parallel. In this case the existing
1969                  * objcg vector should be reused.
1970                  */
1971                 mark_objexts_empty(vec);
1972                 kfree(vec);
1973                 return 0;
1974         }
1975
1976         kmemleak_not_leak(vec);
1977         return 0;
1978 }
1979
1980 static inline void free_slab_obj_exts(struct slab *slab)
1981 {
1982         struct slabobj_ext *obj_exts;
1983
1984         obj_exts = slab_obj_exts(slab);
1985         if (!obj_exts)
1986                 return;
1987
1988         /*
1989          * obj_exts was created with __GFP_NO_OBJ_EXT flag, therefore its
1990          * corresponding extension will be NULL. alloc_tag_sub() will throw a
1991          * warning if slab has extensions but the extension of an object is
1992          * NULL, therefore replace NULL with CODETAG_EMPTY to indicate that
1993          * the extension for obj_exts is expected to be NULL.
1994          */
1995         mark_objexts_empty(obj_exts);
1996         kfree(obj_exts);
1997         slab->obj_exts = 0;
1998 }
1999
2000 static inline bool need_slab_obj_ext(void)
2001 {
2002         if (mem_alloc_profiling_enabled())
2003                 return true;
2004
2005         /*
2006          * CONFIG_MEMCG_KMEM creates vector of obj_cgroup objects conditionally
2007          * inside memcg_slab_post_alloc_hook. No other users for now.
2008          */
2009         return false;
2010 }
2011
2012 static inline struct slabobj_ext *
2013 prepare_slab_obj_exts_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *p)
2014 {
2015         struct slab *slab;
2016
2017         if (!p)
2018                 return NULL;
2019
2020         if (s->flags & (SLAB_NO_OBJ_EXT | SLAB_NOLEAKTRACE))
2021                 return NULL;
2022
2023         if (flags & __GFP_NO_OBJ_EXT)
2024                 return NULL;
2025
2026         slab = virt_to_slab(p);
2027         if (!slab_obj_exts(slab) &&
2028             WARN(alloc_slab_obj_exts(slab, s, flags, false),
2029                  "%s, %s: Failed to create slab extension vector!\n",
2030                  __func__, s->name))
2031                 return NULL;
2032
2033         return slab_obj_exts(slab) + obj_to_index(s, slab, p);
2034 }
2035
2036 static inline void
2037 alloc_tagging_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void **p,
2038                              int objects)
2039 {
2040 #ifdef CONFIG_MEM_ALLOC_PROFILING
2041         struct slabobj_ext *obj_exts;
2042         int i;
2043
2044         if (!mem_alloc_profiling_enabled())
2045                 return;
2046
2047         obj_exts = slab_obj_exts(slab);
2048         if (!obj_exts)
2049                 return;
2050
2051         for (i = 0; i < objects; i++) {
2052                 unsigned int off = obj_to_index(s, slab, p[i]);
2053
2054                 alloc_tag_sub(&obj_exts[off].ref, s->size);
2055         }
2056 #endif
2057 }
2058
2059 #else /* CONFIG_SLAB_OBJ_EXT */
2060
2061 static int alloc_slab_obj_exts(struct slab *slab, struct kmem_cache *s,
2062                                gfp_t gfp, bool new_slab)
2063 {
2064         return 0;
2065 }
2066
2067 static inline void free_slab_obj_exts(struct slab *slab)
2068 {
2069 }
2070
2071 static inline bool need_slab_obj_ext(void)
2072 {
2073         return false;
2074 }
2075
2076 static inline struct slabobj_ext *
2077 prepare_slab_obj_exts_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *p)
2078 {
2079         return NULL;
2080 }
2081
2082 static inline void
2083 alloc_tagging_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void **p,
2084                              int objects)
2085 {
2086 }
2087
2088 #endif /* CONFIG_SLAB_OBJ_EXT */
2089
2090 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2091
2092 static void memcg_alloc_abort_single(struct kmem_cache *s, void *object);
2093
2094 static __fastpath_inline
2095 bool memcg_slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
2096                                 gfp_t flags, size_t size, void **p)
2097 {
2098         if (likely(!memcg_kmem_online()))
2099                 return true;
2100
2101         if (likely(!(flags & __GFP_ACCOUNT) && !(s->flags & SLAB_ACCOUNT)))
2102                 return true;
2103
2104         if (likely(__memcg_slab_post_alloc_hook(s, lru, flags, size, p)))
2105                 return true;
2106
2107         if (likely(size == 1)) {
2108                 memcg_alloc_abort_single(s, *p);
2109                 *p = NULL;
2110         } else {
2111                 kmem_cache_free_bulk(s, size, p);
2112         }
2113
2114         return false;
2115 }
2116
2117 static __fastpath_inline
2118 void memcg_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void **p,
2119                           int objects)
2120 {
2121         struct slabobj_ext *obj_exts;
2122
2123         if (!memcg_kmem_online())
2124                 return;
2125
2126         obj_exts = slab_obj_exts(slab);
2127         if (likely(!obj_exts))
2128                 return;
2129
2130         __memcg_slab_free_hook(s, slab, p, objects, obj_exts);
2131 }
2132 #else /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2133 static inline bool memcg_slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
2134                                               struct list_lru *lru,
2135                                               gfp_t flags, size_t size,
2136                                               void **p)
2137 {
2138         return true;
2139 }
2140
2141 static inline void memcg_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2142                                         void **p, int objects)
2143 {
2144 }
2145 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2146
2147 /*
2148  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
2149  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
2150  *
2151  * Returns true if freeing of the object can proceed, false if its reuse
2152  * was delayed by KASAN quarantine, or it was returned to KFENCE.
2153  */
2154 static __always_inline
2155 bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x, bool init)
2156 {
2157         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
2158         kmsan_slab_free(s, x);
2159
2160         debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
2161
2162         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
2163                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
2164
2165         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
2166         if (!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
2167                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
2168                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
2169
2170         if (kfence_free(x))
2171                 return false;
2172
2173         /*
2174          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
2175          * kasan_slab_free and initialization memset's must be
2176          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
2177          *
2178          * The initialization memset's clear the object and the metadata,
2179          * but don't touch the SLAB redzone.
2180          *
2181          * The object's freepointer is also avoided if stored outside the
2182          * object.
2183          */
2184         if (unlikely(init)) {
2185                 int rsize;
2186                 unsigned int inuse;
2187
2188                 inuse = get_info_end(s);
2189                 if (!kasan_has_integrated_init())
2190                         memset(kasan_reset_tag(x), 0, s->object_size);
2191                 rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad : 0;
2192                 memset((char *)kasan_reset_tag(x) + inuse, 0,
2193                        s->size - inuse - rsize);
2194         }
2195         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse. */
2196         return !kasan_slab_free(s, x, init);
2197 }
2198
2199 static __fastpath_inline
2200 bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s, void **head, void **tail,
2201                              int *cnt)
2202 {
2203
2204         void *object;
2205         void *next = *head;
2206         void *old_tail = *tail;
2207         bool init;
2208
2209         if (is_kfence_address(next)) {
2210                 slab_free_hook(s, next, false);
2211                 return false;
2212         }
2213
2214         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
2215         *head = NULL;
2216         *tail = NULL;
2217
2218         init = slab_want_init_on_free(s);
2219
2220         do {
2221                 object = next;
2222                 next = get_freepointer(s, object);
2223
2224                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
2225                 if (likely(slab_free_hook(s, object, init))) {
2226                         /* Move object to the new freelist */
2227                         set_freepointer(s, object, *head);
2228                         *head = object;
2229                         if (!*tail)
2230                                 *tail = object;
2231                 } else {
2232                         /*
2233                          * Adjust the reconstructed freelist depth
2234                          * accordingly if object's reuse is delayed.
2235                          */
2236                         --(*cnt);
2237                 }
2238         } while (object != old_tail);
2239
2240         return *head != NULL;
2241 }
2242
2243 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, void *object)
2244 {
2245         setup_object_debug(s, object);
2246         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
2247         if (unlikely(s->ctor)) {
2248                 kasan_unpoison_new_object(s, object);
2249                 s->ctor(object);
2250                 kasan_poison_new_object(s, object);
2251         }
2252         return object;
2253 }
2254
2255 /*
2256  * Slab allocation and freeing
2257  */
2258 static inline struct slab *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
2259                 struct kmem_cache_order_objects oo)
2260 {
2261         struct folio *folio;
2262         struct slab *slab;
2263         unsigned int order = oo_order(oo);
2264
2265         folio = (struct folio *)alloc_pages_node(node, flags, order);
2266         if (!folio)
2267                 return NULL;
2268
2269         slab = folio_slab(folio);
2270         __folio_set_slab(folio);
2271         /* Make the flag visible before any changes to folio->mapping */
2272         smp_wmb();
2273         if (folio_is_pfmemalloc(folio))
2274                 slab_set_pfmemalloc(slab);
2275
2276         return slab;
2277 }
2278
2279 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
2280 /* Pre-initialize the random sequence cache */
2281 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
2282 {
2283         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
2284         int err;
2285
2286         /* Bailout if already initialised */
2287         if (s->random_seq)
2288                 return 0;
2289
2290         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
2291         if (err) {
2292                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
2293                         s->name);
2294                 return err;
2295         }
2296
2297         /* Transform to an offset on the set of pages */
2298         if (s->random_seq) {
2299                 unsigned int i;
2300
2301                 for (i = 0; i < count; i++)
2302                         s->random_seq[i] *= s->size;
2303         }
2304         return 0;
2305 }
2306
2307 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
2308 static void __init init_freelist_randomization(void)
2309 {
2310         struct kmem_cache *s;
2311
2312         mutex_lock(&slab_mutex);
2313
2314         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2315                 init_cache_random_seq(s);
2316
2317         mutex_unlock(&slab_mutex);
2318 }
2319
2320 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
2321 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s,
2322                                 unsigned long *pos, void *start,
2323                                 unsigned long page_limit,
2324                                 unsigned long freelist_count)
2325 {
2326         unsigned int idx;
2327
2328         /*
2329          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
2330          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
2331          */
2332         do {
2333                 idx = s->random_seq[*pos];
2334                 *pos += 1;
2335                 if (*pos >= freelist_count)
2336                         *pos = 0;
2337         } while (unlikely(idx >= page_limit));
2338
2339         return (char *)start + idx;
2340 }
2341
2342 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
2343 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2344 {
2345         void *start;
2346         void *cur;
2347         void *next;
2348         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
2349
2350         if (slab->objects < 2 || !s->random_seq)
2351                 return false;
2352
2353         freelist_count = oo_objects(s->oo);
2354         pos = get_random_u32_below(freelist_count);
2355
2356         page_limit = slab->objects * s->size;
2357         start = fixup_red_left(s, slab_address(slab));
2358
2359         /* First entry is used as the base of the freelist */
2360         cur = next_freelist_entry(s, &pos, start, page_limit, freelist_count);
2361         cur = setup_object(s, cur);
2362         slab->freelist = cur;
2363
2364         for (idx = 1; idx < slab->objects; idx++) {
2365                 next = next_freelist_entry(s, &pos, start, page_limit,
2366                         freelist_count);
2367                 next = setup_object(s, next);
2368                 set_freepointer(s, cur, next);
2369                 cur = next;
2370         }
2371         set_freepointer(s, cur, NULL);
2372
2373         return true;
2374 }
2375 #else
2376 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
2377 {
2378         return 0;
2379 }
2380 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
2381 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2382 {
2383         return false;
2384 }
2385 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
2386
2387 static __always_inline void account_slab(struct slab *slab, int order,
2388                                          struct kmem_cache *s, gfp_t gfp)
2389 {
2390         if (memcg_kmem_online() && (s->flags & SLAB_ACCOUNT))
2391                 alloc_slab_obj_exts(slab, s, gfp, true);
2392
2393         mod_node_page_state(slab_pgdat(slab), cache_vmstat_idx(s),
2394                             PAGE_SIZE << order);
2395 }
2396
2397 static __always_inline void unaccount_slab(struct slab *slab, int order,
2398                                            struct kmem_cache *s)
2399 {
2400         if (memcg_kmem_online() || need_slab_obj_ext())
2401                 free_slab_obj_exts(slab);
2402
2403         mod_node_page_state(slab_pgdat(slab), cache_vmstat_idx(s),
2404                             -(PAGE_SIZE << order));
2405 }
2406
2407 static struct slab *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
2408 {
2409         struct slab *slab;
2410         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
2411         gfp_t alloc_gfp;
2412         void *start, *p, *next;
2413         int idx;
2414         bool shuffle;
2415
2416         flags &= gfp_allowed_mask;
2417
2418         flags |= s->allocflags;
2419
2420         /*
2421          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
2422          * so we fall-back to the minimum order allocation.
2423          */
2424         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
2425         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
2426                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~__GFP_RECLAIM;
2427
2428         slab = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
2429         if (unlikely(!slab)) {
2430                 oo = s->min;
2431                 alloc_gfp = flags;
2432                 /*
2433                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
2434                  * Try a lower order alloc if possible
2435                  */
2436                 slab = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
2437                 if (unlikely(!slab))
2438                         return NULL;
2439                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
2440         }
2441
2442         slab->objects = oo_objects(oo);
2443         slab->inuse = 0;
2444         slab->frozen = 0;
2445
2446         account_slab(slab, oo_order(oo), s, flags);
2447
2448         slab->slab_cache = s;
2449
2450         kasan_poison_slab(slab);
2451
2452         start = slab_address(slab);
2453
2454         setup_slab_debug(s, slab, start);
2455
2456         shuffle = shuffle_freelist(s, slab);
2457
2458         if (!shuffle) {
2459                 start = fixup_red_left(s, start);
2460                 start = setup_object(s, start);
2461                 slab->freelist = start;
2462                 for (idx = 0, p = start; idx < slab->objects - 1; idx++) {
2463                         next = p + s->size;
2464                         next = setup_object(s, next);
2465                         set_freepointer(s, p, next);
2466                         p = next;
2467                 }
2468                 set_freepointer(s, p, NULL);
2469         }
2470
2471         return slab;
2472 }
2473
2474 static struct slab *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
2475 {
2476         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
2477                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
2478
2479         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2480
2481         return allocate_slab(s,
2482                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
2483 }
2484
2485 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2486 {
2487         struct folio *folio = slab_folio(slab);
2488         int order = folio_order(folio);
2489         int pages = 1 << order;
2490
2491         __slab_clear_pfmemalloc(slab);
2492         folio->mapping = NULL;
2493         /* Make the mapping reset visible before clearing the flag */
2494         smp_wmb();
2495         __folio_clear_slab(folio);
2496         mm_account_reclaimed_pages(pages);
2497         unaccount_slab(slab, order, s);
2498         __free_pages(&folio->page, order);
2499 }
2500
2501 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
2502 {
2503         struct slab *slab = container_of(h, struct slab, rcu_head);
2504
2505         __free_slab(slab->slab_cache, slab);
2506 }
2507
2508 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2509 {
2510         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
2511                 void *p;
2512
2513                 slab_pad_check(s, slab);
2514                 for_each_object(p, s, slab_address(slab), slab->objects)
2515                         check_object(s, slab, p, SLUB_RED_INACTIVE);
2516         }
2517
2518         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
2519                 call_rcu(&slab->rcu_head, rcu_free_slab);
2520         else
2521                 __free_slab(s, slab);
2522 }
2523
2524 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2525 {
2526         dec_slabs_node(s, slab_nid(slab), slab->objects);
2527         free_slab(s, slab);
2528 }
2529
2530 /*
2531  * SLUB reuses PG_workingset bit to keep track of whether it's on
2532  * the per-node partial list.
2533  */
2534 static inline bool slab_test_node_partial(const struct slab *slab)
2535 {
2536         return folio_test_workingset((struct folio *)slab_folio(slab));
2537 }
2538
2539 static inline void slab_set_node_partial(struct slab *slab)
2540 {
2541         set_bit(PG_workingset, folio_flags(slab_folio(slab), 0));
2542 }
2543
2544 static inline void slab_clear_node_partial(struct slab *slab)
2545 {
2546         clear_bit(PG_workingset, folio_flags(slab_folio(slab), 0));
2547 }
2548
2549 /*
2550  * Management of partially allocated slabs.
2551  */
2552 static inline void
2553 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab, int tail)
2554 {
2555         n->nr_partial++;
2556         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
2557                 list_add_tail(&slab->slab_list, &n->partial);
2558         else
2559                 list_add(&slab->slab_list, &n->partial);
2560         slab_set_node_partial(slab);
2561 }
2562
2563 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
2564                                 struct slab *slab, int tail)
2565 {
2566         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2567         __add_partial(n, slab, tail);
2568 }
2569
2570 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
2571                                         struct slab *slab)
2572 {
2573         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2574         list_del(&slab->slab_list);
2575         slab_clear_node_partial(slab);
2576         n->nr_partial--;
2577 }
2578
2579 /*
2580  * Called only for kmem_cache_debug() caches instead of remove_partial(), with a
2581  * slab from the n->partial list. Remove only a single object from the slab, do
2582  * the alloc_debug_processing() checks and leave the slab on the list, or move
2583  * it to full list if it was the last free object.
2584  */
2585 static void *alloc_single_from_partial(struct kmem_cache *s,
2586                 struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab, int orig_size)
2587 {
2588         void *object;
2589
2590         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2591
2592         object = slab->freelist;
2593         slab->freelist = get_freepointer(s, object);
2594         slab->inuse++;
2595
2596         if (!alloc_debug_processing(s, slab, object, orig_size)) {
2597                 remove_partial(n, slab);
2598                 return NULL;
2599         }
2600
2601         if (slab->inuse == slab->objects) {
2602                 remove_partial(n, slab);
2603                 add_full(s, n, slab);
2604         }
2605
2606         return object;
2607 }
2608
2609 /*
2610  * Called only for kmem_cache_debug() caches to allocate from a freshly
2611  * allocated slab. Allocate a single object instead of whole freelist
2612  * and put the slab to the partial (or full) list.
2613  */
2614 static void *alloc_single_from_new_slab(struct kmem_cache *s,
2615                                         struct slab *slab, int orig_size)
2616 {
2617         int nid = slab_nid(slab);
2618         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, nid);
2619         unsigned long flags;
2620         void *object;
2621
2622
2623         object = slab->freelist;
2624         slab->freelist = get_freepointer(s, object);
2625         slab->inuse = 1;
2626
2627         if (!alloc_debug_processing(s, slab, object, orig_size))
2628                 /*
2629                  * It's not really expected that this would fail on a
2630                  * freshly allocated slab, but a concurrent memory
2631                  * corruption in theory could cause that.
2632                  */
2633                 return NULL;
2634
2635         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2636
2637         if (slab->inuse == slab->objects)
2638                 add_full(s, n, slab);
2639         else
2640                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2641
2642         inc_slabs_node(s, nid, slab->objects);
2643         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2644
2645         return object;
2646 }
2647
2648 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2649 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, int drain);
2650 #else
2651 static inline void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2652                                    int drain) { }
2653 #endif
2654 static inline bool pfmemalloc_match(struct slab *slab, gfp_t gfpflags);
2655
2656 /*
2657  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
2658  */
2659 static struct slab *get_partial_node(struct kmem_cache *s,
2660                                      struct kmem_cache_node *n,
2661                                      struct partial_context *pc)
2662 {
2663         struct slab *slab, *slab2, *partial = NULL;
2664         unsigned long flags;
2665         unsigned int partial_slabs = 0;
2666
2667         /*
2668          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
2669          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
2670          * partial slab and there is none available then get_partial()
2671          * will return NULL.
2672          */
2673         if (!n || !n->nr_partial)
2674                 return NULL;
2675
2676         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2677         list_for_each_entry_safe(slab, slab2, &n->partial, slab_list) {
2678                 if (!pfmemalloc_match(slab, pc->flags))
2679                         continue;
2680
2681                 if (IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) || kmem_cache_debug(s)) {
2682                         void *object = alloc_single_from_partial(s, n, slab,
2683                                                         pc->orig_size);
2684                         if (object) {
2685                                 partial = slab;
2686                                 pc->object = object;
2687                                 break;
2688                         }
2689                         continue;
2690                 }
2691
2692                 remove_partial(n, slab);
2693
2694                 if (!partial) {
2695                         partial = slab;
2696                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
2697
2698                         if ((slub_get_cpu_partial(s) == 0)) {
2699                                 break;
2700                         }
2701                 } else {
2702                         put_cpu_partial(s, slab, 0);
2703                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
2704
2705                         if (++partial_slabs > slub_get_cpu_partial(s) / 2) {
2706                                 break;
2707                         }
2708                 }
2709         }
2710         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2711         return partial;
2712 }
2713
2714 /*
2715  * Get a slab from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2716  */
2717 static struct slab *get_any_partial(struct kmem_cache *s,
2718                                     struct partial_context *pc)
2719 {
2720 #ifdef CONFIG_NUMA
2721         struct zonelist *zonelist;
2722         struct zoneref *z;
2723         struct zone *zone;
2724         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(pc->flags);
2725         struct slab *slab;
2726         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2727
2728         /*
2729          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2730          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2731          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2732          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2733          *
2734          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2735          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2736          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2737          * from other nodes and filled up.
2738          *
2739          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2740          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2741          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2742          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2743          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2744          * with available objects.
2745          */
2746         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2747                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2748                 return NULL;
2749
2750         do {
2751                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2752                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), pc->flags);
2753                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2754                         struct kmem_cache_node *n;
2755
2756                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2757
2758                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, pc->flags) &&
2759                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2760                                 slab = get_partial_node(s, n, pc);
2761                                 if (slab) {
2762                                         /*
2763                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2764                                          * here - if mems_allowed was updated in
2765                                          * parallel, that was a harmless race
2766                                          * between allocation and the cpuset
2767                                          * update
2768                                          */
2769                                         return slab;
2770                                 }
2771                         }
2772                 }
2773         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2774 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2775         return NULL;
2776 }
2777
2778 /*
2779  * Get a partial slab, lock it and return it.
2780  */
2781 static struct slab *get_partial(struct kmem_cache *s, int node,
2782                                 struct partial_context *pc)
2783 {
2784         struct slab *slab;
2785         int searchnode = node;
2786
2787         if (node == NUMA_NO_NODE)
2788                 searchnode = numa_mem_id();
2789
2790         slab = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), pc);
2791         if (slab || (node != NUMA_NO_NODE && (pc->flags & __GFP_THISNODE)))
2792                 return slab;
2793
2794         return get_any_partial(s, pc);
2795 }
2796
2797 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
2798
2799 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2800 /*
2801  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2802  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2803  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2804  */
2805 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2806 #else
2807 /*
2808  * No preemption supported therefore also no need to check for
2809  * different cpus.
2810  */
2811 #define TID_STEP 1
2812 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
2813
2814 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2815 {
2816         return tid + TID_STEP;
2817 }
2818
2819 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2820 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2821 {
2822         return tid % TID_STEP;
2823 }
2824
2825 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2826 {
2827         return tid / TID_STEP;
2828 }
2829 #endif
2830
2831 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2832 {
2833         return cpu;
2834 }
2835
2836 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2837                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2838 {
2839 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2840         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2841
2842         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2843
2844 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2845         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2846                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2847                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2848         else
2849 #endif
2850         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2851                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2852                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2853         else
2854                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2855                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2856 #endif
2857         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2858 }
2859
2860 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2861 {
2862         int cpu;
2863         struct kmem_cache_cpu *c;
2864
2865         for_each_possible_cpu(cpu) {
2866                 c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2867                 local_lock_init(&c->lock);
2868                 c->tid = init_tid(cpu);
2869         }
2870 }
2871
2872 /*
2873  * Finishes removing the cpu slab. Merges cpu's freelist with slab's freelist,
2874  * unfreezes the slabs and puts it on the proper list.
2875  * Assumes the slab has been already safely taken away from kmem_cache_cpu
2876  * by the caller.
2877  */
2878 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2879                             void *freelist)
2880 {
2881         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, slab_nid(slab));
2882         int free_delta = 0;
2883         void *nextfree, *freelist_iter, *freelist_tail;
2884         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2885         unsigned long flags = 0;
2886         struct slab new;
2887         struct slab old;
2888
2889         if (READ_ONCE(slab->freelist)) {
2890                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2891                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2892         }
2893
2894         /*
2895          * Stage one: Count the objects on cpu's freelist as free_delta and
2896          * remember the last object in freelist_tail for later splicing.
2897          */
2898         freelist_tail = NULL;
2899         freelist_iter = freelist;
2900         while (freelist_iter) {
2901                 nextfree = get_freepointer(s, freelist_iter);
2902
2903                 /*
2904                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2905                  * 'freelist_iter' is already corrupted.  So isolate all objects
2906                  * starting at 'freelist_iter' by skipping them.
2907                  */
2908                 if (freelist_corrupted(s, slab, &freelist_iter, nextfree))
2909                         break;
2910
2911                 freelist_tail = freelist_iter;
2912                 free_delta++;
2913
2914                 freelist_iter = nextfree;
2915         }
2916
2917         /*
2918          * Stage two: Unfreeze the slab while splicing the per-cpu
2919          * freelist to the head of slab's freelist.
2920          */
2921         do {
2922                 old.freelist = READ_ONCE(slab->freelist);
2923                 old.counters = READ_ONCE(slab->counters);
2924                 VM_BUG_ON(!old.frozen);
2925
2926                 /* Determine target state of the slab */
2927                 new.counters = old.counters;
2928                 new.frozen = 0;
2929                 if (freelist_tail) {
2930                         new.inuse -= free_delta;
2931                         set_freepointer(s, freelist_tail, old.freelist);
2932                         new.freelist = freelist;
2933                 } else {
2934                         new.freelist = old.freelist;
2935                 }
2936         } while (!slab_update_freelist(s, slab,
2937                 old.freelist, old.counters,
2938                 new.freelist, new.counters,
2939                 "unfreezing slab"));
2940
2941         /*
2942          * Stage three: Manipulate the slab list based on the updated state.
2943          */
2944         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial) {
2945                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2946                 discard_slab(s, slab);
2947                 stat(s, FREE_SLAB);
2948         } else if (new.freelist) {
2949                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2950                 add_partial(n, slab, tail);
2951                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2952                 stat(s, tail);
2953         } else {
2954                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2955         }
2956 }
2957
2958 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2959 static void __put_partials(struct kmem_cache *s, struct slab *partial_slab)
2960 {
2961         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2962         struct slab *slab, *slab_to_discard = NULL;
2963         unsigned long flags = 0;
2964
2965         while (partial_slab) {
2966                 slab = partial_slab;
2967                 partial_slab = slab->next;
2968
2969                 n2 = get_node(s, slab_nid(slab));
2970                 if (n != n2) {
2971                         if (n)
2972                                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2973
2974                         n = n2;
2975                         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2976                 }
2977
2978                 if (unlikely(!slab->inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2979                         slab->next = slab_to_discard;
2980                         slab_to_discard = slab;
2981                 } else {
2982                         add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2983                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2984                 }
2985         }
2986
2987         if (n)
2988                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2989
2990         while (slab_to_discard) {
2991                 slab = slab_to_discard;
2992                 slab_to_discard = slab_to_discard->next;
2993
2994                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2995                 discard_slab(s, slab);
2996                 stat(s, FREE_SLAB);
2997         }
2998 }
2999
3000 /*
3001  * Put all the cpu partial slabs to the node partial list.
3002  */
3003 static void put_partials(struct kmem_cache *s)
3004 {
3005         struct slab *partial_slab;
3006         unsigned long flags;
3007
3008         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3009         partial_slab = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
3010         this_cpu_write(s->cpu_slab->partial, NULL);
3011         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3012
3013         if (partial_slab)
3014                 __put_partials(s, partial_slab);
3015 }
3016
3017 static void put_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
3018                              struct kmem_cache_cpu *c)
3019 {
3020         struct slab *partial_slab;
3021
3022         partial_slab = slub_percpu_partial(c);
3023         c->partial = NULL;
3024
3025         if (partial_slab)
3026                 __put_partials(s, partial_slab);
3027 }
3028
3029 /*
3030  * Put a slab into a partial slab slot if available.
3031  *
3032  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
3033  * per node partial list.
3034  */
3035 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, int drain)
3036 {
3037         struct slab *oldslab;
3038         struct slab *slab_to_put = NULL;
3039         unsigned long flags;
3040         int slabs = 0;
3041
3042         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3043
3044         oldslab = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
3045
3046         if (oldslab) {
3047                 if (drain && oldslab->slabs >= s->cpu_partial_slabs) {
3048                         /*
3049                          * Partial array is full. Move the existing set to the
3050                          * per node partial list. Postpone the actual unfreezing
3051                          * outside of the critical section.
3052                          */
3053                         slab_to_put = oldslab;
3054                         oldslab = NULL;
3055                 } else {
3056                         slabs = oldslab->slabs;
3057                 }
3058         }
3059
3060         slabs++;
3061
3062         slab->slabs = slabs;
3063         slab->next = oldslab;
3064
3065         this_cpu_write(s->cpu_slab->partial, slab);
3066
3067         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3068
3069         if (slab_to_put) {
3070                 __put_partials(s, slab_to_put);
3071                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
3072         }
3073 }
3074
3075 #else   /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
3076
3077 static inline void put_partials(struct kmem_cache *s) { }
3078 static inline void put_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
3079                                     struct kmem_cache_cpu *c) { }
3080
3081 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
3082
3083 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
3084 {
3085         unsigned long flags;
3086         struct slab *slab;
3087         void *freelist;
3088
3089         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3090
3091         slab = c->slab;
3092         freelist = c->freelist;
3093
3094         c->slab = NULL;
3095         c->freelist = NULL;
3096         c->tid = next_tid(c->tid);
3097
3098         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3099
3100         if (slab) {
3101                 deactivate_slab(s, slab, freelist);
3102                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3103         }
3104 }
3105
3106 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
3107 {
3108         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
3109         void *freelist = c->freelist;
3110         struct slab *slab = c->slab;
3111
3112         c->slab = NULL;
3113         c->freelist = NULL;
3114         c->tid = next_tid(c->tid);
3115
3116         if (slab) {
3117                 deactivate_slab(s, slab, freelist);
3118                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3119         }
3120
3121         put_partials_cpu(s, c);
3122 }
3123
3124 struct slub_flush_work {
3125         struct work_struct work;
3126         struct kmem_cache *s;
3127         bool skip;
3128 };
3129
3130 /*
3131  * Flush cpu slab.
3132  *
3133  * Called from CPU work handler with migration disabled.
3134  */
3135 static void flush_cpu_slab(struct work_struct *w)
3136 {
3137         struct kmem_cache *s;
3138         struct kmem_cache_cpu *c;
3139         struct slub_flush_work *sfw;
3140
3141         sfw = container_of(w, struct slub_flush_work, work);
3142
3143         s = sfw->s;
3144         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3145
3146         if (c->slab)
3147                 flush_slab(s, c);
3148
3149         put_partials(s);
3150 }
3151
3152 static bool has_cpu_slab(int cpu, struct kmem_cache *s)
3153 {
3154         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
3155
3156         return c->slab || slub_percpu_partial(c);
3157 }
3158
3159 static DEFINE_MUTEX(flush_lock);
3160 static DEFINE_PER_CPU(struct slub_flush_work, slub_flush);
3161
3162 static void flush_all_cpus_locked(struct kmem_cache *s)
3163 {
3164         struct slub_flush_work *sfw;
3165         unsigned int cpu;
3166
3167         lockdep_assert_cpus_held();
3168         mutex_lock(&flush_lock);
3169
3170         for_each_online_cpu(cpu) {
3171                 sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
3172                 if (!has_cpu_slab(cpu, s)) {
3173                         sfw->skip = true;
3174                         continue;
3175                 }
3176                 INIT_WORK(&sfw->work, flush_cpu_slab);
3177                 sfw->skip = false;
3178                 sfw->s = s;
3179                 queue_work_on(cpu, flushwq, &sfw->work);
3180         }
3181
3182         for_each_online_cpu(cpu) {
3183                 sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
3184                 if (sfw->skip)
3185                         continue;
3186                 flush_work(&sfw->work);
3187         }
3188
3189         mutex_unlock(&flush_lock);
3190 }
3191
3192 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
3193 {
3194         cpus_read_lock();
3195         flush_all_cpus_locked(s);
3196         cpus_read_unlock();
3197 }
3198
3199 /*
3200  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3201  * necessary.
3202  */
3203 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
3204 {
3205         struct kmem_cache *s;
3206
3207         mutex_lock(&slab_mutex);
3208         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3209                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
3210         mutex_unlock(&slab_mutex);
3211         return 0;
3212 }
3213
3214 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
3215 static inline void flush_all_cpus_locked(struct kmem_cache *s) { }
3216 static inline void flush_all(struct kmem_cache *s) { }
3217 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu) { }
3218 static inline int slub_cpu_dead(unsigned int cpu) { return 0; }
3219 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
3220
3221 /*
3222  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
3223  * locality expectations.
3224  */
3225 static inline int node_match(struct slab *slab, int node)
3226 {
3227 #ifdef CONFIG_NUMA
3228         if (node != NUMA_NO_NODE && slab_nid(slab) != node)
3229                 return 0;
3230 #endif
3231         return 1;
3232 }
3233
3234 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3235 static int count_free(struct slab *slab)
3236 {
3237         return slab->objects - slab->inuse;
3238 }
3239
3240 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
3241 {
3242         return atomic_long_read(&n->total_objects);
3243 }
3244
3245 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
3246 static inline bool free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
3247         struct slab *slab, void *head, void *tail, int *bulk_cnt,
3248         unsigned long addr, depot_stack_handle_t handle)
3249 {
3250         bool checks_ok = false;
3251         void *object = head;
3252         int cnt = 0;
3253
3254         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
3255                 if (!check_slab(s, slab))
3256                         goto out;
3257         }
3258
3259         if (slab->inuse < *bulk_cnt) {
3260                 slab_err(s, slab, "Slab has %d allocated objects but %d are to be freed\n",
3261                          slab->inuse, *bulk_cnt);
3262                 goto out;
3263         }
3264
3265 next_object:
3266
3267         if (++cnt > *bulk_cnt)
3268                 goto out_cnt;
3269
3270         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
3271                 if (!free_consistency_checks(s, slab, object, addr))
3272                         goto out;
3273         }
3274
3275         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3276                 set_track_update(s, object, TRACK_FREE, addr, handle);
3277         trace(s, slab, object, 0);
3278         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
3279         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
3280
3281         /* Reached end of constructed freelist yet? */
3282         if (object != tail) {
3283                 object = get_freepointer(s, object);
3284                 goto next_object;
3285         }
3286         checks_ok = true;
3287
3288 out_cnt:
3289         if (cnt != *bulk_cnt) {
3290                 slab_err(s, slab, "Bulk free expected %d objects but found %d\n",
3291                          *bulk_cnt, cnt);
3292                 *bulk_cnt = cnt;
3293         }
3294
3295 out:
3296
3297         if (!checks_ok)
3298                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
3299
3300         return checks_ok;
3301 }
3302 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
3303
3304 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(SLAB_SUPPORTS_SYSFS)
3305 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
3306                                         int (*get_count)(struct slab *))
3307 {
3308         unsigned long flags;
3309         unsigned long x = 0;
3310         struct slab *slab;
3311
3312         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3313         list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
3314                 x += get_count(slab);
3315         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3316         return x;
3317 }
3318 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || SLAB_SUPPORTS_SYSFS */
3319
3320 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3321 #define MAX_PARTIAL_TO_SCAN 10000
3322
3323 static unsigned long count_partial_free_approx(struct kmem_cache_node *n)
3324 {
3325         unsigned long flags;
3326         unsigned long x = 0;
3327         struct slab *slab;
3328
3329         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3330         if (n->nr_partial <= MAX_PARTIAL_TO_SCAN) {
3331                 list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
3332                         x += slab->objects - slab->inuse;
3333         } else {
3334                 /*
3335                  * For a long list, approximate the total count of objects in
3336                  * it to meet the limit on the number of slabs to scan.
3337                  * Scan from both the list's head and tail for better accuracy.
3338                  */
3339                 unsigned long scanned = 0;
3340
3341                 list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list) {
3342                         x += slab->objects - slab->inuse;
3343                         if (++scanned == MAX_PARTIAL_TO_SCAN / 2)
3344                                 break;
3345                 }
3346                 list_for_each_entry_reverse(slab, &n->partial, slab_list) {
3347                         x += slab->objects - slab->inuse;
3348                         if (++scanned == MAX_PARTIAL_TO_SCAN)
3349                                 break;
3350                 }
3351                 x = mult_frac(x, n->nr_partial, scanned);
3352                 x = min(x, node_nr_objs(n));
3353         }
3354         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3355         return x;
3356 }
3357
3358 static noinline void
3359 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
3360 {
3361         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
3362                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
3363         int node;
3364         struct kmem_cache_node *n;
3365
3366         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
3367                 return;
3368
3369         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
3370                 nid, gfpflags, &gfpflags);
3371         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
3372                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
3373                 oo_order(s->min));
3374
3375         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
3376                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slab_debug=O to disable.\n",
3377                         s->name);
3378
3379         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3380                 unsigned long nr_slabs;
3381                 unsigned long nr_objs;
3382                 unsigned long nr_free;
3383
3384                 nr_free  = count_partial_free_approx(n);
3385                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
3386                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
3387
3388                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
3389                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
3390         }
3391 }
3392 #else /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
3393 static inline void
3394 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid) { }
3395 #endif
3396
3397 static inline bool pfmemalloc_match(struct slab *slab, gfp_t gfpflags)
3398 {
3399         if (unlikely(slab_test_pfmemalloc(slab)))
3400                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
3401
3402         return true;
3403 }
3404
3405 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
3406 static inline bool
3407 __update_cpu_freelist_fast(struct kmem_cache *s,
3408                            void *freelist_old, void *freelist_new,
3409                            unsigned long tid)
3410 {
3411         freelist_aba_t old = { .freelist = freelist_old, .counter = tid };
3412         freelist_aba_t new = { .freelist = freelist_new, .counter = next_tid(tid) };
3413
3414         return this_cpu_try_cmpxchg_freelist(s->cpu_slab->freelist_tid.full,
3415                                              &old.full, new.full);
3416 }
3417
3418 /*
3419  * Check the slab->freelist and either transfer the freelist to the
3420  * per cpu freelist or deactivate the slab.
3421  *
3422  * The slab is still frozen if the return value is not NULL.
3423  *
3424  * If this function returns NULL then the slab has been unfrozen.
3425  */
3426 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
3427 {
3428         struct slab new;
3429         unsigned long counters;
3430         void *freelist;
3431
3432         lockdep_assert_held(this_cpu_ptr(&s->cpu_slab->lock));
3433
3434         do {
3435                 freelist = slab->freelist;
3436                 counters = slab->counters;
3437
3438                 new.counters = counters;
3439
3440                 new.inuse = slab->objects;
3441                 new.frozen = freelist != NULL;
3442
3443         } while (!__slab_update_freelist(s, slab,
3444                 freelist, counters,
3445                 NULL, new.counters,
3446                 "get_freelist"));
3447
3448         return freelist;
3449 }
3450
3451 /*
3452  * Freeze the partial slab and return the pointer to the freelist.
3453  */
3454 static inline void *freeze_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
3455 {
3456         struct slab new;
3457         unsigned long counters;
3458         void *freelist;
3459
3460         do {
3461                 freelist = slab->freelist;
3462                 counters = slab->counters;
3463
3464                 new.counters = counters;
3465                 VM_BUG_ON(new.frozen);
3466
3467                 new.inuse = slab->objects;
3468                 new.frozen = 1;
3469
3470         } while (!slab_update_freelist(s, slab,
3471                 freelist, counters,
3472                 NULL, new.counters,
3473                 "freeze_slab"));
3474
3475         return freelist;
3476 }
3477
3478 /*
3479  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
3480  * debugging duties.
3481  *
3482  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
3483  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
3484  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
3485  *
3486  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
3487  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
3488  * rest of the freelist to the lockless freelist.
3489  *
3490  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
3491  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
3492  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
3493  *
3494  * Version of __slab_alloc to use when we know that preemption is
3495  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
3496  */
3497 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
3498                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c, unsigned int orig_size)
3499 {
3500         void *freelist;
3501         struct slab *slab;
3502         unsigned long flags;
3503         struct partial_context pc;
3504         bool try_thisnode = true;
3505
3506         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
3507
3508 reread_slab:
3509
3510         slab = READ_ONCE(c->slab);
3511         if (!slab) {
3512                 /*
3513                  * if the node is not online or has no normal memory, just
3514                  * ignore the node constraint
3515                  */
3516                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
3517                              !node_isset(node, slab_nodes)))
3518                         node = NUMA_NO_NODE;
3519                 goto new_slab;
3520         }
3521
3522         if (unlikely(!node_match(slab, node))) {
3523                 /*
3524                  * same as above but node_match() being false already
3525                  * implies node != NUMA_NO_NODE
3526                  */
3527                 if (!node_isset(node, slab_nodes)) {
3528                         node = NUMA_NO_NODE;
3529                 } else {
3530                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
3531                         goto deactivate_slab;
3532                 }
3533         }
3534
3535         /*
3536          * By rights, we should be searching for a slab page that was
3537          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
3538          * information when the page leaves the per-cpu allocator
3539          */
3540         if (unlikely(!pfmemalloc_match(slab, gfpflags)))
3541                 goto deactivate_slab;
3542
3543         /* must check again c->slab in case we got preempted and it changed */
3544         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3545         if (unlikely(slab != c->slab)) {
3546                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3547                 goto reread_slab;
3548         }
3549         freelist = c->freelist;
3550         if (freelist)
3551                 goto load_freelist;
3552
3553         freelist = get_freelist(s, slab);
3554
3555         if (!freelist) {
3556                 c->slab = NULL;
3557                 c->tid = next_tid(c->tid);
3558                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3559                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
3560                 goto new_slab;
3561         }
3562
3563         stat(s, ALLOC_REFILL);
3564
3565 load_freelist:
3566
3567         lockdep_assert_held(this_cpu_ptr(&s->cpu_slab->lock));
3568
3569         /*
3570          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
3571          * slab is pointing to the slab from which the objects are obtained.
3572          * That slab must be frozen for per cpu allocations to work.
3573          */
3574         VM_BUG_ON(!c->slab->frozen);
3575         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
3576         c->tid = next_tid(c->tid);
3577         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3578         return freelist;
3579
3580 deactivate_slab:
3581
3582         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3583         if (slab != c->slab) {
3584                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3585                 goto reread_slab;
3586         }
3587         freelist = c->freelist;
3588         c->slab = NULL;
3589         c->freelist = NULL;
3590         c->tid = next_tid(c->tid);
3591         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3592         deactivate_slab(s, slab, freelist);
3593
3594 new_slab:
3595
3596 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3597         while (slub_percpu_partial(c)) {
3598                 local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3599                 if (unlikely(c->slab)) {
3600                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3601                         goto reread_slab;
3602                 }
3603                 if (unlikely(!slub_percpu_partial(c))) {
3604                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3605                         /* we were preempted and partial list got empty */
3606                         goto new_objects;
3607                 }
3608
3609                 slab = slub_percpu_partial(c);
3610                 slub_set_percpu_partial(c, slab);
3611
3612                 if (likely(node_match(slab, node) &&
3613                            pfmemalloc_match(slab, gfpflags))) {
3614                         c->slab = slab;
3615                         freelist = get_freelist(s, slab);
3616                         VM_BUG_ON(!freelist);
3617                         stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
3618                         goto load_freelist;
3619                 }
3620
3621                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3622
3623                 slab->next = NULL;
3624                 __put_partials(s, slab);
3625         }
3626 #endif
3627
3628 new_objects:
3629
3630         pc.flags = gfpflags;
3631         /*
3632          * When a preferred node is indicated but no __GFP_THISNODE
3633          *
3634          * 1) try to get a partial slab from target node only by having
3635          *    __GFP_THISNODE in pc.flags for get_partial()
3636          * 2) if 1) failed, try to allocate a new slab from target node with
3637          *    GPF_NOWAIT | __GFP_THISNODE opportunistically
3638          * 3) if 2) failed, retry with original gfpflags which will allow
3639          *    get_partial() try partial lists of other nodes before potentially
3640          *    allocating new page from other nodes
3641          */
3642         if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE && !(gfpflags & __GFP_THISNODE)
3643                      && try_thisnode))
3644                 pc.flags = GFP_NOWAIT | __GFP_THISNODE;
3645
3646         pc.orig_size = orig_size;
3647         slab = get_partial(s, node, &pc);
3648         if (slab) {
3649                 if (kmem_cache_debug(s)) {
3650                         freelist = pc.object;
3651                         /*
3652                          * For debug caches here we had to go through
3653                          * alloc_single_from_partial() so just store the
3654                          * tracking info and return the object.
3655                          */
3656                         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3657                                 set_track(s, freelist, TRACK_ALLOC, addr);
3658
3659                         return freelist;
3660                 }
3661
3662                 freelist = freeze_slab(s, slab);
3663                 goto retry_load_slab;
3664         }
3665
3666         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3667         slab = new_slab(s, pc.flags, node);
3668         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3669
3670         if (unlikely(!slab)) {
3671                 if (node != NUMA_NO_NODE && !(gfpflags & __GFP_THISNODE)
3672                     && try_thisnode) {
3673                         try_thisnode = false;
3674                         goto new_objects;
3675                 }
3676                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
3677                 return NULL;
3678         }
3679
3680         stat(s, ALLOC_SLAB);
3681
3682         if (kmem_cache_debug(s)) {
3683                 freelist = alloc_single_from_new_slab(s, slab, orig_size);
3684
3685                 if (unlikely(!freelist))
3686                         goto new_objects;
3687
3688                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3689                         set_track(s, freelist, TRACK_ALLOC, addr);
3690
3691                 return freelist;
3692         }
3693
3694         /*
3695          * No other reference to the slab yet so we can
3696          * muck around with it freely without cmpxchg
3697          */
3698         freelist = slab->freelist;
3699         slab->freelist = NULL;
3700         slab->inuse = slab->objects;
3701         slab->frozen = 1;
3702
3703         inc_slabs_node(s, slab_nid(slab), slab->objects);
3704
3705         if (unlikely(!pfmemalloc_match(slab, gfpflags))) {
3706                 /*
3707                  * For !pfmemalloc_match() case we don't load freelist so that
3708                  * we don't make further mismatched allocations easier.
3709                  */
3710                 deactivate_slab(s, slab, get_freepointer(s, freelist));
3711                 return freelist;
3712         }
3713
3714 retry_load_slab:
3715
3716         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3717         if (unlikely(c->slab)) {
3718                 void *flush_freelist = c->freelist;
3719                 struct slab *flush_slab = c->slab;
3720
3721                 c->slab = NULL;
3722                 c->freelist = NULL;
3723                 c->tid = next_tid(c->tid);
3724
3725                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3726
3727                 deactivate_slab(s, flush_slab, flush_freelist);
3728
3729                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3730
3731                 goto retry_load_slab;
3732         }
3733         c->slab = slab;
3734
3735         goto load_freelist;
3736 }
3737
3738 /*
3739  * A wrapper for ___slab_alloc() for contexts where preemption is not yet
3740  * disabled. Compensates for possible cpu changes by refetching the per cpu area
3741  * pointer.
3742  */
3743 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
3744                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c, unsigned int orig_size)
3745 {
3746         void *p;
3747
3748 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3749         /*
3750          * We may have been preempted and rescheduled on a different
3751          * cpu before disabling preemption. Need to reload cpu area
3752          * pointer.
3753          */
3754         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3755 #endif
3756
3757         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c, orig_size);
3758 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3759         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3760 #endif
3761         return p;
3762 }
3763
3764 static __always_inline void *__slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
3765                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3766 {
3767         struct kmem_cache_cpu *c;
3768         struct slab *slab;
3769         unsigned long tid;
3770         void *object;
3771
3772 redo:
3773         /*
3774          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
3775          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
3776          * reading from one cpu area. That does not matter as long
3777          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
3778          *
3779          * We must guarantee that tid and kmem_cache_cpu are retrieved on the
3780          * same cpu. We read first the kmem_cache_cpu pointer and use it to read
3781          * the tid. If we are preempted and switched to another cpu between the
3782          * two reads, it's OK as the two are still associated with the same cpu
3783          * and cmpxchg later will validate the cpu.
3784          */
3785         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3786         tid = READ_ONCE(c->tid);
3787
3788         /*
3789          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
3790          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
3791          * on c to guarantee that object and slab associated with previous tid
3792          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
3793          * slab could be one associated with next tid and our alloc/free
3794          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
3795          */
3796         barrier();
3797
3798         /*
3799          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
3800          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
3801          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
3802          * linked list in between.
3803          */
3804
3805         object = c->freelist;
3806         slab = c->slab;
3807
3808         if (!USE_LOCKLESS_FAST_PATH() ||
3809             unlikely(!object || !slab || !node_match(slab, node))) {
3810                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c, orig_size);
3811         } else {
3812                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
3813
3814                 /*
3815                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
3816                  * operation and if we are on the right processor.
3817                  *
3818                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
3819                  * semantics!)
3820                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
3821                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
3822                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
3823                  *
3824                  * Since this is without lock semantics the protection is only
3825                  * against code executing on this cpu *not* from access by
3826                  * other cpus.
3827                  */
3828                 if (unlikely(!__update_cpu_freelist_fast(s, object, next_object, tid))) {
3829                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
3830                         goto redo;
3831                 }
3832                 prefetch_freepointer(s, next_object);
3833                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
3834         }
3835
3836         return object;
3837 }
3838 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
3839 static void *__slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
3840                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3841 {
3842         struct partial_context pc;
3843         struct slab *slab;
3844         void *object;
3845
3846         pc.flags = gfpflags;
3847         pc.orig_size = orig_size;
3848         slab = get_partial(s, node, &pc);
3849
3850         if (slab)
3851                 return pc.object;
3852
3853         slab = new_slab(s, gfpflags, node);
3854         if (unlikely(!slab)) {
3855                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
3856                 return NULL;
3857         }
3858
3859         object = alloc_single_from_new_slab(s, slab, orig_size);
3860
3861         return object;
3862 }
3863 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
3864
3865 /*
3866  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
3867  * zeroing out freelist pointer.
3868  */
3869 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
3870                                                    void *obj)
3871 {
3872         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj &&
3873             !freeptr_outside_object(s))
3874                 memset((void *)((char *)kasan_reset_tag(obj) + s->offset),
3875                         0, sizeof(void *));
3876 }
3877
3878 noinline int should_failslab(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
3879 {
3880         if (__should_failslab(s, gfpflags))
3881                 return -ENOMEM;
3882         return 0;
3883 }
3884 ALLOW_ERROR_INJECTION(should_failslab, ERRNO);
3885
3886 static __fastpath_inline
3887 struct kmem_cache *slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
3888 {
3889         flags &= gfp_allowed_mask;
3890
3891         might_alloc(flags);
3892
3893         if (unlikely(should_failslab(s, flags)))
3894                 return NULL;
3895
3896         return s;
3897 }
3898
3899 static __fastpath_inline
3900 bool slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3901                           gfp_t flags, size_t size, void **p, bool init,
3902                           unsigned int orig_size)
3903 {
3904         unsigned int zero_size = s->object_size;
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 #ifdef CONFIG_MEM_ALLOC_PROFILING
3948                 if (need_slab_obj_ext()) {
3949                         struct slabobj_ext *obj_exts;
3950
3951                         obj_exts = prepare_slab_obj_exts_hook(s, flags, p[i]);
3952                         /*
3953                          * Currently obj_exts is used only for allocation profiling.
3954                          * If other users appear then mem_alloc_profiling_enabled()
3955                          * check should be added before alloc_tag_add().
3956                          */
3957                         if (likely(obj_exts))
3958                                 alloc_tag_add(&obj_exts->ref, current->alloc_tag, s->size);
3959                 }
3960 #endif
3961         }
3962
3963         return memcg_slab_post_alloc_hook(s, lru, flags, size, p);
3964 }
3965
3966 /*
3967  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
3968  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
3969  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
3970  *
3971  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
3972  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
3973  *
3974  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
3975  */
3976 static __fastpath_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3977                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3978 {
3979         void *object;
3980         bool init = false;
3981
3982         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
3983         if (unlikely(!s))
3984                 return NULL;
3985
3986         object = kfence_alloc(s, orig_size, gfpflags);
3987         if (unlikely(object))
3988                 goto out;
3989
3990         object = __slab_alloc_node(s, gfpflags, node, addr, orig_size);
3991
3992         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
3993         init = slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s);
3994
3995 out:
3996         /*
3997          * When init equals 'true', like for kzalloc() family, only
3998          * @orig_size bytes might be zeroed instead of s->object_size
3999          * In case this fails due to memcg_slab_post_alloc_hook(),
4000          * object is set to NULL
4001          */
4002         slab_post_alloc_hook(s, lru, gfpflags, 1, &object, init, orig_size);
4003
4004         return object;
4005 }
4006
4007 void *kmem_cache_alloc_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
4008 {
4009         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_,
4010                                     s->object_size);
4011
4012         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
4013
4014         return ret;
4015 }
4016 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_noprof);
4017
4018 void *kmem_cache_alloc_lru_noprof(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
4019                            gfp_t gfpflags)
4020 {
4021         void *ret = slab_alloc_node(s, lru, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_,
4022                                     s->object_size);
4023
4024         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
4025
4026         return ret;
4027 }
4028 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_lru_noprof);
4029
4030 /**
4031  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
4032  * @s: The cache to allocate from.
4033  * @gfpflags: See kmalloc().
4034  * @node: node number of the target node.
4035  *
4036  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
4037  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
4038  *
4039  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
4040  *
4041  * Return: pointer to the new object or %NULL in case of error
4042  */
4043 void *kmem_cache_alloc_node_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
4044 {
4045         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, _RET_IP_, s->object_size);
4046
4047         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, node);
4048
4049         return ret;
4050 }
4051 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_noprof);
4052
4053 /*
4054  * To avoid unnecessary overhead, we pass through large allocation requests
4055  * directly to the page allocator. We use __GFP_COMP, because we will need to
4056  * know the allocation order to free the pages properly in kfree.
4057  */
4058 static void *__kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4059 {
4060         struct folio *folio;
4061         void *ptr = NULL;
4062         unsigned int order = get_order(size);
4063
4064         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
4065                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
4066
4067         flags |= __GFP_COMP;
4068         folio = (struct folio *)alloc_pages_node_noprof(node, flags, order);
4069         if (folio) {
4070                 ptr = folio_address(folio);
4071                 lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4072                                       PAGE_SIZE << order);
4073         }
4074
4075         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
4076         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
4077         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
4078         kmsan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
4079
4080         return ptr;
4081 }
4082
4083 void *kmalloc_large_noprof(size_t size, gfp_t flags)
4084 {
4085         void *ret = __kmalloc_large_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
4086
4087         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4088                       flags, NUMA_NO_NODE);
4089         return ret;
4090 }
4091 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_large_noprof);
4092
4093 void *kmalloc_large_node_noprof(size_t size, gfp_t flags, int node)
4094 {
4095         void *ret = __kmalloc_large_node(size, flags, node);
4096
4097         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4098                       flags, node);
4099         return ret;
4100 }
4101 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_large_node_noprof);
4102
4103 static __always_inline
4104 void *__do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node,
4105                         unsigned long caller)
4106 {
4107         struct kmem_cache *s;
4108         void *ret;
4109
4110         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4111                 ret = __kmalloc_large_node(size, flags, node);
4112                 trace_kmalloc(caller, ret, size,
4113                               PAGE_SIZE << get_order(size), flags, node);
4114                 return ret;
4115         }
4116
4117         if (unlikely(!size))
4118                 return ZERO_SIZE_PTR;
4119
4120         s = kmalloc_slab(size, flags, caller);
4121
4122         ret = slab_alloc_node(s, NULL, flags, node, caller, size);
4123         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4124         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, flags, node);
4125         return ret;
4126 }
4127
4128 void *__kmalloc_node_noprof(size_t size, gfp_t flags, int node)
4129 {
4130         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
4131 }
4132 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_noprof);
4133
4134 void *__kmalloc_noprof(size_t size, gfp_t flags)
4135 {
4136         return __do_kmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
4137 }
4138 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_noprof);
4139
4140 void *kmalloc_node_track_caller_noprof(size_t size, gfp_t flags,
4141                                        int node, unsigned long caller)
4142 {
4143         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
4144 }
4145 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node_track_caller_noprof);
4146
4147 void *kmalloc_trace_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
4148 {
4149         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, NUMA_NO_NODE,
4150                                             _RET_IP_, size);
4151
4152         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
4153
4154         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
4155         return ret;
4156 }
4157 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_trace_noprof);
4158
4159 void *kmalloc_node_trace_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
4160                          int node, size_t size)
4161 {
4162         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, _RET_IP_, size);
4163
4164         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4165
4166         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
4167         return ret;
4168 }
4169 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node_trace_noprof);
4170
4171 static noinline void free_to_partial_list(
4172         struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
4173         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
4174         unsigned long addr)
4175 {
4176         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, slab_nid(slab));
4177         struct slab *slab_free = NULL;
4178         int cnt = bulk_cnt;
4179         unsigned long flags;
4180         depot_stack_handle_t handle = 0;
4181
4182         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
4183                 handle = set_track_prepare();
4184
4185         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4186
4187         if (free_debug_processing(s, slab, head, tail, &cnt, addr, handle)) {
4188                 void *prior = slab->freelist;
4189
4190                 /* Perform the actual freeing while we still hold the locks */
4191                 slab->inuse -= cnt;
4192                 set_freepointer(s, tail, prior);
4193                 slab->freelist = head;
4194
4195                 /*
4196                  * If the slab is empty, and node's partial list is full,
4197                  * it should be discarded anyway no matter it's on full or
4198                  * partial list.
4199                  */
4200                 if (slab->inuse == 0 && n->nr_partial >= s->min_partial)
4201                         slab_free = slab;
4202
4203                 if (!prior) {
4204                         /* was on full list */
4205                         remove_full(s, n, slab);
4206                         if (!slab_free) {
4207                                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
4208                                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
4209                         }
4210                 } else if (slab_free) {
4211                         remove_partial(n, slab);
4212                         stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
4213                 }
4214         }
4215
4216         if (slab_free) {
4217                 /*
4218                  * Update the counters while still holding n->list_lock to
4219                  * prevent spurious validation warnings
4220                  */
4221                 dec_slabs_node(s, slab_nid(slab_free), slab_free->objects);
4222         }
4223
4224         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4225
4226         if (slab_free) {
4227                 stat(s, FREE_SLAB);
4228                 free_slab(s, slab_free);
4229         }
4230 }
4231
4232 /*
4233  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
4234  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
4235  *
4236  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
4237  * lock and free the item. If there is no additional partial slab
4238  * handling required then we can return immediately.
4239  */
4240 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
4241                         void *head, void *tail, int cnt,
4242                         unsigned long addr)
4243
4244 {
4245         void *prior;
4246         int was_frozen;
4247         struct slab new;
4248         unsigned long counters;
4249         struct kmem_cache_node *n = NULL;
4250         unsigned long flags;
4251         bool on_node_partial;
4252
4253         stat(s, FREE_SLOWPATH);
4254
4255         if (IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) || kmem_cache_debug(s)) {
4256                 free_to_partial_list(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4257                 return;
4258         }
4259
4260         do {
4261                 if (unlikely(n)) {
4262                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4263                         n = NULL;
4264                 }
4265                 prior = slab->freelist;
4266                 counters = slab->counters;
4267                 set_freepointer(s, tail, prior);
4268                 new.counters = counters;
4269                 was_frozen = new.frozen;
4270                 new.inuse -= cnt;
4271                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
4272                         /* Needs to be taken off a list */
4273                         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) || prior) {
4274
4275                                 n = get_node(s, slab_nid(slab));
4276                                 /*
4277                                  * Speculatively acquire the list_lock.
4278                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
4279                                  * drop the list_lock without any processing.
4280                                  *
4281                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
4282                                  * other processors updating the list of slabs.
4283                                  */
4284                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4285
4286                                 on_node_partial = slab_test_node_partial(slab);
4287                         }
4288                 }
4289
4290         } while (!slab_update_freelist(s, slab,
4291                 prior, counters,
4292                 head, new.counters,
4293                 "__slab_free"));
4294
4295         if (likely(!n)) {
4296
4297                 if (likely(was_frozen)) {
4298                         /*
4299                          * The list lock was not taken therefore no list
4300                          * activity can be necessary.
4301                          */
4302                         stat(s, FREE_FROZEN);
4303                 } else if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
4304                         /*
4305                          * If we started with a full slab then put it onto the
4306                          * per cpu partial list.
4307                          */
4308                         put_cpu_partial(s, slab, 1);
4309                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
4310                 }
4311
4312                 return;
4313         }
4314
4315         /*
4316          * This slab was partially empty but not on the per-node partial list,
4317          * in which case we shouldn't manipulate its list, just return.
4318          */
4319         if (prior && !on_node_partial) {
4320                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4321                 return;
4322         }
4323
4324         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
4325                 goto slab_empty;
4326
4327         /*
4328          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
4329          * then add it.
4330          */
4331         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
4332                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
4333                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
4334         }
4335         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4336         return;
4337
4338 slab_empty:
4339         if (prior) {
4340                 /*
4341                  * Slab on the partial list.
4342                  */
4343                 remove_partial(n, slab);
4344                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
4345         }
4346
4347         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4348         stat(s, FREE_SLAB);
4349         discard_slab(s, slab);
4350 }
4351
4352 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4353 /*
4354  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
4355  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
4356  *
4357  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
4358  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
4359  * the item before.
4360  *
4361  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
4362  * with all sorts of special processing.
4363  *
4364  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
4365  * same slab) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
4366  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
4367  */
4368 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
4369                                 struct slab *slab, void *head, void *tail,
4370                                 int cnt, unsigned long addr)
4371 {
4372         struct kmem_cache_cpu *c;
4373         unsigned long tid;
4374         void **freelist;
4375
4376 redo:
4377         /*
4378          * Determine the currently cpus per cpu slab.
4379          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
4380          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
4381          * during the cmpxchg then the free will succeed.
4382          */
4383         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4384         tid = READ_ONCE(c->tid);
4385
4386         /* Same with comment on barrier() in __slab_alloc_node() */
4387         barrier();
4388
4389         if (unlikely(slab != c->slab)) {
4390                 __slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4391                 return;
4392         }
4393
4394         if (USE_LOCKLESS_FAST_PATH()) {
4395                 freelist = READ_ONCE(c->freelist);
4396
4397                 set_freepointer(s, tail, freelist);
4398
4399                 if (unlikely(!__update_cpu_freelist_fast(s, freelist, head, tid))) {
4400                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
4401                         goto redo;
4402                 }
4403         } else {
4404                 /* Update the free list under the local lock */
4405                 local_lock(&s->cpu_slab->lock);
4406                 c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4407                 if (unlikely(slab != c->slab)) {
4408                         local_unlock(&s->cpu_slab->lock);
4409                         goto redo;
4410                 }
4411                 tid = c->tid;
4412                 freelist = c->freelist;
4413
4414                 set_freepointer(s, tail, freelist);
4415                 c->freelist = head;
4416                 c->tid = next_tid(tid);
4417
4418                 local_unlock(&s->cpu_slab->lock);
4419         }
4420         stat_add(s, FREE_FASTPATH, cnt);
4421 }
4422 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
4423 static void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
4424                                 struct slab *slab, void *head, void *tail,
4425                                 int cnt, unsigned long addr)
4426 {
4427         __slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4428 }
4429 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4430
4431 static __fastpath_inline
4432 void slab_free(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *object,
4433                unsigned long addr)
4434 {
4435         memcg_slab_free_hook(s, slab, &object, 1);
4436         alloc_tagging_slab_free_hook(s, slab, &object, 1);
4437
4438         if (likely(slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s))))
4439                 do_slab_free(s, slab, object, object, 1, addr);
4440 }
4441
4442 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4443 /* Do not inline the rare memcg charging failed path into the allocation path */
4444 static noinline
4445 void memcg_alloc_abort_single(struct kmem_cache *s, void *object)
4446 {
4447         if (likely(slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s))))
4448                 do_slab_free(s, virt_to_slab(object), object, object, 1, _RET_IP_);
4449 }
4450 #endif
4451
4452 static __fastpath_inline
4453 void slab_free_bulk(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *head,
4454                     void *tail, void **p, int cnt, unsigned long addr)
4455 {
4456         memcg_slab_free_hook(s, slab, p, cnt);
4457         alloc_tagging_slab_free_hook(s, slab, p, cnt);
4458         /*
4459          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
4460          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
4461          */
4462         if (likely(slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail, &cnt)))
4463                 do_slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4464 }
4465
4466 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
4467 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
4468 {
4469         do_slab_free(cache, virt_to_slab(x), x, x, 1, addr);
4470 }
4471 #endif
4472
4473 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
4474 {
4475         struct slab *slab;
4476
4477         slab = virt_to_slab(obj);
4478         if (WARN_ONCE(!slab, "%s: Object is not a Slab page!\n", __func__))
4479                 return NULL;
4480         return slab->slab_cache;
4481 }
4482
4483 static inline struct kmem_cache *cache_from_obj(struct kmem_cache *s, void *x)
4484 {
4485         struct kmem_cache *cachep;
4486
4487         if (!IS_ENABLED(CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED) &&
4488             !kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS))
4489                 return s;
4490
4491         cachep = virt_to_cache(x);
4492         if (WARN(cachep && cachep != s,
4493                  "%s: Wrong slab cache. %s but object is from %s\n",
4494                  __func__, s->name, cachep->name))
4495                 print_tracking(cachep, x);
4496         return cachep;
4497 }
4498
4499 /**
4500  * kmem_cache_free - Deallocate an object
4501  * @s: The cache the allocation was from.
4502  * @x: The previously allocated object.
4503  *
4504  * Free an object which was previously allocated from this
4505  * cache.
4506  */
4507 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
4508 {
4509         s = cache_from_obj(s, x);
4510         if (!s)
4511                 return;
4512         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x, s);
4513         slab_free(s, virt_to_slab(x), x, _RET_IP_);
4514 }
4515 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
4516
4517 static void free_large_kmalloc(struct folio *folio, void *object)
4518 {
4519         unsigned int order = folio_order(folio);
4520
4521         if (WARN_ON_ONCE(order == 0))
4522                 pr_warn_once("object pointer: 0x%p\n", object);
4523
4524         kmemleak_free(object);
4525         kasan_kfree_large(object);
4526         kmsan_kfree_large(object);
4527
4528         lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4529                               -(PAGE_SIZE << order));
4530         folio_put(folio);
4531 }
4532
4533 /**
4534  * kfree - free previously allocated memory
4535  * @object: pointer returned by kmalloc() or kmem_cache_alloc()
4536  *
4537  * If @object is NULL, no operation is performed.
4538  */
4539 void kfree(const void *object)
4540 {
4541         struct folio *folio;
4542         struct slab *slab;
4543         struct kmem_cache *s;
4544         void *x = (void *)object;
4545
4546         trace_kfree(_RET_IP_, object);
4547
4548         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(object)))
4549                 return;
4550
4551         folio = virt_to_folio(object);
4552         if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
4553                 free_large_kmalloc(folio, (void *)object);
4554                 return;
4555         }
4556
4557         slab = folio_slab(folio);
4558         s = slab->slab_cache;
4559         slab_free(s, slab, x, _RET_IP_);
4560 }
4561 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4562
4563 struct detached_freelist {
4564         struct slab *slab;
4565         void *tail;
4566         void *freelist;
4567         int cnt;
4568         struct kmem_cache *s;
4569 };
4570
4571 /*
4572  * This function progressively scans the array with free objects (with
4573  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
4574  * slab.  It builds a detached freelist directly within the given
4575  * slab/objects.  This can happen without any need for
4576  * synchronization, because the objects are owned by running process.
4577  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
4578  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
4579  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
4580  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
4581  * to performance reasons.
4582  */
4583 static inline
4584 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
4585                             void **p, struct detached_freelist *df)
4586 {
4587         int lookahead = 3;
4588         void *object;
4589         struct folio *folio;
4590         size_t same;
4591
4592         object = p[--size];
4593         folio = virt_to_folio(object);
4594         if (!s) {
4595                 /* Handle kalloc'ed objects */
4596                 if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
4597                         free_large_kmalloc(folio, object);
4598                         df->slab = NULL;
4599                         return size;
4600                 }
4601                 /* Derive kmem_cache from object */
4602                 df->slab = folio_slab(folio);
4603                 df->s = df->slab->slab_cache;
4604         } else {
4605                 df->slab = folio_slab(folio);
4606                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
4607         }
4608
4609         /* Start new detached freelist */
4610         df->tail = object;
4611         df->freelist = object;
4612         df->cnt = 1;
4613
4614         if (is_kfence_address(object))
4615                 return size;
4616
4617         set_freepointer(df->s, object, NULL);
4618
4619         same = size;
4620         while (size) {
4621                 object = p[--size];
4622                 /* df->slab is always set at this point */
4623                 if (df->slab == virt_to_slab(object)) {
4624                         /* Opportunity build freelist */
4625                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
4626                         df->freelist = object;
4627                         df->cnt++;
4628                         same--;
4629                         if (size != same)
4630                                 swap(p[size], p[same]);
4631                         continue;
4632                 }
4633
4634                 /* Limit look ahead search */
4635                 if (!--lookahead)
4636                         break;
4637         }
4638
4639         return same;
4640 }
4641
4642 /*
4643  * Internal bulk free of objects that were not initialised by the post alloc
4644  * hooks and thus should not be processed by the free hooks
4645  */
4646 static void __kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
4647 {
4648         if (!size)
4649                 return;
4650
4651         do {
4652                 struct detached_freelist df;
4653
4654                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
4655                 if (!df.slab)
4656                         continue;
4657
4658                 do_slab_free(df.s, df.slab, df.freelist, df.tail, df.cnt,
4659                              _RET_IP_);
4660         } while (likely(size));
4661 }
4662
4663 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
4664 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
4665 {
4666         if (!size)
4667                 return;
4668
4669         do {
4670                 struct detached_freelist df;
4671
4672                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
4673                 if (!df.slab)
4674                         continue;
4675
4676                 slab_free_bulk(df.s, df.slab, df.freelist, df.tail, &p[size],
4677                                df.cnt, _RET_IP_);
4678         } while (likely(size));
4679 }
4680 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
4681
4682 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4683 static inline
4684 int __kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
4685                             void **p)
4686 {
4687         struct kmem_cache_cpu *c;
4688         unsigned long irqflags;
4689         int i;
4690
4691         /*
4692          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
4693          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
4694          * handlers invoking normal fastpath.
4695          */
4696         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4697         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4698
4699         for (i = 0; i < size; i++) {
4700                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
4701
4702                 if (unlikely(object)) {
4703                         p[i] = object;
4704                         continue;
4705                 }
4706
4707                 object = c->freelist;
4708                 if (unlikely(!object)) {
4709                         /*
4710                          * We may have removed an object from c->freelist using
4711                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
4712                          * c->tid has not been bumped yet.
4713                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
4714                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
4715                          */
4716                         c->tid = next_tid(c->tid);
4717
4718                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4719
4720                         /*
4721                          * Invoking slow path likely have side-effect
4722                          * of re-populating per CPU c->freelist
4723                          */
4724                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
4725                                             _RET_IP_, c, s->object_size);
4726                         if (unlikely(!p[i]))
4727                                 goto error;
4728
4729                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4730                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4731
4732                         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4733
4734                         continue; /* goto for-loop */
4735                 }
4736                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
4737                 p[i] = object;
4738                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4739                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
4740         }
4741         c->tid = next_tid(c->tid);
4742         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4743         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4744
4745         return i;
4746
4747 error:
4748         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4749         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
4750         return 0;
4751
4752 }
4753 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
4754 static int __kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
4755                                    size_t size, void **p)
4756 {
4757         int i;
4758
4759         for (i = 0; i < size; i++) {
4760                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
4761
4762                 if (unlikely(object)) {
4763                         p[i] = object;
4764                         continue;
4765                 }
4766
4767                 p[i] = __slab_alloc_node(s, flags, NUMA_NO_NODE,
4768                                          _RET_IP_, s->object_size);
4769                 if (unlikely(!p[i]))
4770                         goto error;
4771
4772                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4773         }
4774
4775         return i;
4776
4777 error:
4778         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
4779         return 0;
4780 }
4781 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4782
4783 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
4784 int kmem_cache_alloc_bulk_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
4785                                  void **p)
4786 {
4787         int i;
4788
4789         if (!size)
4790                 return 0;
4791
4792         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
4793         if (unlikely(!s))
4794                 return 0;
4795
4796         i = __kmem_cache_alloc_bulk(s, flags, size, p);
4797         if (unlikely(i == 0))
4798                 return 0;
4799
4800         /*
4801          * memcg and kmem_cache debug support and memory initialization.
4802          * Done outside of the IRQ disabled fastpath loop.
4803          */
4804         if (unlikely(!slab_post_alloc_hook(s, NULL, flags, size, p,
4805                     slab_want_init_on_alloc(flags, s), s->object_size))) {
4806                 return 0;
4807         }
4808         return i;
4809 }
4810 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk_noprof);
4811
4812
4813 /*
4814  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
4815  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
4816  * get the required alignment by putting one properly sized object after
4817  * another.
4818  *
4819  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
4820  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
4821  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
4822  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
4823  * locking overhead.
4824  */
4825
4826 /*
4827  * Minimum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
4828  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
4829  * and increases the number of allocations possible without having to
4830  * take the list_lock.
4831  */
4832 static unsigned int slub_min_order;
4833 static unsigned int slub_max_order =
4834         IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) ? 1 : PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
4835 static unsigned int slub_min_objects;
4836
4837 /*
4838  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
4839  *
4840  * The order of allocation has significant impact on performance and other
4841  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
4842  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
4843  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
4844  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
4845  * would be wasted.
4846  *
4847  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
4848  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
4849  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
4850  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
4851  *
4852  * slab_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
4853  * number of objects in a slab as critical. If we reach slab_max_order then
4854  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
4855  * of space in favor of a small page order.
4856  *
4857  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
4858  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
4859  * requested a higher minimum order then we start with that one instead of
4860  * the smallest order which will fit the object.
4861  */
4862 static inline unsigned int calc_slab_order(unsigned int size,
4863                 unsigned int min_order, unsigned int max_order,
4864                 unsigned int fract_leftover)
4865 {
4866         unsigned int order;
4867
4868         for (order = min_order; order <= max_order; order++) {
4869
4870                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
4871                 unsigned int rem;
4872
4873                 rem = slab_size % size;
4874
4875                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
4876                         break;
4877         }
4878
4879         return order;
4880 }
4881
4882 static inline int calculate_order(unsigned int size)
4883 {
4884         unsigned int order;
4885         unsigned int min_objects;
4886         unsigned int max_objects;
4887         unsigned int min_order;
4888
4889         min_objects = slub_min_objects;
4890         if (!min_objects) {
4891                 /*
4892                  * Some architectures will only update present cpus when
4893                  * onlining them, so don't trust the number if it's just 1. But
4894                  * we also don't want to use nr_cpu_ids always, as on some other
4895                  * architectures, there can be many possible cpus, but never
4896                  * onlined. Here we compromise between trying to avoid too high
4897                  * order on systems that appear larger than they are, and too
4898                  * low order on systems that appear smaller than they are.
4899                  */
4900                 unsigned int nr_cpus = num_present_cpus();
4901                 if (nr_cpus <= 1)
4902                         nr_cpus = nr_cpu_ids;
4903                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpus) + 1);
4904         }
4905         /* min_objects can't be 0 because get_order(0) is undefined */
4906         max_objects = max(order_objects(slub_max_order, size), 1U);
4907         min_objects = min(min_objects, max_objects);
4908
4909         min_order = max_t(unsigned int, slub_min_order,
4910                           get_order(min_objects * size));
4911         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
4912                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
4913
4914         /*
4915          * Attempt to find best configuration for a slab. This works by first
4916          * attempting to generate a layout with the best possible configuration
4917          * and backing off gradually.
4918          *
4919          * We start with accepting at most 1/16 waste and try to find the
4920          * smallest order from min_objects-derived/slab_min_order up to
4921          * slab_max_order that will satisfy the constraint. Note that increasing
4922          * the order can only result in same or less fractional waste, not more.
4923          *
4924          * If that fails, we increase the acceptable fraction of waste and try
4925          * again. The last iteration with fraction of 1/2 would effectively
4926          * accept any waste and give us the order determined by min_objects, as
4927          * long as at least single object fits within slab_max_order.
4928          */
4929         for (unsigned int fraction = 16; fraction > 1; fraction /= 2) {
4930                 order = calc_slab_order(size, min_order, slub_max_order,
4931                                         fraction);
4932                 if (order <= slub_max_order)
4933                         return order;
4934         }
4935
4936         /*
4937          * Doh this slab cannot be placed using slab_max_order.
4938          */
4939         order = get_order(size);
4940         if (order <= MAX_PAGE_ORDER)
4941                 return order;
4942         return -ENOSYS;
4943 }
4944
4945 static void
4946 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
4947 {
4948         n->nr_partial = 0;
4949         spin_lock_init(&n->list_lock);
4950         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
4951 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4952         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
4953         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
4954         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
4955 #endif
4956 }
4957
4958 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4959 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
4960 {
4961         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
4962                         NR_KMALLOC_TYPES * KMALLOC_SHIFT_HIGH *
4963                         sizeof(struct kmem_cache_cpu));
4964
4965         /*
4966          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
4967          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
4968          */
4969         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
4970                                      2 * sizeof(void *));
4971
4972         if (!s->cpu_slab)
4973                 return 0;
4974
4975         init_kmem_cache_cpus(s);
4976
4977         return 1;
4978 }
4979 #else
4980 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
4981 {
4982         return 1;
4983 }
4984 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4985
4986 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
4987
4988 /*
4989  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
4990  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
4991  * possible.
4992  *
4993  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
4994  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
4995  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
4996  */
4997 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
4998 {
4999         struct slab *slab;
5000         struct kmem_cache_node *n;
5001
5002         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
5003
5004         slab = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
5005
5006         BUG_ON(!slab);
5007         if (slab_nid(slab) != node) {
5008                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
5009                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
5010         }
5011
5012         n = slab->freelist;
5013         BUG_ON(!n);
5014 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5015         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
5016 #endif
5017         n = kasan_slab_alloc(kmem_cache_node, n, GFP_KERNEL, false);
5018         slab->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
5019         slab->inuse = 1;
5020         kmem_cache_node->node[node] = n;
5021         init_kmem_cache_node(n);
5022         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, slab->objects);
5023
5024         /*
5025          * No locks need to be taken here as it has just been
5026          * initialized and there is no concurrent access.
5027          */
5028         __add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_HEAD);
5029 }
5030
5031 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
5032 {
5033         int node;
5034         struct kmem_cache_node *n;
5035
5036         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5037                 s->node[node] = NULL;
5038                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
5039         }
5040 }
5041
5042 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
5043 {
5044         cache_random_seq_destroy(s);
5045 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
5046         free_percpu(s->cpu_slab);
5047 #endif
5048         free_kmem_cache_nodes(s);
5049 }
5050
5051 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
5052 {
5053         int node;
5054
5055         for_each_node_mask(node, slab_nodes) {
5056                 struct kmem_cache_node *n;
5057
5058                 if (slab_state == DOWN) {
5059                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
5060                         continue;
5061                 }
5062                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
5063                                                 GFP_KERNEL, node);
5064
5065                 if (!n) {
5066                         free_kmem_cache_nodes(s);
5067                         return 0;
5068                 }
5069
5070                 init_kmem_cache_node(n);
5071                 s->node[node] = n;
5072         }
5073         return 1;
5074 }
5075
5076 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
5077 {
5078 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
5079         unsigned int nr_objects;
5080
5081         /*
5082          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
5083          * per cpu partial lists of a processor.
5084          *
5085          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
5086          * object freed. If they are used for allocation then they can be
5087          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
5088          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
5089          *
5090          * For backwards compatibility reasons, this is determined as number
5091          * of objects, even though we now limit maximum number of pages, see
5092          * slub_set_cpu_partial()
5093          */
5094         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5095                 nr_objects = 0;
5096         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
5097                 nr_objects = 6;
5098         else if (s->size >= 1024)
5099                 nr_objects = 24;
5100         else if (s->size >= 256)
5101                 nr_objects = 52;
5102         else
5103                 nr_objects = 120;
5104
5105         slub_set_cpu_partial(s, nr_objects);
5106 #endif
5107 }
5108
5109 /*
5110  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
5111  * a slab object.
5112  */
5113 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
5114 {
5115         slab_flags_t flags = s->flags;
5116         unsigned int size = s->object_size;
5117         unsigned int order;
5118
5119         /*
5120          * Round up object size to the next word boundary. We can only
5121          * place the free pointer at word boundaries and this determines
5122          * the possible location of the free pointer.
5123          */
5124         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
5125
5126 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5127         /*
5128          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
5129          * the slab may touch the object after free or before allocation
5130          * then we should never poison the object itself.
5131          */
5132         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
5133                         !s->ctor)
5134                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
5135         else
5136                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
5137
5138
5139         /*
5140          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
5141          * end of the object and the free pointer. If not then add an
5142          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
5143          */
5144         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
5145                 size += sizeof(void *);
5146 #endif
5147
5148         /*
5149          * With that we have determined the number of bytes in actual use
5150          * by the object and redzoning.
5151          */
5152         s->inuse = size;
5153
5154         if (slub_debug_orig_size(s) ||
5155             (flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
5156             ((flags & SLAB_RED_ZONE) && s->object_size < sizeof(void *)) ||
5157             s->ctor) {
5158                 /*
5159                  * Relocate free pointer after the object if it is not
5160                  * permitted to overwrite the first word of the object on
5161                  * kmem_cache_free.
5162                  *
5163                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
5164                  * destructor, are poisoning the objects, or are
5165                  * redzoning an object smaller than sizeof(void *).
5166                  *
5167                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
5168                  * pointer is outside of the object is used in the
5169                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
5170                  * longer true, the function needs to be modified.
5171                  */
5172                 s->offset = size;
5173                 size += sizeof(void *);
5174         } else {
5175                 /*
5176                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
5177                  * it away from the edges of the object to avoid small
5178                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
5179                  */
5180                 s->offset = ALIGN_DOWN(s->object_size / 2, sizeof(void *));
5181         }
5182
5183 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5184         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
5185                 /*
5186                  * Need to store information about allocs and frees after
5187                  * the object.
5188                  */
5189                 size += 2 * sizeof(struct track);
5190
5191                 /* Save the original kmalloc request size */
5192                 if (flags & SLAB_KMALLOC)
5193                         size += sizeof(unsigned int);
5194         }
5195 #endif
5196
5197         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
5198 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5199         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
5200                 /*
5201                  * Add some empty padding so that we can catch
5202                  * overwrites from earlier objects rather than let
5203                  * tracking information or the free pointer be
5204                  * corrupted if a user writes before the start
5205                  * of the object.
5206                  */
5207                 size += sizeof(void *);
5208
5209                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
5210                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
5211                 size += s->red_left_pad;
5212         }
5213 #endif
5214
5215         /*
5216          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
5217          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
5218          * each object to conform to the alignment.
5219          */
5220         size = ALIGN(size, s->align);
5221         s->size = size;
5222         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
5223         order = calculate_order(size);
5224
5225         if ((int)order < 0)
5226                 return 0;
5227
5228         s->allocflags = __GFP_COMP;
5229
5230         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5231                 s->allocflags |= GFP_DMA;
5232
5233         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5234                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
5235
5236         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5237                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
5238
5239         /*
5240          * Determine the number of objects per slab
5241          */
5242         s->oo = oo_make(order, size);
5243         s->min = oo_make(get_order(size), size);
5244
5245         return !!oo_objects(s->oo);
5246 }
5247
5248 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
5249 {
5250         s->flags = kmem_cache_flags(flags, s->name);
5251 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
5252         s->random = get_random_long();
5253 #endif
5254
5255         if (!calculate_sizes(s))
5256                 goto error;
5257         if (disable_higher_order_debug) {
5258                 /*
5259                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
5260                  * order increased.
5261                  */
5262                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
5263                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
5264                         s->offset = 0;
5265                         if (!calculate_sizes(s))
5266                                 goto error;
5267                 }
5268         }
5269
5270 #ifdef system_has_freelist_aba
5271         if (system_has_freelist_aba() && !(s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG)) {
5272                 /* Enable fast mode */
5273                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
5274         }
5275 #endif
5276
5277         /*
5278          * The larger the object size is, the more slabs we want on the partial
5279          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
5280          */
5281         s->min_partial = min_t(unsigned long, MAX_PARTIAL, ilog2(s->size) / 2);
5282         s->min_partial = max_t(unsigned long, MIN_PARTIAL, s->min_partial);
5283
5284         set_cpu_partial(s);
5285
5286 #ifdef CONFIG_NUMA
5287         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
5288 #endif
5289
5290         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
5291         if (slab_state >= UP) {
5292                 if (init_cache_random_seq(s))
5293                         goto error;
5294         }
5295
5296         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
5297                 goto error;
5298
5299         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
5300                 return 0;
5301
5302 error:
5303         __kmem_cache_release(s);
5304         return -EINVAL;
5305 }
5306
5307 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
5308                               const char *text)
5309 {
5310 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5311         void *addr = slab_address(slab);
5312         void *p;
5313
5314         slab_err(s, slab, text, s->name);
5315
5316         spin_lock(&object_map_lock);
5317         __fill_map(object_map, s, slab);
5318
5319         for_each_object(p, s, addr, slab->objects) {
5320
5321                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), object_map)) {
5322                         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
5323                         print_tracking(s, p);
5324                 }
5325         }
5326         spin_unlock(&object_map_lock);
5327 #endif
5328 }
5329
5330 /*
5331  * Attempt to free all partial slabs on a node.
5332  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
5333  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
5334  */
5335 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
5336 {
5337         LIST_HEAD(discard);
5338         struct slab *slab, *h;
5339
5340         BUG_ON(irqs_disabled());
5341         spin_lock_irq(&n->list_lock);
5342         list_for_each_entry_safe(slab, h, &n->partial, slab_list) {
5343                 if (!slab->inuse) {
5344                         remove_partial(n, slab);
5345                         list_add(&slab->slab_list, &discard);
5346                 } else {
5347                         list_slab_objects(s, slab,
5348                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
5349                 }
5350         }
5351         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
5352
5353         list_for_each_entry_safe(slab, h, &discard, slab_list)
5354                 discard_slab(s, slab);
5355 }
5356
5357 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
5358 {
5359         int node;
5360         struct kmem_cache_node *n;
5361
5362         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
5363                 if (n->nr_partial || node_nr_slabs(n))
5364                         return false;
5365         return true;
5366 }
5367
5368 /*
5369  * Release all resources used by a slab cache.
5370  */
5371 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
5372 {
5373         int node;
5374         struct kmem_cache_node *n;
5375
5376         flush_all_cpus_locked(s);
5377         /* Attempt to free all objects */
5378         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5379                 free_partial(s, n);
5380                 if (n->nr_partial || node_nr_slabs(n))
5381                         return 1;
5382         }
5383         return 0;
5384 }
5385
5386 #ifdef CONFIG_PRINTK
5387 void __kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct slab *slab)
5388 {
5389         void *base;
5390         int __maybe_unused i;
5391         unsigned int objnr;
5392         void *objp;
5393         void *objp0;
5394         struct kmem_cache *s = slab->slab_cache;
5395         struct track __maybe_unused *trackp;
5396
5397         kpp->kp_ptr = object;
5398         kpp->kp_slab = slab;
5399         kpp->kp_slab_cache = s;
5400         base = slab_address(slab);
5401         objp0 = kasan_reset_tag(object);
5402 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5403         objp = restore_red_left(s, objp0);
5404 #else
5405         objp = objp0;
5406 #endif
5407         objnr = obj_to_index(s, slab, objp);
5408         kpp->kp_data_offset = (unsigned long)((char *)objp0 - (char *)objp);
5409         objp = base + s->size * objnr;
5410         kpp->kp_objp = objp;
5411         if (WARN_ON_ONCE(objp < base || objp >= base + slab->objects * s->size
5412                          || (objp - base) % s->size) ||
5413             !(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5414                 return;
5415 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5416         objp = fixup_red_left(s, objp);
5417         trackp = get_track(s, objp, TRACK_ALLOC);
5418         kpp->kp_ret = (void *)trackp->addr;
5419 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
5420         {
5421                 depot_stack_handle_t handle;
5422                 unsigned long *entries;
5423                 unsigned int nr_entries;
5424
5425                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
5426                 if (handle) {
5427                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
5428                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
5429                                 kpp->kp_stack[i] = (void *)entries[i];
5430                 }
5431
5432                 trackp = get_track(s, objp, TRACK_FREE);
5433                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
5434                 if (handle) {
5435                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
5436                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
5437                                 kpp->kp_free_stack[i] = (void *)entries[i];
5438                 }
5439         }
5440 #endif
5441 #endif
5442 }
5443 #endif
5444
5445 /********************************************************************
5446  *              Kmalloc subsystem
5447  *******************************************************************/
5448
5449 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
5450 {
5451         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
5452
5453         if (slub_min_order > slub_max_order)
5454                 slub_max_order = slub_min_order;
5455
5456         return 1;
5457 }
5458
5459 __setup("slab_min_order=", setup_slub_min_order);
5460 __setup_param("slub_min_order=", slub_min_order, setup_slub_min_order, 0);
5461
5462
5463 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
5464 {
5465         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
5466         slub_max_order = min_t(unsigned int, slub_max_order, MAX_PAGE_ORDER);
5467
5468         if (slub_min_order > slub_max_order)
5469                 slub_min_order = slub_max_order;
5470
5471         return 1;
5472 }
5473
5474 __setup("slab_max_order=", setup_slub_max_order);
5475 __setup_param("slub_max_order=", slub_max_order, setup_slub_max_order, 0);
5476
5477 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
5478 {
5479         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
5480
5481         return 1;
5482 }
5483
5484 __setup("slab_min_objects=", setup_slub_min_objects);
5485 __setup_param("slub_min_objects=", slub_min_objects, setup_slub_min_objects, 0);
5486
5487 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
5488 /*
5489  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
5490  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
5491  * cache's usercopy region.
5492  *
5493  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
5494  * to indicate an error.
5495  */
5496 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n,
5497                          const struct slab *slab, bool to_user)
5498 {
5499         struct kmem_cache *s;
5500         unsigned int offset;
5501         bool is_kfence = is_kfence_address(ptr);
5502
5503         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
5504
5505         /* Find object and usable object size. */
5506         s = slab->slab_cache;
5507
5508         /* Reject impossible pointers. */
5509         if (ptr < slab_address(slab))
5510                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
5511                                to_user, 0, n);
5512
5513         /* Find offset within object. */
5514         if (is_kfence)
5515                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
5516         else
5517                 offset = (ptr - slab_address(slab)) % s->size;
5518
5519         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
5520         if (!is_kfence && kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
5521                 if (offset < s->red_left_pad)
5522                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
5523                                        s->name, to_user, offset, n);
5524                 offset -= s->red_left_pad;
5525         }
5526
5527         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
5528         if (offset >= s->useroffset &&
5529             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
5530             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
5531                 return;
5532
5533         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
5534 }
5535 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
5536
5537 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
5538
5539 /*
5540  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
5541  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
5542  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
5543  *
5544  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
5545  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
5546  * are freed in them.
5547  */
5548 static int __kmem_cache_do_shrink(struct kmem_cache *s)
5549 {
5550         int node;
5551         int i;
5552         struct kmem_cache_node *n;
5553         struct slab *slab;
5554         struct slab *t;
5555         struct list_head discard;
5556         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
5557         unsigned long flags;
5558         int ret = 0;
5559
5560         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5561                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
5562                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
5563                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
5564
5565                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5566
5567                 /*
5568                  * Build lists of slabs to discard or promote.
5569                  *
5570                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
5571                  * list_lock. slab->inuse here is the upper limit.
5572                  */
5573                 list_for_each_entry_safe(slab, t, &n->partial, slab_list) {
5574                         int free = slab->objects - slab->inuse;
5575
5576                         /* Do not reread slab->inuse */
5577                         barrier();
5578
5579                         /* We do not keep full slabs on the list */
5580                         BUG_ON(free <= 0);
5581
5582                         if (free == slab->objects) {
5583                                 list_move(&slab->slab_list, &discard);
5584                                 slab_clear_node_partial(slab);
5585                                 n->nr_partial--;
5586                                 dec_slabs_node(s, node, slab->objects);
5587                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
5588                                 list_move(&slab->slab_list, promote + free - 1);
5589                 }
5590
5591                 /*
5592                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
5593                  * partial list.
5594                  */
5595                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
5596                         list_splice(promote + i, &n->partial);
5597
5598                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5599
5600                 /* Release empty slabs */
5601                 list_for_each_entry_safe(slab, t, &discard, slab_list)
5602                         free_slab(s, slab);
5603
5604                 if (node_nr_slabs(n))
5605                         ret = 1;
5606         }
5607
5608         return ret;
5609 }
5610
5611 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
5612 {
5613         flush_all(s);
5614         return __kmem_cache_do_shrink(s);
5615 }
5616
5617 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
5618 {
5619         struct kmem_cache *s;
5620
5621         mutex_lock(&slab_mutex);
5622         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5623                 flush_all_cpus_locked(s);
5624                 __kmem_cache_do_shrink(s);
5625         }
5626         mutex_unlock(&slab_mutex);
5627
5628         return 0;
5629 }
5630
5631 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
5632 {
5633         struct memory_notify *marg = arg;
5634         int offline_node;
5635
5636         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
5637
5638         /*
5639          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
5640          * for it yet.
5641          */
5642         if (offline_node < 0)
5643                 return;
5644
5645         mutex_lock(&slab_mutex);
5646         node_clear(offline_node, slab_nodes);
5647         /*
5648          * We no longer free kmem_cache_node structures here, as it would be
5649          * racy with all get_node() users, and infeasible to protect them with
5650          * slab_mutex.
5651          */
5652         mutex_unlock(&slab_mutex);
5653 }
5654
5655 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
5656 {
5657         struct kmem_cache_node *n;
5658         struct kmem_cache *s;
5659         struct memory_notify *marg = arg;
5660         int nid = marg->status_change_nid_normal;
5661         int ret = 0;
5662
5663         /*
5664          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
5665          * already created. Nothing to do.
5666          */
5667         if (nid < 0)
5668                 return 0;
5669
5670         /*
5671          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
5672          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
5673          * online.
5674          */
5675         mutex_lock(&slab_mutex);
5676         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5677                 /*
5678                  * The structure may already exist if the node was previously
5679                  * onlined and offlined.
5680                  */
5681                 if (get_node(s, nid))
5682                         continue;
5683                 /*
5684                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
5685                  *      since memory is not yet available from the node that
5686                  *      is brought up.
5687                  */
5688                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
5689                 if (!n) {
5690                         ret = -ENOMEM;
5691                         goto out;
5692                 }
5693                 init_kmem_cache_node(n);
5694                 s->node[nid] = n;
5695         }
5696         /*
5697          * Any cache created after this point will also have kmem_cache_node
5698          * initialized for the new node.
5699          */
5700         node_set(nid, slab_nodes);
5701 out:
5702         mutex_unlock(&slab_mutex);
5703         return ret;
5704 }
5705
5706 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
5707                                 unsigned long action, void *arg)
5708 {
5709         int ret = 0;
5710
5711         switch (action) {
5712         case MEM_GOING_ONLINE:
5713                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
5714                 break;
5715         case MEM_GOING_OFFLINE:
5716                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
5717                 break;
5718         case MEM_OFFLINE:
5719         case MEM_CANCEL_ONLINE:
5720                 slab_mem_offline_callback(arg);
5721                 break;
5722         case MEM_ONLINE:
5723         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
5724                 break;
5725         }
5726         if (ret)
5727                 ret = notifier_from_errno(ret);
5728         else
5729                 ret = NOTIFY_OK;
5730         return ret;
5731 }
5732
5733 /********************************************************************
5734  *                      Basic setup of slabs
5735  *******************************************************************/
5736
5737 /*
5738  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
5739  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
5740  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
5741  */
5742
5743 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
5744 {
5745         int node;
5746         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
5747         struct kmem_cache_node *n;
5748
5749         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
5750
5751         /*
5752          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
5753          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
5754          * IPIs around.
5755          */
5756         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
5757         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5758                 struct slab *p;
5759
5760                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
5761                         p->slab_cache = s;
5762
5763 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5764                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
5765                         p->slab_cache = s;
5766 #endif
5767         }
5768         list_add(&s->list, &slab_caches);
5769         return s;
5770 }
5771
5772 void __init kmem_cache_init(void)
5773 {
5774         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
5775                 boot_kmem_cache_node;
5776         int node;
5777
5778         if (debug_guardpage_minorder())
5779                 slub_max_order = 0;
5780
5781         /* Print slub debugging pointers without hashing */
5782         if (__slub_debug_enabled())
5783                 no_hash_pointers_enable(NULL);
5784
5785         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
5786         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
5787
5788         /*
5789          * Initialize the nodemask for which we will allocate per node
5790          * structures. Here we don't need taking slab_mutex yet.
5791          */
5792         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
5793                 node_set(node, slab_nodes);
5794
5795         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
5796                         sizeof(struct kmem_cache_node),
5797                         SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_NO_OBJ_EXT, 0, 0);
5798
5799         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
5800
5801         /* Able to allocate the per node structures */
5802         slab_state = PARTIAL;
5803
5804         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
5805                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
5806                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
5807                         SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_NO_OBJ_EXT, 0, 0);
5808
5809         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
5810         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
5811
5812         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
5813         setup_kmalloc_cache_index_table();
5814         create_kmalloc_caches();
5815
5816         /* Setup random freelists for each cache */
5817         init_freelist_randomization();
5818
5819         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
5820                                   slub_cpu_dead);
5821
5822         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
5823                 cache_line_size(),
5824                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
5825                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
5826 }
5827
5828 void __init kmem_cache_init_late(void)
5829 {
5830 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
5831         flushwq = alloc_workqueue("slub_flushwq", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
5832         WARN_ON(!flushwq);
5833 #endif
5834 }
5835
5836 struct kmem_cache *
5837 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
5838                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
5839 {
5840         struct kmem_cache *s;
5841
5842         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
5843         if (s) {
5844                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
5845                         return NULL;
5846
5847                 s->refcount++;
5848
5849                 /*
5850                  * Adjust the object sizes so that we clear
5851                  * the complete object on kzalloc.
5852                  */
5853                 s->object_size = max(s->object_size, size);
5854                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
5855         }
5856
5857         return s;
5858 }
5859
5860 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
5861 {
5862         int err;
5863
5864         err = kmem_cache_open(s, flags);
5865         if (err)
5866                 return err;
5867
5868         /* Mutex is not taken during early boot */
5869         if (slab_state <= UP)
5870                 return 0;
5871
5872         err = sysfs_slab_add(s);
5873         if (err) {
5874                 __kmem_cache_release(s);
5875                 return err;
5876         }
5877
5878         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
5879                 debugfs_slab_add(s);
5880
5881         return 0;
5882 }
5883
5884 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
5885 static int count_inuse(struct slab *slab)
5886 {
5887         return slab->inuse;
5888 }
5889
5890 static int count_total(struct slab *slab)
5891 {
5892         return slab->objects;
5893 }
5894 #endif
5895
5896 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5897 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
5898                           unsigned long *obj_map)
5899 {
5900         void *p;
5901         void *addr = slab_address(slab);
5902
5903         if (!check_slab(s, slab) || !on_freelist(s, slab, NULL))
5904                 return;
5905
5906         /* Now we know that a valid freelist exists */
5907         __fill_map(obj_map, s, slab);
5908         for_each_object(p, s, addr, slab->objects) {
5909                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map) ?
5910                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
5911
5912                 if (!check_object(s, slab, p, val))
5913                         break;
5914         }
5915 }
5916
5917 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
5918                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *obj_map)
5919 {
5920         unsigned long count = 0;
5921         struct slab *slab;
5922         unsigned long flags;
5923
5924         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5925
5926         list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list) {
5927                 validate_slab(s, slab, obj_map);
5928                 count++;
5929         }
5930         if (count != n->nr_partial) {
5931                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
5932                        s->name, count, n->nr_partial);
5933                 slab_add_kunit_errors();
5934         }
5935
5936         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5937                 goto out;
5938
5939         list_for_each_entry(slab, &n->full, slab_list) {
5940                 validate_slab(s, slab, obj_map);
5941                 count++;
5942         }
5943         if (count != node_nr_slabs(n)) {
5944                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
5945                        s->name, count, node_nr_slabs(n));
5946                 slab_add_kunit_errors();
5947         }
5948
5949 out:
5950         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5951         return count;
5952 }
5953
5954 long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
5955 {
5956         int node;
5957         unsigned long count = 0;
5958         struct kmem_cache_node *n;
5959         unsigned long *obj_map;
5960
5961         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
5962         if (!obj_map)
5963                 return -ENOMEM;
5964
5965         flush_all(s);
5966         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
5967                 count += validate_slab_node(s, n, obj_map);
5968
5969         bitmap_free(obj_map);
5970
5971         return count;
5972 }
5973 EXPORT_SYMBOL(validate_slab_cache);
5974
5975 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
5976 /*
5977  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
5978  * and freed.
5979  */
5980
5981 struct location {
5982         depot_stack_handle_t handle;
5983         unsigned long count;
5984         unsigned long addr;
5985         unsigned long waste;
5986         long long sum_time;
5987         long min_time;
5988         long max_time;
5989         long min_pid;
5990         long max_pid;
5991         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
5992         nodemask_t nodes;
5993 };
5994
5995 struct loc_track {
5996         unsigned long max;
5997         unsigned long count;
5998         struct location *loc;
5999         loff_t idx;
6000 };
6001
6002 static struct dentry *slab_debugfs_root;
6003
6004 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
6005 {
6006         if (t->max)
6007                 free_pages((unsigned long)t->loc,
6008                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
6009 }
6010
6011 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
6012 {
6013         struct location *l;
6014         int order;
6015
6016         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
6017
6018         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
6019         if (!l)
6020                 return 0;
6021
6022         if (t->count) {
6023                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
6024                 free_loc_track(t);
6025         }
6026         t->max = max;
6027         t->loc = l;
6028         return 1;
6029 }
6030
6031 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
6032                                 const struct track *track,
6033                                 unsigned int orig_size)
6034 {
6035         long start, end, pos;
6036         struct location *l;
6037         unsigned long caddr, chandle, cwaste;
6038         unsigned long age = jiffies - track->when;
6039         depot_stack_handle_t handle = 0;
6040         unsigned int waste = s->object_size - orig_size;
6041
6042 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
6043         handle = READ_ONCE(track->handle);
6044 #endif
6045         start = -1;
6046         end = t->count;
6047
6048         for ( ; ; ) {
6049                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
6050
6051                 /*
6052                  * There is nothing at "end". If we end up there
6053                  * we need to add something to before end.
6054                  */
6055                 if (pos == end)
6056                         break;
6057
6058                 l = &t->loc[pos];
6059                 caddr = l->addr;
6060                 chandle = l->handle;
6061                 cwaste = l->waste;
6062                 if ((track->addr == caddr) && (handle == chandle) &&
6063                         (waste == cwaste)) {
6064
6065                         l->count++;
6066                         if (track->when) {
6067                                 l->sum_time += age;
6068                                 if (age < l->min_time)
6069                                         l->min_time = age;
6070                                 if (age > l->max_time)
6071                                         l->max_time = age;
6072
6073                                 if (track->pid < l->min_pid)
6074                                         l->min_pid = track->pid;
6075                                 if (track->pid > l->max_pid)
6076                                         l->max_pid = track->pid;
6077
6078                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
6079                                                 to_cpumask(l->cpus));
6080                         }
6081                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
6082                         return 1;
6083                 }
6084
6085                 if (track->addr < caddr)
6086                         end = pos;
6087                 else if (track->addr == caddr && handle < chandle)
6088                         end = pos;
6089                 else if (track->addr == caddr && handle == chandle &&
6090                                 waste < cwaste)
6091                         end = pos;
6092                 else
6093                         start = pos;
6094         }
6095
6096         /*
6097          * Not found. Insert new tracking element.
6098          */
6099         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
6100                 return 0;
6101
6102         l = t->loc + pos;
6103         if (pos < t->count)
6104                 memmove(l + 1, l,
6105                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
6106         t->count++;
6107         l->count = 1;
6108         l->addr = track->addr;
6109         l->sum_time = age;
6110         l->min_time = age;
6111         l->max_time = age;
6112         l->min_pid = track->pid;
6113         l->max_pid = track->pid;
6114         l->handle = handle;
6115         l->waste = waste;
6116         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
6117         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
6118         nodes_clear(l->nodes);
6119         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
6120         return 1;
6121 }
6122
6123 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
6124                 struct slab *slab, enum track_item alloc,
6125                 unsigned long *obj_map)
6126 {
6127         void *addr = slab_address(slab);
6128         bool is_alloc = (alloc == TRACK_ALLOC);
6129         void *p;
6130
6131         __fill_map(obj_map, s, slab);
6132
6133         for_each_object(p, s, addr, slab->objects)
6134                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map))
6135                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc),
6136                                      is_alloc ? get_orig_size(s, p) :
6137                                                 s->object_size);
6138 }
6139 #endif  /* CONFIG_DEBUG_FS   */
6140 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
6141
6142 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
6143 enum slab_stat_type {
6144         SL_ALL,                 /* All slabs */
6145         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
6146         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
6147         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
6148         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
6149 };
6150
6151 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
6152 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
6153 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
6154 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
6155 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
6156
6157 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
6158                                  char *buf, unsigned long flags)
6159 {
6160         unsigned long total = 0;
6161         int node;
6162         int x;
6163         unsigned long *nodes;
6164         int len = 0;
6165
6166         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
6167         if (!nodes)
6168                 return -ENOMEM;
6169
6170         if (flags & SO_CPU) {
6171                 int cpu;
6172
6173                 for_each_possible_cpu(cpu) {
6174                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
6175                                                                cpu);
6176                         int node;
6177                         struct slab *slab;
6178
6179                         slab = READ_ONCE(c->slab);
6180                         if (!slab)
6181                                 continue;
6182
6183                         node = slab_nid(slab);
6184                         if (flags & SO_TOTAL)
6185                                 x = slab->objects;
6186                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6187                                 x = slab->inuse;
6188                         else
6189                                 x = 1;
6190
6191                         total += x;
6192                         nodes[node] += x;
6193
6194 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6195                         slab = slub_percpu_partial_read_once(c);
6196                         if (slab) {
6197                                 node = slab_nid(slab);
6198                                 if (flags & SO_TOTAL)
6199                                         WARN_ON_ONCE(1);
6200                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
6201                                         WARN_ON_ONCE(1);
6202                                 else
6203                                         x = data_race(slab->slabs);
6204                                 total += x;
6205                                 nodes[node] += x;
6206                         }
6207 #endif
6208                 }
6209         }
6210
6211         /*
6212          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
6213          * already held which will conflict with an existing lock order:
6214          *
6215          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
6216          *
6217          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
6218          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
6219          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
6220          */
6221
6222 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6223         if (flags & SO_ALL) {
6224                 struct kmem_cache_node *n;
6225
6226                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6227
6228                         if (flags & SO_TOTAL)
6229                                 x = node_nr_objs(n);
6230                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6231                                 x = node_nr_objs(n) - count_partial(n, count_free);
6232                         else
6233                                 x = node_nr_slabs(n);
6234                         total += x;
6235                         nodes[node] += x;
6236                 }
6237
6238         } else
6239 #endif
6240         if (flags & SO_PARTIAL) {
6241                 struct kmem_cache_node *n;
6242
6243                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6244                         if (flags & SO_TOTAL)
6245                                 x = count_partial(n, count_total);
6246                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6247                                 x = count_partial(n, count_inuse);
6248                         else
6249                                 x = n->nr_partial;
6250                         total += x;
6251                         nodes[node] += x;
6252                 }
6253         }
6254
6255         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", total);
6256 #ifdef CONFIG_NUMA
6257         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
6258                 if (nodes[node])
6259                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " N%d=%lu",
6260                                              node, nodes[node]);
6261         }
6262 #endif
6263         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6264         kfree(nodes);
6265
6266         return len;
6267 }
6268
6269 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
6270 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
6271
6272 struct slab_attribute {
6273         struct attribute attr;
6274         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
6275         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
6276 };
6277
6278 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
6279         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO_MODE(_name, 0400)
6280
6281 #define SLAB_ATTR(_name) \
6282         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RW_MODE(_name, 0600)
6283
6284 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6285 {
6286         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->size);
6287 }
6288 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
6289
6290 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6291 {
6292         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->align);
6293 }
6294 SLAB_ATTR_RO(align);
6295
6296 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6297 {
6298         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->object_size);
6299 }
6300 SLAB_ATTR_RO(object_size);
6301
6302 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6303 {
6304         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
6305 }
6306 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
6307
6308 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6309 {
6310         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
6311 }
6312 SLAB_ATTR_RO(order);
6313
6314 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6315 {
6316         return sysfs_emit(buf, "%lu\n", s->min_partial);
6317 }
6318
6319 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6320                                  size_t length)
6321 {
6322         unsigned long min;
6323         int err;
6324
6325         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
6326         if (err)
6327                 return err;
6328
6329         s->min_partial = min;
6330         return length;
6331 }
6332 SLAB_ATTR(min_partial);
6333
6334 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6335 {
6336         unsigned int nr_partial = 0;
6337 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6338         nr_partial = s->cpu_partial;
6339 #endif
6340
6341         return sysfs_emit(buf, "%u\n", nr_partial);
6342 }
6343
6344 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6345                                  size_t length)
6346 {
6347         unsigned int objects;
6348         int err;
6349
6350         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
6351         if (err)
6352                 return err;
6353         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
6354                 return -EINVAL;
6355
6356         slub_set_cpu_partial(s, objects);
6357         flush_all(s);
6358         return length;
6359 }
6360 SLAB_ATTR(cpu_partial);
6361
6362 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6363 {
6364         if (!s->ctor)
6365                 return 0;
6366         return sysfs_emit(buf, "%pS\n", s->ctor);
6367 }
6368 SLAB_ATTR_RO(ctor);
6369
6370 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6371 {
6372         return sysfs_emit(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
6373 }
6374 SLAB_ATTR_RO(aliases);
6375
6376 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6377 {
6378         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
6379 }
6380 SLAB_ATTR_RO(partial);
6381
6382 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6383 {
6384         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
6385 }
6386 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
6387
6388 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6389 {
6390         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
6391 }
6392 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
6393
6394 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6395 {
6396         int objects = 0;
6397         int slabs = 0;
6398         int cpu __maybe_unused;
6399         int len = 0;
6400
6401 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6402         for_each_online_cpu(cpu) {
6403                 struct slab *slab;
6404
6405                 slab = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
6406
6407                 if (slab)
6408                         slabs += data_race(slab->slabs);
6409         }
6410 #endif
6411
6412         /* Approximate half-full slabs, see slub_set_cpu_partial() */
6413         objects = (slabs * oo_objects(s->oo)) / 2;
6414         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%d(%d)", objects, slabs);
6415
6416 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6417         for_each_online_cpu(cpu) {
6418                 struct slab *slab;
6419
6420                 slab = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
6421                 if (slab) {
6422                         slabs = data_race(slab->slabs);
6423                         objects = (slabs * oo_objects(s->oo)) / 2;
6424                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%d(%d)",
6425                                              cpu, objects, slabs);
6426                 }
6427         }
6428 #endif
6429         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6430
6431         return len;
6432 }
6433 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
6434
6435 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6436 {
6437         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
6438 }
6439 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
6440
6441 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6442 {
6443         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
6444 }
6445 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
6446
6447 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
6448 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6449 {
6450         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
6451 }
6452 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
6453 #endif
6454
6455 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
6456 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6457 {
6458         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->usersize);
6459 }
6460 SLAB_ATTR_RO(usersize);
6461 #endif
6462
6463 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6464 {
6465         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
6466 }
6467 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
6468
6469 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6470 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6471 {
6472         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
6473 }
6474 SLAB_ATTR_RO(slabs);
6475
6476 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6477 {
6478         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
6479 }
6480 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
6481
6482 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6483 {
6484         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
6485 }
6486 SLAB_ATTR_RO(objects);
6487
6488 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6489 {
6490         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
6491 }
6492 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
6493
6494 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6495 {
6496         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
6497 }
6498 SLAB_ATTR_RO(trace);
6499
6500 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6501 {
6502         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
6503 }
6504
6505 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
6506
6507 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6508 {
6509         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
6510 }
6511
6512 SLAB_ATTR_RO(poison);
6513
6514 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6515 {
6516         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
6517 }
6518
6519 SLAB_ATTR_RO(store_user);
6520
6521 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6522 {
6523         return 0;
6524 }
6525
6526 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
6527                         const char *buf, size_t length)
6528 {
6529         int ret = -EINVAL;
6530
6531         if (buf[0] == '1' && kmem_cache_debug(s)) {
6532                 ret = validate_slab_cache(s);
6533                 if (ret >= 0)
6534                         ret = length;
6535         }
6536         return ret;
6537 }
6538 SLAB_ATTR(validate);
6539
6540 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
6541
6542 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
6543 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6544 {
6545         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
6546 }
6547
6548 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6549                                 size_t length)
6550 {
6551         if (s->refcount > 1)
6552                 return -EINVAL;
6553
6554         if (buf[0] == '1')
6555                 WRITE_ONCE(s->flags, s->flags | SLAB_FAILSLAB);
6556         else
6557                 WRITE_ONCE(s->flags, s->flags & ~SLAB_FAILSLAB);
6558
6559         return length;
6560 }
6561 SLAB_ATTR(failslab);
6562 #endif
6563
6564 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6565 {
6566         return 0;
6567 }
6568
6569 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
6570                         const char *buf, size_t length)
6571 {
6572         if (buf[0] == '1')
6573                 kmem_cache_shrink(s);
6574         else
6575                 return -EINVAL;
6576         return length;
6577 }
6578 SLAB_ATTR(shrink);
6579
6580 #ifdef CONFIG_NUMA
6581 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6582 {
6583         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
6584 }
6585
6586 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
6587                                 const char *buf, size_t length)
6588 {
6589         unsigned int ratio;
6590         int err;
6591
6592         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
6593         if (err)
6594                 return err;
6595         if (ratio > 100)
6596                 return -ERANGE;
6597
6598         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
6599
6600         return length;
6601 }
6602 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
6603 #endif
6604
6605 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
6606 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
6607 {
6608         unsigned long sum  = 0;
6609         int cpu;
6610         int len = 0;
6611         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
6612
6613         if (!data)
6614                 return -ENOMEM;
6615
6616         for_each_online_cpu(cpu) {
6617                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
6618
6619                 data[cpu] = x;
6620                 sum += x;
6621         }
6622
6623         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", sum);
6624
6625 #ifdef CONFIG_SMP
6626         for_each_online_cpu(cpu) {
6627                 if (data[cpu])
6628                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%u",
6629                                              cpu, data[cpu]);
6630         }
6631 #endif
6632         kfree(data);
6633         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6634
6635         return len;
6636 }
6637
6638 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
6639 {
6640         int cpu;
6641
6642         for_each_online_cpu(cpu)
6643                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
6644 }
6645
6646 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
6647 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
6648 {                                                               \
6649         return show_stat(s, buf, si);                           \
6650 }                                                               \
6651 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
6652                                 const char *buf, size_t length) \
6653 {                                                               \
6654         if (buf[0] != '0')                                      \
6655                 return -EINVAL;                                 \
6656         clear_stat(s, si);                                      \
6657         return length;                                          \
6658 }                                                               \
6659 SLAB_ATTR(text);                                                \
6660
6661 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
6662 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
6663 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
6664 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
6665 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
6666 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
6667 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
6668 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
6669 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
6670 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
6671 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
6672 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
6673 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
6674 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
6675 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
6676 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
6677 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
6678 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
6679 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
6680 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
6681 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
6682 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
6683 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
6684 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
6685 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
6686 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
6687 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
6688
6689 #ifdef CONFIG_KFENCE
6690 static ssize_t skip_kfence_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6691 {
6692         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_SKIP_KFENCE));
6693 }
6694
6695 static ssize_t skip_kfence_store(struct kmem_cache *s,
6696                         const char *buf, size_t length)
6697 {
6698         int ret = length;
6699
6700         if (buf[0] == '0')
6701                 s->flags &= ~SLAB_SKIP_KFENCE;
6702         else if (buf[0] == '1')
6703                 s->flags |= SLAB_SKIP_KFENCE;
6704         else
6705                 ret = -EINVAL;
6706
6707         return ret;
6708 }
6709 SLAB_ATTR(skip_kfence);
6710 #endif
6711
6712 static struct attribute *slab_attrs[] = {
6713         &slab_size_attr.attr,
6714         &object_size_attr.attr,
6715         &objs_per_slab_attr.attr,
6716         &order_attr.attr,
6717         &min_partial_attr.attr,
6718         &cpu_partial_attr.attr,
6719         &objects_partial_attr.attr,
6720         &partial_attr.attr,
6721         &cpu_slabs_attr.attr,
6722         &ctor_attr.attr,
6723         &aliases_attr.attr,
6724         &align_attr.attr,
6725         &hwcache_align_attr.attr,
6726         &reclaim_account_attr.attr,
6727         &destroy_by_rcu_attr.attr,
6728         &shrink_attr.attr,
6729         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
6730 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6731         &total_objects_attr.attr,
6732         &objects_attr.attr,
6733         &slabs_attr.attr,
6734         &sanity_checks_attr.attr,
6735         &trace_attr.attr,
6736         &red_zone_attr.attr,
6737         &poison_attr.attr,
6738         &store_user_attr.attr,
6739         &validate_attr.attr,
6740 #endif
6741 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
6742         &cache_dma_attr.attr,
6743 #endif
6744 #ifdef CONFIG_NUMA
6745         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
6746 #endif
6747 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
6748         &alloc_fastpath_attr.attr,
6749         &alloc_slowpath_attr.attr,
6750         &free_fastpath_attr.attr,
6751         &free_slowpath_attr.attr,
6752         &free_frozen_attr.attr,
6753         &free_add_partial_attr.attr,
6754         &free_remove_partial_attr.attr,
6755         &alloc_from_partial_attr.attr,
6756         &alloc_slab_attr.attr,
6757         &alloc_refill_attr.attr,
6758         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
6759         &free_slab_attr.attr,
6760         &cpuslab_flush_attr.attr,
6761         &deactivate_full_attr.attr,
6762         &deactivate_empty_attr.attr,
6763         &deactivate_to_head_attr.attr,
6764         &deactivate_to_tail_attr.attr,
6765         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
6766         &deactivate_bypass_attr.attr,
6767         &order_fallback_attr.attr,
6768         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
6769         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
6770         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
6771         &cpu_partial_free_attr.attr,
6772         &cpu_partial_node_attr.attr,
6773         &cpu_partial_drain_attr.attr,
6774 #endif
6775 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
6776         &failslab_attr.attr,
6777 #endif
6778 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
6779         &usersize_attr.attr,
6780 #endif
6781 #ifdef CONFIG_KFENCE
6782         &skip_kfence_attr.attr,
6783 #endif
6784
6785         NULL
6786 };
6787
6788 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
6789         .attrs = slab_attrs,
6790 };
6791
6792 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
6793                                 struct attribute *attr,
6794                                 char *buf)
6795 {
6796         struct slab_attribute *attribute;
6797         struct kmem_cache *s;
6798
6799         attribute = to_slab_attr(attr);
6800         s = to_slab(kobj);
6801
6802         if (!attribute->show)
6803                 return -EIO;
6804
6805         return attribute->show(s, buf);
6806 }
6807
6808 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
6809                                 struct attribute *attr,
6810                                 const char *buf, size_t len)
6811 {
6812         struct slab_attribute *attribute;
6813         struct kmem_cache *s;
6814
6815         attribute = to_slab_attr(attr);
6816         s = to_slab(kobj);
6817
6818         if (!attribute->store)
6819                 return -EIO;
6820
6821         return attribute->store(s, buf, len);
6822 }
6823
6824 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
6825 {
6826         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
6827 }
6828
6829 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
6830         .show = slab_attr_show,
6831         .store = slab_attr_store,
6832 };
6833
6834 static const struct kobj_type slab_ktype = {
6835         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
6836         .release = kmem_cache_release,
6837 };
6838
6839 static struct kset *slab_kset;
6840
6841 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
6842 {
6843         return slab_kset;
6844 }
6845
6846 #define ID_STR_LENGTH 32
6847
6848 /* Create a unique string id for a slab cache:
6849  *
6850  * Format       :[flags-]size
6851  */
6852 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
6853 {
6854         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
6855         char *p = name;
6856
6857         if (!name)
6858                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6859
6860         *p++ = ':';
6861         /*
6862          * First flags affecting slabcache operations. We will only
6863          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
6864          * too many flags. The flags here must cover all flags that
6865          * are matched during merging to guarantee that the id is
6866          * unique.
6867          */
6868         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
6869                 *p++ = 'd';
6870         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
6871                 *p++ = 'D';
6872         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
6873                 *p++ = 'a';
6874         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
6875                 *p++ = 'F';
6876         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
6877                 *p++ = 'A';
6878         if (p != name + 1)
6879                 *p++ = '-';
6880         p += snprintf(p, ID_STR_LENGTH - (p - name), "%07u", s->size);
6881
6882         if (WARN_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1)) {
6883                 kfree(name);
6884                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6885         }
6886         kmsan_unpoison_memory(name, p - name);
6887         return name;
6888 }
6889
6890 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
6891 {
6892         int err;
6893         const char *name;
6894         struct kset *kset = cache_kset(s);
6895         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
6896
6897         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
6898                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
6899                 unmergeable = 1;
6900
6901         if (unmergeable) {
6902                 /*
6903                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
6904                  * This is typically the case for debug situations. In that
6905                  * case we can catch duplicate names easily.
6906                  */
6907                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
6908                 name = s->name;
6909         } else {
6910                 /*
6911                  * Create a unique name for the slab as a target
6912                  * for the symlinks.
6913                  */
6914                 name = create_unique_id(s);
6915                 if (IS_ERR(name))
6916                         return PTR_ERR(name);
6917         }
6918
6919         s->kobj.kset = kset;
6920         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
6921         if (err)
6922                 goto out;
6923
6924         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
6925         if (err)
6926                 goto out_del_kobj;
6927
6928         if (!unmergeable) {
6929                 /* Setup first alias */
6930                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
6931         }
6932 out:
6933         if (!unmergeable)
6934                 kfree(name);
6935         return err;
6936 out_del_kobj:
6937         kobject_del(&s->kobj);
6938         goto out;
6939 }
6940
6941 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
6942 {
6943         kobject_del(&s->kobj);
6944 }
6945
6946 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
6947 {
6948         kobject_put(&s->kobj);
6949 }
6950
6951 /*
6952  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
6953  * available lest we lose that information.
6954  */
6955 struct saved_alias {
6956         struct kmem_cache *s;
6957         const char *name;
6958         struct saved_alias *next;
6959 };
6960
6961 static struct saved_alias *alias_list;
6962
6963 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
6964 {
6965         struct saved_alias *al;
6966
6967         if (slab_state == FULL) {
6968                 /*
6969                  * If we have a leftover link then remove it.
6970                  */
6971                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
6972                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
6973         }
6974
6975         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
6976         if (!al)
6977                 return -ENOMEM;
6978
6979         al->s = s;
6980         al->name = name;
6981         al->next = alias_list;
6982         alias_list = al;
6983         kmsan_unpoison_memory(al, sizeof(*al));
6984         return 0;
6985 }
6986
6987 static int __init slab_sysfs_init(void)
6988 {
6989         struct kmem_cache *s;
6990         int err;
6991
6992         mutex_lock(&slab_mutex);
6993
6994         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
6995         if (!slab_kset) {
6996                 mutex_unlock(&slab_mutex);
6997                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
6998                 return -ENOMEM;
6999         }
7000
7001         slab_state = FULL;
7002
7003         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
7004                 err = sysfs_slab_add(s);
7005                 if (err)
7006                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
7007                                s->name);
7008         }
7009
7010         while (alias_list) {
7011                 struct saved_alias *al = alias_list;
7012
7013                 alias_list = alias_list->next;
7014                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
7015                 if (err)
7016                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
7017                                al->name);
7018                 kfree(al);
7019         }
7020
7021         mutex_unlock(&slab_mutex);
7022         return 0;
7023 }
7024 late_initcall(slab_sysfs_init);
7025 #endif /* SLAB_SUPPORTS_SYSFS */
7026
7027 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) && defined(CONFIG_DEBUG_FS)
7028 static int slab_debugfs_show(struct seq_file *seq, void *v)
7029 {
7030         struct loc_track *t = seq->private;
7031         struct location *l;
7032         unsigned long idx;
7033
7034         idx = (unsigned long) t->idx;
7035         if (idx < t->count) {
7036                 l = &t->loc[idx];
7037
7038                 seq_printf(seq, "%7ld ", l->count);
7039
7040                 if (l->addr)
7041                         seq_printf(seq, "%pS", (void *)l->addr);
7042                 else
7043                         seq_puts(seq, "<not-available>");
7044
7045                 if (l->waste)
7046                         seq_printf(seq, " waste=%lu/%lu",
7047                                 l->count * l->waste, l->waste);
7048
7049                 if (l->sum_time != l->min_time) {
7050                         seq_printf(seq, " age=%ld/%llu/%ld",
7051                                 l->min_time, div_u64(l->sum_time, l->count),
7052                                 l->max_time);
7053                 } else
7054                         seq_printf(seq, " age=%ld", l->min_time);
7055
7056                 if (l->min_pid != l->max_pid)
7057                         seq_printf(seq, " pid=%ld-%ld", l->min_pid, l->max_pid);
7058                 else
7059                         seq_printf(seq, " pid=%ld",
7060                                 l->min_pid);
7061
7062                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)))
7063                         seq_printf(seq, " cpus=%*pbl",
7064                                  cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
7065
7066                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes))
7067                         seq_printf(seq, " nodes=%*pbl",
7068                                  nodemask_pr_args(&l->nodes));
7069
7070 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
7071                 {
7072                         depot_stack_handle_t handle;
7073                         unsigned long *entries;
7074                         unsigned int nr_entries, j;
7075
7076                         handle = READ_ONCE(l->handle);
7077                         if (handle) {
7078                                 nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
7079                                 seq_puts(seq, "\n");
7080                                 for (j = 0; j < nr_entries; j++)
7081                                         seq_printf(seq, "        %pS\n", (void *)entries[j]);
7082                         }
7083                 }
7084 #endif
7085                 seq_puts(seq, "\n");
7086         }
7087
7088         if (!idx && !t->count)
7089                 seq_puts(seq, "No data\n");
7090
7091         return 0;
7092 }
7093
7094 static void slab_debugfs_stop(struct seq_file *seq, void *v)
7095 {
7096 }
7097
7098 static void *slab_debugfs_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *ppos)
7099 {
7100         struct loc_track *t = seq->private;
7101
7102         t->idx = ++(*ppos);
7103         if (*ppos <= t->count)
7104                 return ppos;
7105
7106         return NULL;
7107 }
7108
7109 static int cmp_loc_by_count(const void *a, const void *b, const void *data)
7110 {
7111         struct location *loc1 = (struct location *)a;
7112         struct location *loc2 = (struct location *)b;
7113
7114         if (loc1->count > loc2->count)
7115                 return -1;
7116         else
7117                 return 1;
7118 }
7119
7120 static void *slab_debugfs_start(struct seq_file *seq, loff_t *ppos)
7121 {
7122         struct loc_track *t = seq->private;
7123
7124         t->idx = *ppos;
7125         return ppos;
7126 }
7127
7128 static const struct seq_operations slab_debugfs_sops = {
7129         .start  = slab_debugfs_start,
7130         .next   = slab_debugfs_next,
7131         .stop   = slab_debugfs_stop,
7132         .show   = slab_debugfs_show,
7133 };
7134
7135 static int slab_debug_trace_open(struct inode *inode, struct file *filep)
7136 {
7137
7138         struct kmem_cache_node *n;
7139         enum track_item alloc;
7140         int node;
7141         struct loc_track *t = __seq_open_private(filep, &slab_debugfs_sops,
7142                                                 sizeof(struct loc_track));
7143         struct kmem_cache *s = file_inode(filep)->i_private;
7144         unsigned long *obj_map;
7145
7146         if (!t)
7147                 return -ENOMEM;
7148
7149         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
7150         if (!obj_map) {
7151                 seq_release_private(inode, filep);
7152                 return -ENOMEM;
7153         }
7154
7155         if (strcmp(filep->f_path.dentry->d_name.name, "alloc_traces") == 0)
7156                 alloc = TRACK_ALLOC;
7157         else
7158                 alloc = TRACK_FREE;
7159
7160         if (!alloc_loc_track(t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location), GFP_KERNEL)) {
7161                 bitmap_free(obj_map);
7162                 seq_release_private(inode, filep);
7163                 return -ENOMEM;
7164         }
7165
7166         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
7167                 unsigned long flags;
7168                 struct slab *slab;
7169
7170                 if (!node_nr_slabs(n))
7171                         continue;
7172
7173                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
7174                 list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
7175                         process_slab(t, s, slab, alloc, obj_map);
7176                 list_for_each_entry(slab, &n->full, slab_list)
7177                         process_slab(t, s, slab, alloc, obj_map);
7178                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
7179         }
7180
7181         /* Sort locations by count */
7182         sort_r(t->loc, t->count, sizeof(struct location),
7183                 cmp_loc_by_count, NULL, NULL);
7184
7185         bitmap_free(obj_map);
7186         return 0;
7187 }
7188
7189 static int slab_debug_trace_release(struct inode *inode, struct file *file)
7190 {
7191         struct seq_file *seq = file->private_data;
7192         struct loc_track *t = seq->private;
7193
7194         free_loc_track(t);
7195         return seq_release_private(inode, file);
7196 }
7197
7198 static const struct file_operations slab_debugfs_fops = {
7199         .open    = slab_debug_trace_open,
7200         .read    = seq_read,
7201         .llseek  = seq_lseek,
7202         .release = slab_debug_trace_release,
7203 };
7204
7205 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
7206 {
7207         struct dentry *slab_cache_dir;
7208
7209         if (unlikely(!slab_debugfs_root))
7210                 return;
7211
7212         slab_cache_dir = debugfs_create_dir(s->name, slab_debugfs_root);
7213
7214         debugfs_create_file("alloc_traces", 0400,
7215                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
7216
7217         debugfs_create_file("free_traces", 0400,
7218                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
7219 }
7220
7221 void debugfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
7222 {
7223         debugfs_lookup_and_remove(s->name, slab_debugfs_root);
7224 }
7225
7226 static int __init slab_debugfs_init(void)
7227 {
7228         struct kmem_cache *s;
7229
7230         slab_debugfs_root = debugfs_create_dir("slab", NULL);
7231
7232         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
7233                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
7234                         debugfs_slab_add(s);
7235
7236         return 0;
7237
7238 }
7239 __initcall(slab_debugfs_init);
7240 #endif
7241 /*
7242  * The /proc/slabinfo ABI
7243  */
7244 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
7245 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
7246 {
7247         unsigned long nr_slabs = 0;
7248         unsigned long nr_objs = 0;
7249         unsigned long nr_free = 0;
7250         int node;
7251         struct kmem_cache_node *n;
7252
7253         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
7254                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
7255                 nr_objs += node_nr_objs(n);
7256                 nr_free += count_partial_free_approx(n);
7257         }
7258
7259         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
7260         sinfo->num_objs = nr_objs;
7261         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
7262         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
7263         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
7264         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
7265 }
7266 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
This page took 0.434781 seconds and 4 git commands to generate.