]> Git Repo - linux.git/blob - mm/slub.c
drm/xe: Move and export xe_hw_engine lookup.
[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         struct slabobj_ext *obj_exts;
3906         bool kasan_init = init;
3907         size_t i;
3908         gfp_t init_flags = flags & gfp_allowed_mask;
3909
3910         /*
3911          * For kmalloc object, the allocated memory size(object_size) is likely
3912          * larger than the requested size(orig_size). If redzone check is
3913          * enabled for the extra space, don't zero it, as it will be redzoned
3914          * soon. The redzone operation for this extra space could be seen as a
3915          * replacement of current poisoning under certain debug option, and
3916          * won't break other sanity checks.
3917          */
3918         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER | SLAB_RED_ZONE) &&
3919             (s->flags & SLAB_KMALLOC))
3920                 zero_size = orig_size;
3921
3922         /*
3923          * When slab_debug is enabled, avoid memory initialization integrated
3924          * into KASAN and instead zero out the memory via the memset below with
3925          * the proper size. Otherwise, KASAN might overwrite SLUB redzones and
3926          * cause false-positive reports. This does not lead to a performance
3927          * penalty on production builds, as slab_debug is not intended to be
3928          * enabled there.
3929          */
3930         if (__slub_debug_enabled())
3931                 kasan_init = false;
3932
3933         /*
3934          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
3935          * kasan_slab_alloc and initialization memset must be
3936          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
3937          *
3938          * As p[i] might get tagged, memset and kmemleak hook come after KASAN.
3939          */
3940         for (i = 0; i < size; i++) {
3941                 p[i] = kasan_slab_alloc(s, p[i], init_flags, kasan_init);
3942                 if (p[i] && init && (!kasan_init ||
3943                                      !kasan_has_integrated_init()))
3944                         memset(p[i], 0, zero_size);
3945                 kmemleak_alloc_recursive(p[i], s->object_size, 1,
3946                                          s->flags, init_flags);
3947                 kmsan_slab_alloc(s, p[i], init_flags);
3948                 if (need_slab_obj_ext()) {
3949                         obj_exts = prepare_slab_obj_exts_hook(s, flags, p[i]);
3950 #ifdef CONFIG_MEM_ALLOC_PROFILING
3951                         /*
3952                          * Currently obj_exts is used only for allocation profiling.
3953                          * If other users appear then mem_alloc_profiling_enabled()
3954                          * check should be added before alloc_tag_add().
3955                          */
3956                         if (likely(obj_exts))
3957                                 alloc_tag_add(&obj_exts->ref, current->alloc_tag, s->size);
3958 #endif
3959                 }
3960         }
3961
3962         return memcg_slab_post_alloc_hook(s, lru, flags, size, p);
3963 }
3964
3965 /*
3966  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
3967  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
3968  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
3969  *
3970  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
3971  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
3972  *
3973  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
3974  */
3975 static __fastpath_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3976                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3977 {
3978         void *object;
3979         bool init = false;
3980
3981         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
3982         if (unlikely(!s))
3983                 return NULL;
3984
3985         object = kfence_alloc(s, orig_size, gfpflags);
3986         if (unlikely(object))
3987                 goto out;
3988
3989         object = __slab_alloc_node(s, gfpflags, node, addr, orig_size);
3990
3991         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
3992         init = slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s);
3993
3994 out:
3995         /*
3996          * When init equals 'true', like for kzalloc() family, only
3997          * @orig_size bytes might be zeroed instead of s->object_size
3998          * In case this fails due to memcg_slab_post_alloc_hook(),
3999          * object is set to NULL
4000          */
4001         slab_post_alloc_hook(s, lru, gfpflags, 1, &object, init, orig_size);
4002
4003         return object;
4004 }
4005
4006 void *kmem_cache_alloc_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
4007 {
4008         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_,
4009                                     s->object_size);
4010
4011         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
4012
4013         return ret;
4014 }
4015 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_noprof);
4016
4017 void *kmem_cache_alloc_lru_noprof(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
4018                            gfp_t gfpflags)
4019 {
4020         void *ret = slab_alloc_node(s, lru, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_,
4021                                     s->object_size);
4022
4023         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
4024
4025         return ret;
4026 }
4027 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_lru_noprof);
4028
4029 /**
4030  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
4031  * @s: The cache to allocate from.
4032  * @gfpflags: See kmalloc().
4033  * @node: node number of the target node.
4034  *
4035  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
4036  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
4037  *
4038  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
4039  *
4040  * Return: pointer to the new object or %NULL in case of error
4041  */
4042 void *kmem_cache_alloc_node_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
4043 {
4044         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, _RET_IP_, s->object_size);
4045
4046         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, node);
4047
4048         return ret;
4049 }
4050 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_noprof);
4051
4052 /*
4053  * To avoid unnecessary overhead, we pass through large allocation requests
4054  * directly to the page allocator. We use __GFP_COMP, because we will need to
4055  * know the allocation order to free the pages properly in kfree.
4056  */
4057 static void *__kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4058 {
4059         struct folio *folio;
4060         void *ptr = NULL;
4061         unsigned int order = get_order(size);
4062
4063         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
4064                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
4065
4066         flags |= __GFP_COMP;
4067         folio = (struct folio *)alloc_pages_node_noprof(node, flags, order);
4068         if (folio) {
4069                 ptr = folio_address(folio);
4070                 lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4071                                       PAGE_SIZE << order);
4072         }
4073
4074         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
4075         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
4076         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
4077         kmsan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
4078
4079         return ptr;
4080 }
4081
4082 void *kmalloc_large_noprof(size_t size, gfp_t flags)
4083 {
4084         void *ret = __kmalloc_large_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
4085
4086         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4087                       flags, NUMA_NO_NODE);
4088         return ret;
4089 }
4090 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_large_noprof);
4091
4092 void *kmalloc_large_node_noprof(size_t size, gfp_t flags, int node)
4093 {
4094         void *ret = __kmalloc_large_node(size, flags, node);
4095
4096         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4097                       flags, node);
4098         return ret;
4099 }
4100 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_large_node_noprof);
4101
4102 static __always_inline
4103 void *__do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node,
4104                         unsigned long caller)
4105 {
4106         struct kmem_cache *s;
4107         void *ret;
4108
4109         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4110                 ret = __kmalloc_large_node(size, flags, node);
4111                 trace_kmalloc(caller, ret, size,
4112                               PAGE_SIZE << get_order(size), flags, node);
4113                 return ret;
4114         }
4115
4116         if (unlikely(!size))
4117                 return ZERO_SIZE_PTR;
4118
4119         s = kmalloc_slab(size, flags, caller);
4120
4121         ret = slab_alloc_node(s, NULL, flags, node, caller, size);
4122         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4123         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, flags, node);
4124         return ret;
4125 }
4126
4127 void *__kmalloc_node_noprof(size_t size, gfp_t flags, int node)
4128 {
4129         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
4130 }
4131 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_noprof);
4132
4133 void *__kmalloc_noprof(size_t size, gfp_t flags)
4134 {
4135         return __do_kmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
4136 }
4137 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_noprof);
4138
4139 void *kmalloc_node_track_caller_noprof(size_t size, gfp_t flags,
4140                                        int node, unsigned long caller)
4141 {
4142         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
4143 }
4144 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node_track_caller_noprof);
4145
4146 void *kmalloc_trace_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
4147 {
4148         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, NUMA_NO_NODE,
4149                                             _RET_IP_, size);
4150
4151         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
4152
4153         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
4154         return ret;
4155 }
4156 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_trace_noprof);
4157
4158 void *kmalloc_node_trace_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
4159                          int node, size_t size)
4160 {
4161         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, _RET_IP_, size);
4162
4163         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4164
4165         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
4166         return ret;
4167 }
4168 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node_trace_noprof);
4169
4170 static noinline void free_to_partial_list(
4171         struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
4172         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
4173         unsigned long addr)
4174 {
4175         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, slab_nid(slab));
4176         struct slab *slab_free = NULL;
4177         int cnt = bulk_cnt;
4178         unsigned long flags;
4179         depot_stack_handle_t handle = 0;
4180
4181         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
4182                 handle = set_track_prepare();
4183
4184         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4185
4186         if (free_debug_processing(s, slab, head, tail, &cnt, addr, handle)) {
4187                 void *prior = slab->freelist;
4188
4189                 /* Perform the actual freeing while we still hold the locks */
4190                 slab->inuse -= cnt;
4191                 set_freepointer(s, tail, prior);
4192                 slab->freelist = head;
4193
4194                 /*
4195                  * If the slab is empty, and node's partial list is full,
4196                  * it should be discarded anyway no matter it's on full or
4197                  * partial list.
4198                  */
4199                 if (slab->inuse == 0 && n->nr_partial >= s->min_partial)
4200                         slab_free = slab;
4201
4202                 if (!prior) {
4203                         /* was on full list */
4204                         remove_full(s, n, slab);
4205                         if (!slab_free) {
4206                                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
4207                                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
4208                         }
4209                 } else if (slab_free) {
4210                         remove_partial(n, slab);
4211                         stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
4212                 }
4213         }
4214
4215         if (slab_free) {
4216                 /*
4217                  * Update the counters while still holding n->list_lock to
4218                  * prevent spurious validation warnings
4219                  */
4220                 dec_slabs_node(s, slab_nid(slab_free), slab_free->objects);
4221         }
4222
4223         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4224
4225         if (slab_free) {
4226                 stat(s, FREE_SLAB);
4227                 free_slab(s, slab_free);
4228         }
4229 }
4230
4231 /*
4232  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
4233  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
4234  *
4235  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
4236  * lock and free the item. If there is no additional partial slab
4237  * handling required then we can return immediately.
4238  */
4239 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
4240                         void *head, void *tail, int cnt,
4241                         unsigned long addr)
4242
4243 {
4244         void *prior;
4245         int was_frozen;
4246         struct slab new;
4247         unsigned long counters;
4248         struct kmem_cache_node *n = NULL;
4249         unsigned long flags;
4250         bool on_node_partial;
4251
4252         stat(s, FREE_SLOWPATH);
4253
4254         if (IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) || kmem_cache_debug(s)) {
4255                 free_to_partial_list(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4256                 return;
4257         }
4258
4259         do {
4260                 if (unlikely(n)) {
4261                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4262                         n = NULL;
4263                 }
4264                 prior = slab->freelist;
4265                 counters = slab->counters;
4266                 set_freepointer(s, tail, prior);
4267                 new.counters = counters;
4268                 was_frozen = new.frozen;
4269                 new.inuse -= cnt;
4270                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
4271                         /* Needs to be taken off a list */
4272                         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) || prior) {
4273
4274                                 n = get_node(s, slab_nid(slab));
4275                                 /*
4276                                  * Speculatively acquire the list_lock.
4277                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
4278                                  * drop the list_lock without any processing.
4279                                  *
4280                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
4281                                  * other processors updating the list of slabs.
4282                                  */
4283                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4284
4285                                 on_node_partial = slab_test_node_partial(slab);
4286                         }
4287                 }
4288
4289         } while (!slab_update_freelist(s, slab,
4290                 prior, counters,
4291                 head, new.counters,
4292                 "__slab_free"));
4293
4294         if (likely(!n)) {
4295
4296                 if (likely(was_frozen)) {
4297                         /*
4298                          * The list lock was not taken therefore no list
4299                          * activity can be necessary.
4300                          */
4301                         stat(s, FREE_FROZEN);
4302                 } else if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
4303                         /*
4304                          * If we started with a full slab then put it onto the
4305                          * per cpu partial list.
4306                          */
4307                         put_cpu_partial(s, slab, 1);
4308                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
4309                 }
4310
4311                 return;
4312         }
4313
4314         /*
4315          * This slab was partially empty but not on the per-node partial list,
4316          * in which case we shouldn't manipulate its list, just return.
4317          */
4318         if (prior && !on_node_partial) {
4319                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4320                 return;
4321         }
4322
4323         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
4324                 goto slab_empty;
4325
4326         /*
4327          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
4328          * then add it.
4329          */
4330         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
4331                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
4332                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
4333         }
4334         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4335         return;
4336
4337 slab_empty:
4338         if (prior) {
4339                 /*
4340                  * Slab on the partial list.
4341                  */
4342                 remove_partial(n, slab);
4343                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
4344         }
4345
4346         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4347         stat(s, FREE_SLAB);
4348         discard_slab(s, slab);
4349 }
4350
4351 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4352 /*
4353  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
4354  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
4355  *
4356  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
4357  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
4358  * the item before.
4359  *
4360  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
4361  * with all sorts of special processing.
4362  *
4363  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
4364  * same slab) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
4365  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
4366  */
4367 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
4368                                 struct slab *slab, void *head, void *tail,
4369                                 int cnt, unsigned long addr)
4370 {
4371         struct kmem_cache_cpu *c;
4372         unsigned long tid;
4373         void **freelist;
4374
4375 redo:
4376         /*
4377          * Determine the currently cpus per cpu slab.
4378          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
4379          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
4380          * during the cmpxchg then the free will succeed.
4381          */
4382         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4383         tid = READ_ONCE(c->tid);
4384
4385         /* Same with comment on barrier() in __slab_alloc_node() */
4386         barrier();
4387
4388         if (unlikely(slab != c->slab)) {
4389                 __slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4390                 return;
4391         }
4392
4393         if (USE_LOCKLESS_FAST_PATH()) {
4394                 freelist = READ_ONCE(c->freelist);
4395
4396                 set_freepointer(s, tail, freelist);
4397
4398                 if (unlikely(!__update_cpu_freelist_fast(s, freelist, head, tid))) {
4399                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
4400                         goto redo;
4401                 }
4402         } else {
4403                 /* Update the free list under the local lock */
4404                 local_lock(&s->cpu_slab->lock);
4405                 c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4406                 if (unlikely(slab != c->slab)) {
4407                         local_unlock(&s->cpu_slab->lock);
4408                         goto redo;
4409                 }
4410                 tid = c->tid;
4411                 freelist = c->freelist;
4412
4413                 set_freepointer(s, tail, freelist);
4414                 c->freelist = head;
4415                 c->tid = next_tid(tid);
4416
4417                 local_unlock(&s->cpu_slab->lock);
4418         }
4419         stat_add(s, FREE_FASTPATH, cnt);
4420 }
4421 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
4422 static void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
4423                                 struct slab *slab, void *head, void *tail,
4424                                 int cnt, unsigned long addr)
4425 {
4426         __slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4427 }
4428 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4429
4430 static __fastpath_inline
4431 void slab_free(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *object,
4432                unsigned long addr)
4433 {
4434         memcg_slab_free_hook(s, slab, &object, 1);
4435         alloc_tagging_slab_free_hook(s, slab, &object, 1);
4436
4437         if (likely(slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s))))
4438                 do_slab_free(s, slab, object, object, 1, addr);
4439 }
4440
4441 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4442 /* Do not inline the rare memcg charging failed path into the allocation path */
4443 static noinline
4444 void memcg_alloc_abort_single(struct kmem_cache *s, void *object)
4445 {
4446         if (likely(slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s))))
4447                 do_slab_free(s, virt_to_slab(object), object, object, 1, _RET_IP_);
4448 }
4449 #endif
4450
4451 static __fastpath_inline
4452 void slab_free_bulk(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *head,
4453                     void *tail, void **p, int cnt, unsigned long addr)
4454 {
4455         memcg_slab_free_hook(s, slab, p, cnt);
4456         alloc_tagging_slab_free_hook(s, slab, p, cnt);
4457         /*
4458          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
4459          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
4460          */
4461         if (likely(slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail, &cnt)))
4462                 do_slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4463 }
4464
4465 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
4466 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
4467 {
4468         do_slab_free(cache, virt_to_slab(x), x, x, 1, addr);
4469 }
4470 #endif
4471
4472 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
4473 {
4474         struct slab *slab;
4475
4476         slab = virt_to_slab(obj);
4477         if (WARN_ONCE(!slab, "%s: Object is not a Slab page!\n", __func__))
4478                 return NULL;
4479         return slab->slab_cache;
4480 }
4481
4482 static inline struct kmem_cache *cache_from_obj(struct kmem_cache *s, void *x)
4483 {
4484         struct kmem_cache *cachep;
4485
4486         if (!IS_ENABLED(CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED) &&
4487             !kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS))
4488                 return s;
4489
4490         cachep = virt_to_cache(x);
4491         if (WARN(cachep && cachep != s,
4492                  "%s: Wrong slab cache. %s but object is from %s\n",
4493                  __func__, s->name, cachep->name))
4494                 print_tracking(cachep, x);
4495         return cachep;
4496 }
4497
4498 /**
4499  * kmem_cache_free - Deallocate an object
4500  * @s: The cache the allocation was from.
4501  * @x: The previously allocated object.
4502  *
4503  * Free an object which was previously allocated from this
4504  * cache.
4505  */
4506 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
4507 {
4508         s = cache_from_obj(s, x);
4509         if (!s)
4510                 return;
4511         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x, s);
4512         slab_free(s, virt_to_slab(x), x, _RET_IP_);
4513 }
4514 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
4515
4516 static void free_large_kmalloc(struct folio *folio, void *object)
4517 {
4518         unsigned int order = folio_order(folio);
4519
4520         if (WARN_ON_ONCE(order == 0))
4521                 pr_warn_once("object pointer: 0x%p\n", object);
4522
4523         kmemleak_free(object);
4524         kasan_kfree_large(object);
4525         kmsan_kfree_large(object);
4526
4527         lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4528                               -(PAGE_SIZE << order));
4529         folio_put(folio);
4530 }
4531
4532 /**
4533  * kfree - free previously allocated memory
4534  * @object: pointer returned by kmalloc() or kmem_cache_alloc()
4535  *
4536  * If @object is NULL, no operation is performed.
4537  */
4538 void kfree(const void *object)
4539 {
4540         struct folio *folio;
4541         struct slab *slab;
4542         struct kmem_cache *s;
4543         void *x = (void *)object;
4544
4545         trace_kfree(_RET_IP_, object);
4546
4547         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(object)))
4548                 return;
4549
4550         folio = virt_to_folio(object);
4551         if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
4552                 free_large_kmalloc(folio, (void *)object);
4553                 return;
4554         }
4555
4556         slab = folio_slab(folio);
4557         s = slab->slab_cache;
4558         slab_free(s, slab, x, _RET_IP_);
4559 }
4560 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4561
4562 struct detached_freelist {
4563         struct slab *slab;
4564         void *tail;
4565         void *freelist;
4566         int cnt;
4567         struct kmem_cache *s;
4568 };
4569
4570 /*
4571  * This function progressively scans the array with free objects (with
4572  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
4573  * slab.  It builds a detached freelist directly within the given
4574  * slab/objects.  This can happen without any need for
4575  * synchronization, because the objects are owned by running process.
4576  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
4577  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
4578  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
4579  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
4580  * to performance reasons.
4581  */
4582 static inline
4583 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
4584                             void **p, struct detached_freelist *df)
4585 {
4586         int lookahead = 3;
4587         void *object;
4588         struct folio *folio;
4589         size_t same;
4590
4591         object = p[--size];
4592         folio = virt_to_folio(object);
4593         if (!s) {
4594                 /* Handle kalloc'ed objects */
4595                 if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
4596                         free_large_kmalloc(folio, object);
4597                         df->slab = NULL;
4598                         return size;
4599                 }
4600                 /* Derive kmem_cache from object */
4601                 df->slab = folio_slab(folio);
4602                 df->s = df->slab->slab_cache;
4603         } else {
4604                 df->slab = folio_slab(folio);
4605                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
4606         }
4607
4608         /* Start new detached freelist */
4609         df->tail = object;
4610         df->freelist = object;
4611         df->cnt = 1;
4612
4613         if (is_kfence_address(object))
4614                 return size;
4615
4616         set_freepointer(df->s, object, NULL);
4617
4618         same = size;
4619         while (size) {
4620                 object = p[--size];
4621                 /* df->slab is always set at this point */
4622                 if (df->slab == virt_to_slab(object)) {
4623                         /* Opportunity build freelist */
4624                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
4625                         df->freelist = object;
4626                         df->cnt++;
4627                         same--;
4628                         if (size != same)
4629                                 swap(p[size], p[same]);
4630                         continue;
4631                 }
4632
4633                 /* Limit look ahead search */
4634                 if (!--lookahead)
4635                         break;
4636         }
4637
4638         return same;
4639 }
4640
4641 /*
4642  * Internal bulk free of objects that were not initialised by the post alloc
4643  * hooks and thus should not be processed by the free hooks
4644  */
4645 static void __kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
4646 {
4647         if (!size)
4648                 return;
4649
4650         do {
4651                 struct detached_freelist df;
4652
4653                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
4654                 if (!df.slab)
4655                         continue;
4656
4657                 do_slab_free(df.s, df.slab, df.freelist, df.tail, df.cnt,
4658                              _RET_IP_);
4659         } while (likely(size));
4660 }
4661
4662 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
4663 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
4664 {
4665         if (!size)
4666                 return;
4667
4668         do {
4669                 struct detached_freelist df;
4670
4671                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
4672                 if (!df.slab)
4673                         continue;
4674
4675                 slab_free_bulk(df.s, df.slab, df.freelist, df.tail, &p[size],
4676                                df.cnt, _RET_IP_);
4677         } while (likely(size));
4678 }
4679 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
4680
4681 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4682 static inline
4683 int __kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
4684                             void **p)
4685 {
4686         struct kmem_cache_cpu *c;
4687         unsigned long irqflags;
4688         int i;
4689
4690         /*
4691          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
4692          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
4693          * handlers invoking normal fastpath.
4694          */
4695         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4696         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4697
4698         for (i = 0; i < size; i++) {
4699                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
4700
4701                 if (unlikely(object)) {
4702                         p[i] = object;
4703                         continue;
4704                 }
4705
4706                 object = c->freelist;
4707                 if (unlikely(!object)) {
4708                         /*
4709                          * We may have removed an object from c->freelist using
4710                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
4711                          * c->tid has not been bumped yet.
4712                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
4713                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
4714                          */
4715                         c->tid = next_tid(c->tid);
4716
4717                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4718
4719                         /*
4720                          * Invoking slow path likely have side-effect
4721                          * of re-populating per CPU c->freelist
4722                          */
4723                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
4724                                             _RET_IP_, c, s->object_size);
4725                         if (unlikely(!p[i]))
4726                                 goto error;
4727
4728                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4729                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4730
4731                         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4732
4733                         continue; /* goto for-loop */
4734                 }
4735                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
4736                 p[i] = object;
4737                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4738                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
4739         }
4740         c->tid = next_tid(c->tid);
4741         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4742         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4743
4744         return i;
4745
4746 error:
4747         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4748         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
4749         return 0;
4750
4751 }
4752 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
4753 static int __kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
4754                                    size_t size, void **p)
4755 {
4756         int i;
4757
4758         for (i = 0; i < size; i++) {
4759                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
4760
4761                 if (unlikely(object)) {
4762                         p[i] = object;
4763                         continue;
4764                 }
4765
4766                 p[i] = __slab_alloc_node(s, flags, NUMA_NO_NODE,
4767                                          _RET_IP_, s->object_size);
4768                 if (unlikely(!p[i]))
4769                         goto error;
4770
4771                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4772         }
4773
4774         return i;
4775
4776 error:
4777         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
4778         return 0;
4779 }
4780 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4781
4782 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
4783 int kmem_cache_alloc_bulk_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
4784                                  void **p)
4785 {
4786         int i;
4787
4788         if (!size)
4789                 return 0;
4790
4791         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
4792         if (unlikely(!s))
4793                 return 0;
4794
4795         i = __kmem_cache_alloc_bulk(s, flags, size, p);
4796         if (unlikely(i == 0))
4797                 return 0;
4798
4799         /*
4800          * memcg and kmem_cache debug support and memory initialization.
4801          * Done outside of the IRQ disabled fastpath loop.
4802          */
4803         if (unlikely(!slab_post_alloc_hook(s, NULL, flags, size, p,
4804                     slab_want_init_on_alloc(flags, s), s->object_size))) {
4805                 return 0;
4806         }
4807         return i;
4808 }
4809 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk_noprof);
4810
4811
4812 /*
4813  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
4814  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
4815  * get the required alignment by putting one properly sized object after
4816  * another.
4817  *
4818  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
4819  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
4820  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
4821  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
4822  * locking overhead.
4823  */
4824
4825 /*
4826  * Minimum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
4827  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
4828  * and increases the number of allocations possible without having to
4829  * take the list_lock.
4830  */
4831 static unsigned int slub_min_order;
4832 static unsigned int slub_max_order =
4833         IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) ? 1 : PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
4834 static unsigned int slub_min_objects;
4835
4836 /*
4837  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
4838  *
4839  * The order of allocation has significant impact on performance and other
4840  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
4841  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
4842  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
4843  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
4844  * would be wasted.
4845  *
4846  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
4847  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
4848  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
4849  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
4850  *
4851  * slab_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
4852  * number of objects in a slab as critical. If we reach slab_max_order then
4853  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
4854  * of space in favor of a small page order.
4855  *
4856  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
4857  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
4858  * requested a higher minimum order then we start with that one instead of
4859  * the smallest order which will fit the object.
4860  */
4861 static inline unsigned int calc_slab_order(unsigned int size,
4862                 unsigned int min_order, unsigned int max_order,
4863                 unsigned int fract_leftover)
4864 {
4865         unsigned int order;
4866
4867         for (order = min_order; order <= max_order; order++) {
4868
4869                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
4870                 unsigned int rem;
4871
4872                 rem = slab_size % size;
4873
4874                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
4875                         break;
4876         }
4877
4878         return order;
4879 }
4880
4881 static inline int calculate_order(unsigned int size)
4882 {
4883         unsigned int order;
4884         unsigned int min_objects;
4885         unsigned int max_objects;
4886         unsigned int min_order;
4887
4888         min_objects = slub_min_objects;
4889         if (!min_objects) {
4890                 /*
4891                  * Some architectures will only update present cpus when
4892                  * onlining them, so don't trust the number if it's just 1. But
4893                  * we also don't want to use nr_cpu_ids always, as on some other
4894                  * architectures, there can be many possible cpus, but never
4895                  * onlined. Here we compromise between trying to avoid too high
4896                  * order on systems that appear larger than they are, and too
4897                  * low order on systems that appear smaller than they are.
4898                  */
4899                 unsigned int nr_cpus = num_present_cpus();
4900                 if (nr_cpus <= 1)
4901                         nr_cpus = nr_cpu_ids;
4902                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpus) + 1);
4903         }
4904         /* min_objects can't be 0 because get_order(0) is undefined */
4905         max_objects = max(order_objects(slub_max_order, size), 1U);
4906         min_objects = min(min_objects, max_objects);
4907
4908         min_order = max_t(unsigned int, slub_min_order,
4909                           get_order(min_objects * size));
4910         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
4911                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
4912
4913         /*
4914          * Attempt to find best configuration for a slab. This works by first
4915          * attempting to generate a layout with the best possible configuration
4916          * and backing off gradually.
4917          *
4918          * We start with accepting at most 1/16 waste and try to find the
4919          * smallest order from min_objects-derived/slab_min_order up to
4920          * slab_max_order that will satisfy the constraint. Note that increasing
4921          * the order can only result in same or less fractional waste, not more.
4922          *
4923          * If that fails, we increase the acceptable fraction of waste and try
4924          * again. The last iteration with fraction of 1/2 would effectively
4925          * accept any waste and give us the order determined by min_objects, as
4926          * long as at least single object fits within slab_max_order.
4927          */
4928         for (unsigned int fraction = 16; fraction > 1; fraction /= 2) {
4929                 order = calc_slab_order(size, min_order, slub_max_order,
4930                                         fraction);
4931                 if (order <= slub_max_order)
4932                         return order;
4933         }
4934
4935         /*
4936          * Doh this slab cannot be placed using slab_max_order.
4937          */
4938         order = get_order(size);
4939         if (order <= MAX_PAGE_ORDER)
4940                 return order;
4941         return -ENOSYS;
4942 }
4943
4944 static void
4945 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
4946 {
4947         n->nr_partial = 0;
4948         spin_lock_init(&n->list_lock);
4949         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
4950 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4951         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
4952         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
4953         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
4954 #endif
4955 }
4956
4957 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4958 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
4959 {
4960         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
4961                         NR_KMALLOC_TYPES * KMALLOC_SHIFT_HIGH *
4962                         sizeof(struct kmem_cache_cpu));
4963
4964         /*
4965          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
4966          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
4967          */
4968         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
4969                                      2 * sizeof(void *));
4970
4971         if (!s->cpu_slab)
4972                 return 0;
4973
4974         init_kmem_cache_cpus(s);
4975
4976         return 1;
4977 }
4978 #else
4979 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
4980 {
4981         return 1;
4982 }
4983 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4984
4985 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
4986
4987 /*
4988  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
4989  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
4990  * possible.
4991  *
4992  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
4993  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
4994  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
4995  */
4996 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
4997 {
4998         struct slab *slab;
4999         struct kmem_cache_node *n;
5000
5001         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
5002
5003         slab = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
5004
5005         BUG_ON(!slab);
5006         if (slab_nid(slab) != node) {
5007                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
5008                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
5009         }
5010
5011         n = slab->freelist;
5012         BUG_ON(!n);
5013 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5014         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
5015 #endif
5016         n = kasan_slab_alloc(kmem_cache_node, n, GFP_KERNEL, false);
5017         slab->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
5018         slab->inuse = 1;
5019         kmem_cache_node->node[node] = n;
5020         init_kmem_cache_node(n);
5021         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, slab->objects);
5022
5023         /*
5024          * No locks need to be taken here as it has just been
5025          * initialized and there is no concurrent access.
5026          */
5027         __add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_HEAD);
5028 }
5029
5030 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
5031 {
5032         int node;
5033         struct kmem_cache_node *n;
5034
5035         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5036                 s->node[node] = NULL;
5037                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
5038         }
5039 }
5040
5041 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
5042 {
5043         cache_random_seq_destroy(s);
5044 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
5045         free_percpu(s->cpu_slab);
5046 #endif
5047         free_kmem_cache_nodes(s);
5048 }
5049
5050 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
5051 {
5052         int node;
5053
5054         for_each_node_mask(node, slab_nodes) {
5055                 struct kmem_cache_node *n;
5056
5057                 if (slab_state == DOWN) {
5058                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
5059                         continue;
5060                 }
5061                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
5062                                                 GFP_KERNEL, node);
5063
5064                 if (!n) {
5065                         free_kmem_cache_nodes(s);
5066                         return 0;
5067                 }
5068
5069                 init_kmem_cache_node(n);
5070                 s->node[node] = n;
5071         }
5072         return 1;
5073 }
5074
5075 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
5076 {
5077 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
5078         unsigned int nr_objects;
5079
5080         /*
5081          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
5082          * per cpu partial lists of a processor.
5083          *
5084          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
5085          * object freed. If they are used for allocation then they can be
5086          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
5087          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
5088          *
5089          * For backwards compatibility reasons, this is determined as number
5090          * of objects, even though we now limit maximum number of pages, see
5091          * slub_set_cpu_partial()
5092          */
5093         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5094                 nr_objects = 0;
5095         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
5096                 nr_objects = 6;
5097         else if (s->size >= 1024)
5098                 nr_objects = 24;
5099         else if (s->size >= 256)
5100                 nr_objects = 52;
5101         else
5102                 nr_objects = 120;
5103
5104         slub_set_cpu_partial(s, nr_objects);
5105 #endif
5106 }
5107
5108 /*
5109  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
5110  * a slab object.
5111  */
5112 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
5113 {
5114         slab_flags_t flags = s->flags;
5115         unsigned int size = s->object_size;
5116         unsigned int order;
5117
5118         /*
5119          * Round up object size to the next word boundary. We can only
5120          * place the free pointer at word boundaries and this determines
5121          * the possible location of the free pointer.
5122          */
5123         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
5124
5125 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5126         /*
5127          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
5128          * the slab may touch the object after free or before allocation
5129          * then we should never poison the object itself.
5130          */
5131         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
5132                         !s->ctor)
5133                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
5134         else
5135                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
5136
5137
5138         /*
5139          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
5140          * end of the object and the free pointer. If not then add an
5141          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
5142          */
5143         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
5144                 size += sizeof(void *);
5145 #endif
5146
5147         /*
5148          * With that we have determined the number of bytes in actual use
5149          * by the object and redzoning.
5150          */
5151         s->inuse = size;
5152
5153         if (slub_debug_orig_size(s) ||
5154             (flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
5155             ((flags & SLAB_RED_ZONE) && s->object_size < sizeof(void *)) ||
5156             s->ctor) {
5157                 /*
5158                  * Relocate free pointer after the object if it is not
5159                  * permitted to overwrite the first word of the object on
5160                  * kmem_cache_free.
5161                  *
5162                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
5163                  * destructor, are poisoning the objects, or are
5164                  * redzoning an object smaller than sizeof(void *).
5165                  *
5166                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
5167                  * pointer is outside of the object is used in the
5168                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
5169                  * longer true, the function needs to be modified.
5170                  */
5171                 s->offset = size;
5172                 size += sizeof(void *);
5173         } else {
5174                 /*
5175                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
5176                  * it away from the edges of the object to avoid small
5177                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
5178                  */
5179                 s->offset = ALIGN_DOWN(s->object_size / 2, sizeof(void *));
5180         }
5181
5182 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5183         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
5184                 /*
5185                  * Need to store information about allocs and frees after
5186                  * the object.
5187                  */
5188                 size += 2 * sizeof(struct track);
5189
5190                 /* Save the original kmalloc request size */
5191                 if (flags & SLAB_KMALLOC)
5192                         size += sizeof(unsigned int);
5193         }
5194 #endif
5195
5196         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
5197 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5198         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
5199                 /*
5200                  * Add some empty padding so that we can catch
5201                  * overwrites from earlier objects rather than let
5202                  * tracking information or the free pointer be
5203                  * corrupted if a user writes before the start
5204                  * of the object.
5205                  */
5206                 size += sizeof(void *);
5207
5208                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
5209                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
5210                 size += s->red_left_pad;
5211         }
5212 #endif
5213
5214         /*
5215          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
5216          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
5217          * each object to conform to the alignment.
5218          */
5219         size = ALIGN(size, s->align);
5220         s->size = size;
5221         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
5222         order = calculate_order(size);
5223
5224         if ((int)order < 0)
5225                 return 0;
5226
5227         s->allocflags = __GFP_COMP;
5228
5229         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5230                 s->allocflags |= GFP_DMA;
5231
5232         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5233                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
5234
5235         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5236                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
5237
5238         /*
5239          * Determine the number of objects per slab
5240          */
5241         s->oo = oo_make(order, size);
5242         s->min = oo_make(get_order(size), size);
5243
5244         return !!oo_objects(s->oo);
5245 }
5246
5247 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
5248 {
5249         s->flags = kmem_cache_flags(flags, s->name);
5250 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
5251         s->random = get_random_long();
5252 #endif
5253
5254         if (!calculate_sizes(s))
5255                 goto error;
5256         if (disable_higher_order_debug) {
5257                 /*
5258                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
5259                  * order increased.
5260                  */
5261                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
5262                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
5263                         s->offset = 0;
5264                         if (!calculate_sizes(s))
5265                                 goto error;
5266                 }
5267         }
5268
5269 #ifdef system_has_freelist_aba
5270         if (system_has_freelist_aba() && !(s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG)) {
5271                 /* Enable fast mode */
5272                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
5273         }
5274 #endif
5275
5276         /*
5277          * The larger the object size is, the more slabs we want on the partial
5278          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
5279          */
5280         s->min_partial = min_t(unsigned long, MAX_PARTIAL, ilog2(s->size) / 2);
5281         s->min_partial = max_t(unsigned long, MIN_PARTIAL, s->min_partial);
5282
5283         set_cpu_partial(s);
5284
5285 #ifdef CONFIG_NUMA
5286         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
5287 #endif
5288
5289         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
5290         if (slab_state >= UP) {
5291                 if (init_cache_random_seq(s))
5292                         goto error;
5293         }
5294
5295         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
5296                 goto error;
5297
5298         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
5299                 return 0;
5300
5301 error:
5302         __kmem_cache_release(s);
5303         return -EINVAL;
5304 }
5305
5306 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
5307                               const char *text)
5308 {
5309 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5310         void *addr = slab_address(slab);
5311         void *p;
5312
5313         slab_err(s, slab, text, s->name);
5314
5315         spin_lock(&object_map_lock);
5316         __fill_map(object_map, s, slab);
5317
5318         for_each_object(p, s, addr, slab->objects) {
5319
5320                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), object_map)) {
5321                         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
5322                         print_tracking(s, p);
5323                 }
5324         }
5325         spin_unlock(&object_map_lock);
5326 #endif
5327 }
5328
5329 /*
5330  * Attempt to free all partial slabs on a node.
5331  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
5332  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
5333  */
5334 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
5335 {
5336         LIST_HEAD(discard);
5337         struct slab *slab, *h;
5338
5339         BUG_ON(irqs_disabled());
5340         spin_lock_irq(&n->list_lock);
5341         list_for_each_entry_safe(slab, h, &n->partial, slab_list) {
5342                 if (!slab->inuse) {
5343                         remove_partial(n, slab);
5344                         list_add(&slab->slab_list, &discard);
5345                 } else {
5346                         list_slab_objects(s, slab,
5347                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
5348                 }
5349         }
5350         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
5351
5352         list_for_each_entry_safe(slab, h, &discard, slab_list)
5353                 discard_slab(s, slab);
5354 }
5355
5356 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
5357 {
5358         int node;
5359         struct kmem_cache_node *n;
5360
5361         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
5362                 if (n->nr_partial || node_nr_slabs(n))
5363                         return false;
5364         return true;
5365 }
5366
5367 /*
5368  * Release all resources used by a slab cache.
5369  */
5370 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
5371 {
5372         int node;
5373         struct kmem_cache_node *n;
5374
5375         flush_all_cpus_locked(s);
5376         /* Attempt to free all objects */
5377         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5378                 free_partial(s, n);
5379                 if (n->nr_partial || node_nr_slabs(n))
5380                         return 1;
5381         }
5382         return 0;
5383 }
5384
5385 #ifdef CONFIG_PRINTK
5386 void __kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct slab *slab)
5387 {
5388         void *base;
5389         int __maybe_unused i;
5390         unsigned int objnr;
5391         void *objp;
5392         void *objp0;
5393         struct kmem_cache *s = slab->slab_cache;
5394         struct track __maybe_unused *trackp;
5395
5396         kpp->kp_ptr = object;
5397         kpp->kp_slab = slab;
5398         kpp->kp_slab_cache = s;
5399         base = slab_address(slab);
5400         objp0 = kasan_reset_tag(object);
5401 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5402         objp = restore_red_left(s, objp0);
5403 #else
5404         objp = objp0;
5405 #endif
5406         objnr = obj_to_index(s, slab, objp);
5407         kpp->kp_data_offset = (unsigned long)((char *)objp0 - (char *)objp);
5408         objp = base + s->size * objnr;
5409         kpp->kp_objp = objp;
5410         if (WARN_ON_ONCE(objp < base || objp >= base + slab->objects * s->size
5411                          || (objp - base) % s->size) ||
5412             !(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5413                 return;
5414 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5415         objp = fixup_red_left(s, objp);
5416         trackp = get_track(s, objp, TRACK_ALLOC);
5417         kpp->kp_ret = (void *)trackp->addr;
5418 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
5419         {
5420                 depot_stack_handle_t handle;
5421                 unsigned long *entries;
5422                 unsigned int nr_entries;
5423
5424                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
5425                 if (handle) {
5426                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
5427                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
5428                                 kpp->kp_stack[i] = (void *)entries[i];
5429                 }
5430
5431                 trackp = get_track(s, objp, TRACK_FREE);
5432                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
5433                 if (handle) {
5434                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
5435                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
5436                                 kpp->kp_free_stack[i] = (void *)entries[i];
5437                 }
5438         }
5439 #endif
5440 #endif
5441 }
5442 #endif
5443
5444 /********************************************************************
5445  *              Kmalloc subsystem
5446  *******************************************************************/
5447
5448 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
5449 {
5450         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
5451
5452         if (slub_min_order > slub_max_order)
5453                 slub_max_order = slub_min_order;
5454
5455         return 1;
5456 }
5457
5458 __setup("slab_min_order=", setup_slub_min_order);
5459 __setup_param("slub_min_order=", slub_min_order, setup_slub_min_order, 0);
5460
5461
5462 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
5463 {
5464         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
5465         slub_max_order = min_t(unsigned int, slub_max_order, MAX_PAGE_ORDER);
5466
5467         if (slub_min_order > slub_max_order)
5468                 slub_min_order = slub_max_order;
5469
5470         return 1;
5471 }
5472
5473 __setup("slab_max_order=", setup_slub_max_order);
5474 __setup_param("slub_max_order=", slub_max_order, setup_slub_max_order, 0);
5475
5476 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
5477 {
5478         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
5479
5480         return 1;
5481 }
5482
5483 __setup("slab_min_objects=", setup_slub_min_objects);
5484 __setup_param("slub_min_objects=", slub_min_objects, setup_slub_min_objects, 0);
5485
5486 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
5487 /*
5488  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
5489  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
5490  * cache's usercopy region.
5491  *
5492  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
5493  * to indicate an error.
5494  */
5495 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n,
5496                          const struct slab *slab, bool to_user)
5497 {
5498         struct kmem_cache *s;
5499         unsigned int offset;
5500         bool is_kfence = is_kfence_address(ptr);
5501
5502         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
5503
5504         /* Find object and usable object size. */
5505         s = slab->slab_cache;
5506
5507         /* Reject impossible pointers. */
5508         if (ptr < slab_address(slab))
5509                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
5510                                to_user, 0, n);
5511
5512         /* Find offset within object. */
5513         if (is_kfence)
5514                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
5515         else
5516                 offset = (ptr - slab_address(slab)) % s->size;
5517
5518         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
5519         if (!is_kfence && kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
5520                 if (offset < s->red_left_pad)
5521                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
5522                                        s->name, to_user, offset, n);
5523                 offset -= s->red_left_pad;
5524         }
5525
5526         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
5527         if (offset >= s->useroffset &&
5528             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
5529             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
5530                 return;
5531
5532         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
5533 }
5534 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
5535
5536 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
5537
5538 /*
5539  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
5540  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
5541  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
5542  *
5543  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
5544  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
5545  * are freed in them.
5546  */
5547 static int __kmem_cache_do_shrink(struct kmem_cache *s)
5548 {
5549         int node;
5550         int i;
5551         struct kmem_cache_node *n;
5552         struct slab *slab;
5553         struct slab *t;
5554         struct list_head discard;
5555         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
5556         unsigned long flags;
5557         int ret = 0;
5558
5559         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5560                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
5561                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
5562                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
5563
5564                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5565
5566                 /*
5567                  * Build lists of slabs to discard or promote.
5568                  *
5569                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
5570                  * list_lock. slab->inuse here is the upper limit.
5571                  */
5572                 list_for_each_entry_safe(slab, t, &n->partial, slab_list) {
5573                         int free = slab->objects - slab->inuse;
5574
5575                         /* Do not reread slab->inuse */
5576                         barrier();
5577
5578                         /* We do not keep full slabs on the list */
5579                         BUG_ON(free <= 0);
5580
5581                         if (free == slab->objects) {
5582                                 list_move(&slab->slab_list, &discard);
5583                                 slab_clear_node_partial(slab);
5584                                 n->nr_partial--;
5585                                 dec_slabs_node(s, node, slab->objects);
5586                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
5587                                 list_move(&slab->slab_list, promote + free - 1);
5588                 }
5589
5590                 /*
5591                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
5592                  * partial list.
5593                  */
5594                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
5595                         list_splice(promote + i, &n->partial);
5596
5597                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5598
5599                 /* Release empty slabs */
5600                 list_for_each_entry_safe(slab, t, &discard, slab_list)
5601                         free_slab(s, slab);
5602
5603                 if (node_nr_slabs(n))
5604                         ret = 1;
5605         }
5606
5607         return ret;
5608 }
5609
5610 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
5611 {
5612         flush_all(s);
5613         return __kmem_cache_do_shrink(s);
5614 }
5615
5616 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
5617 {
5618         struct kmem_cache *s;
5619
5620         mutex_lock(&slab_mutex);
5621         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5622                 flush_all_cpus_locked(s);
5623                 __kmem_cache_do_shrink(s);
5624         }
5625         mutex_unlock(&slab_mutex);
5626
5627         return 0;
5628 }
5629
5630 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
5631 {
5632         struct memory_notify *marg = arg;
5633         int offline_node;
5634
5635         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
5636
5637         /*
5638          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
5639          * for it yet.
5640          */
5641         if (offline_node < 0)
5642                 return;
5643
5644         mutex_lock(&slab_mutex);
5645         node_clear(offline_node, slab_nodes);
5646         /*
5647          * We no longer free kmem_cache_node structures here, as it would be
5648          * racy with all get_node() users, and infeasible to protect them with
5649          * slab_mutex.
5650          */
5651         mutex_unlock(&slab_mutex);
5652 }
5653
5654 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
5655 {
5656         struct kmem_cache_node *n;
5657         struct kmem_cache *s;
5658         struct memory_notify *marg = arg;
5659         int nid = marg->status_change_nid_normal;
5660         int ret = 0;
5661
5662         /*
5663          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
5664          * already created. Nothing to do.
5665          */
5666         if (nid < 0)
5667                 return 0;
5668
5669         /*
5670          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
5671          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
5672          * online.
5673          */
5674         mutex_lock(&slab_mutex);
5675         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5676                 /*
5677                  * The structure may already exist if the node was previously
5678                  * onlined and offlined.
5679                  */
5680                 if (get_node(s, nid))
5681                         continue;
5682                 /*
5683                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
5684                  *      since memory is not yet available from the node that
5685                  *      is brought up.
5686                  */
5687                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
5688                 if (!n) {
5689                         ret = -ENOMEM;
5690                         goto out;
5691                 }
5692                 init_kmem_cache_node(n);
5693                 s->node[nid] = n;
5694         }
5695         /*
5696          * Any cache created after this point will also have kmem_cache_node
5697          * initialized for the new node.
5698          */
5699         node_set(nid, slab_nodes);
5700 out:
5701         mutex_unlock(&slab_mutex);
5702         return ret;
5703 }
5704
5705 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
5706                                 unsigned long action, void *arg)
5707 {
5708         int ret = 0;
5709
5710         switch (action) {
5711         case MEM_GOING_ONLINE:
5712                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
5713                 break;
5714         case MEM_GOING_OFFLINE:
5715                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
5716                 break;
5717         case MEM_OFFLINE:
5718         case MEM_CANCEL_ONLINE:
5719                 slab_mem_offline_callback(arg);
5720                 break;
5721         case MEM_ONLINE:
5722         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
5723                 break;
5724         }
5725         if (ret)
5726                 ret = notifier_from_errno(ret);
5727         else
5728                 ret = NOTIFY_OK;
5729         return ret;
5730 }
5731
5732 /********************************************************************
5733  *                      Basic setup of slabs
5734  *******************************************************************/
5735
5736 /*
5737  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
5738  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
5739  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
5740  */
5741
5742 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
5743 {
5744         int node;
5745         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
5746         struct kmem_cache_node *n;
5747
5748         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
5749
5750         /*
5751          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
5752          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
5753          * IPIs around.
5754          */
5755         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
5756         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5757                 struct slab *p;
5758
5759                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
5760                         p->slab_cache = s;
5761
5762 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5763                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
5764                         p->slab_cache = s;
5765 #endif
5766         }
5767         list_add(&s->list, &slab_caches);
5768         return s;
5769 }
5770
5771 void __init kmem_cache_init(void)
5772 {
5773         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
5774                 boot_kmem_cache_node;
5775         int node;
5776
5777         if (debug_guardpage_minorder())
5778                 slub_max_order = 0;
5779
5780         /* Print slub debugging pointers without hashing */
5781         if (__slub_debug_enabled())
5782                 no_hash_pointers_enable(NULL);
5783
5784         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
5785         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
5786
5787         /*
5788          * Initialize the nodemask for which we will allocate per node
5789          * structures. Here we don't need taking slab_mutex yet.
5790          */
5791         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
5792                 node_set(node, slab_nodes);
5793
5794         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
5795                         sizeof(struct kmem_cache_node),
5796                         SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_NO_OBJ_EXT, 0, 0);
5797
5798         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
5799
5800         /* Able to allocate the per node structures */
5801         slab_state = PARTIAL;
5802
5803         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
5804                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
5805                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
5806                         SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_NO_OBJ_EXT, 0, 0);
5807
5808         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
5809         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
5810
5811         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
5812         setup_kmalloc_cache_index_table();
5813         create_kmalloc_caches();
5814
5815         /* Setup random freelists for each cache */
5816         init_freelist_randomization();
5817
5818         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
5819                                   slub_cpu_dead);
5820
5821         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
5822                 cache_line_size(),
5823                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
5824                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
5825 }
5826
5827 void __init kmem_cache_init_late(void)
5828 {
5829 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
5830         flushwq = alloc_workqueue("slub_flushwq", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
5831         WARN_ON(!flushwq);
5832 #endif
5833 }
5834
5835 struct kmem_cache *
5836 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
5837                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
5838 {
5839         struct kmem_cache *s;
5840
5841         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
5842         if (s) {
5843                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
5844                         return NULL;
5845
5846                 s->refcount++;
5847
5848                 /*
5849                  * Adjust the object sizes so that we clear
5850                  * the complete object on kzalloc.
5851                  */
5852                 s->object_size = max(s->object_size, size);
5853                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
5854         }
5855
5856         return s;
5857 }
5858
5859 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
5860 {
5861         int err;
5862
5863         err = kmem_cache_open(s, flags);
5864         if (err)
5865                 return err;
5866
5867         /* Mutex is not taken during early boot */
5868         if (slab_state <= UP)
5869                 return 0;
5870
5871         err = sysfs_slab_add(s);
5872         if (err) {
5873                 __kmem_cache_release(s);
5874                 return err;
5875         }
5876
5877         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
5878                 debugfs_slab_add(s);
5879
5880         return 0;
5881 }
5882
5883 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
5884 static int count_inuse(struct slab *slab)
5885 {
5886         return slab->inuse;
5887 }
5888
5889 static int count_total(struct slab *slab)
5890 {
5891         return slab->objects;
5892 }
5893 #endif
5894
5895 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5896 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
5897                           unsigned long *obj_map)
5898 {
5899         void *p;
5900         void *addr = slab_address(slab);
5901
5902         if (!check_slab(s, slab) || !on_freelist(s, slab, NULL))
5903                 return;
5904
5905         /* Now we know that a valid freelist exists */
5906         __fill_map(obj_map, s, slab);
5907         for_each_object(p, s, addr, slab->objects) {
5908                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map) ?
5909                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
5910
5911                 if (!check_object(s, slab, p, val))
5912                         break;
5913         }
5914 }
5915
5916 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
5917                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *obj_map)
5918 {
5919         unsigned long count = 0;
5920         struct slab *slab;
5921         unsigned long flags;
5922
5923         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5924
5925         list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list) {
5926                 validate_slab(s, slab, obj_map);
5927                 count++;
5928         }
5929         if (count != n->nr_partial) {
5930                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
5931                        s->name, count, n->nr_partial);
5932                 slab_add_kunit_errors();
5933         }
5934
5935         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5936                 goto out;
5937
5938         list_for_each_entry(slab, &n->full, slab_list) {
5939                 validate_slab(s, slab, obj_map);
5940                 count++;
5941         }
5942         if (count != node_nr_slabs(n)) {
5943                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
5944                        s->name, count, node_nr_slabs(n));
5945                 slab_add_kunit_errors();
5946         }
5947
5948 out:
5949         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5950         return count;
5951 }
5952
5953 long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
5954 {
5955         int node;
5956         unsigned long count = 0;
5957         struct kmem_cache_node *n;
5958         unsigned long *obj_map;
5959
5960         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
5961         if (!obj_map)
5962                 return -ENOMEM;
5963
5964         flush_all(s);
5965         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
5966                 count += validate_slab_node(s, n, obj_map);
5967
5968         bitmap_free(obj_map);
5969
5970         return count;
5971 }
5972 EXPORT_SYMBOL(validate_slab_cache);
5973
5974 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
5975 /*
5976  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
5977  * and freed.
5978  */
5979
5980 struct location {
5981         depot_stack_handle_t handle;
5982         unsigned long count;
5983         unsigned long addr;
5984         unsigned long waste;
5985         long long sum_time;
5986         long min_time;
5987         long max_time;
5988         long min_pid;
5989         long max_pid;
5990         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
5991         nodemask_t nodes;
5992 };
5993
5994 struct loc_track {
5995         unsigned long max;
5996         unsigned long count;
5997         struct location *loc;
5998         loff_t idx;
5999 };
6000
6001 static struct dentry *slab_debugfs_root;
6002
6003 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
6004 {
6005         if (t->max)
6006                 free_pages((unsigned long)t->loc,
6007                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
6008 }
6009
6010 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
6011 {
6012         struct location *l;
6013         int order;
6014
6015         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
6016
6017         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
6018         if (!l)
6019                 return 0;
6020
6021         if (t->count) {
6022                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
6023                 free_loc_track(t);
6024         }
6025         t->max = max;
6026         t->loc = l;
6027         return 1;
6028 }
6029
6030 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
6031                                 const struct track *track,
6032                                 unsigned int orig_size)
6033 {
6034         long start, end, pos;
6035         struct location *l;
6036         unsigned long caddr, chandle, cwaste;
6037         unsigned long age = jiffies - track->when;
6038         depot_stack_handle_t handle = 0;
6039         unsigned int waste = s->object_size - orig_size;
6040
6041 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
6042         handle = READ_ONCE(track->handle);
6043 #endif
6044         start = -1;
6045         end = t->count;
6046
6047         for ( ; ; ) {
6048                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
6049
6050                 /*
6051                  * There is nothing at "end". If we end up there
6052                  * we need to add something to before end.
6053                  */
6054                 if (pos == end)
6055                         break;
6056
6057                 l = &t->loc[pos];
6058                 caddr = l->addr;
6059                 chandle = l->handle;
6060                 cwaste = l->waste;
6061                 if ((track->addr == caddr) && (handle == chandle) &&
6062                         (waste == cwaste)) {
6063
6064                         l->count++;
6065                         if (track->when) {
6066                                 l->sum_time += age;
6067                                 if (age < l->min_time)
6068                                         l->min_time = age;
6069                                 if (age > l->max_time)
6070                                         l->max_time = age;
6071
6072                                 if (track->pid < l->min_pid)
6073                                         l->min_pid = track->pid;
6074                                 if (track->pid > l->max_pid)
6075                                         l->max_pid = track->pid;
6076
6077                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
6078                                                 to_cpumask(l->cpus));
6079                         }
6080                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
6081                         return 1;
6082                 }
6083
6084                 if (track->addr < caddr)
6085                         end = pos;
6086                 else if (track->addr == caddr && handle < chandle)
6087                         end = pos;
6088                 else if (track->addr == caddr && handle == chandle &&
6089                                 waste < cwaste)
6090                         end = pos;
6091                 else
6092                         start = pos;
6093         }
6094
6095         /*
6096          * Not found. Insert new tracking element.
6097          */
6098         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
6099                 return 0;
6100
6101         l = t->loc + pos;
6102         if (pos < t->count)
6103                 memmove(l + 1, l,
6104                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
6105         t->count++;
6106         l->count = 1;
6107         l->addr = track->addr;
6108         l->sum_time = age;
6109         l->min_time = age;
6110         l->max_time = age;
6111         l->min_pid = track->pid;
6112         l->max_pid = track->pid;
6113         l->handle = handle;
6114         l->waste = waste;
6115         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
6116         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
6117         nodes_clear(l->nodes);
6118         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
6119         return 1;
6120 }
6121
6122 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
6123                 struct slab *slab, enum track_item alloc,
6124                 unsigned long *obj_map)
6125 {
6126         void *addr = slab_address(slab);
6127         bool is_alloc = (alloc == TRACK_ALLOC);
6128         void *p;
6129
6130         __fill_map(obj_map, s, slab);
6131
6132         for_each_object(p, s, addr, slab->objects)
6133                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map))
6134                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc),
6135                                      is_alloc ? get_orig_size(s, p) :
6136                                                 s->object_size);
6137 }
6138 #endif  /* CONFIG_DEBUG_FS   */
6139 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
6140
6141 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
6142 enum slab_stat_type {
6143         SL_ALL,                 /* All slabs */
6144         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
6145         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
6146         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
6147         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
6148 };
6149
6150 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
6151 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
6152 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
6153 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
6154 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
6155
6156 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
6157                                  char *buf, unsigned long flags)
6158 {
6159         unsigned long total = 0;
6160         int node;
6161         int x;
6162         unsigned long *nodes;
6163         int len = 0;
6164
6165         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
6166         if (!nodes)
6167                 return -ENOMEM;
6168
6169         if (flags & SO_CPU) {
6170                 int cpu;
6171
6172                 for_each_possible_cpu(cpu) {
6173                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
6174                                                                cpu);
6175                         int node;
6176                         struct slab *slab;
6177
6178                         slab = READ_ONCE(c->slab);
6179                         if (!slab)
6180                                 continue;
6181
6182                         node = slab_nid(slab);
6183                         if (flags & SO_TOTAL)
6184                                 x = slab->objects;
6185                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6186                                 x = slab->inuse;
6187                         else
6188                                 x = 1;
6189
6190                         total += x;
6191                         nodes[node] += x;
6192
6193 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6194                         slab = slub_percpu_partial_read_once(c);
6195                         if (slab) {
6196                                 node = slab_nid(slab);
6197                                 if (flags & SO_TOTAL)
6198                                         WARN_ON_ONCE(1);
6199                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
6200                                         WARN_ON_ONCE(1);
6201                                 else
6202                                         x = data_race(slab->slabs);
6203                                 total += x;
6204                                 nodes[node] += x;
6205                         }
6206 #endif
6207                 }
6208         }
6209
6210         /*
6211          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
6212          * already held which will conflict with an existing lock order:
6213          *
6214          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
6215          *
6216          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
6217          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
6218          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
6219          */
6220
6221 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6222         if (flags & SO_ALL) {
6223                 struct kmem_cache_node *n;
6224
6225                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6226
6227                         if (flags & SO_TOTAL)
6228                                 x = node_nr_objs(n);
6229                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6230                                 x = node_nr_objs(n) - count_partial(n, count_free);
6231                         else
6232                                 x = node_nr_slabs(n);
6233                         total += x;
6234                         nodes[node] += x;
6235                 }
6236
6237         } else
6238 #endif
6239         if (flags & SO_PARTIAL) {
6240                 struct kmem_cache_node *n;
6241
6242                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6243                         if (flags & SO_TOTAL)
6244                                 x = count_partial(n, count_total);
6245                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6246                                 x = count_partial(n, count_inuse);
6247                         else
6248                                 x = n->nr_partial;
6249                         total += x;
6250                         nodes[node] += x;
6251                 }
6252         }
6253
6254         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", total);
6255 #ifdef CONFIG_NUMA
6256         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
6257                 if (nodes[node])
6258                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " N%d=%lu",
6259                                              node, nodes[node]);
6260         }
6261 #endif
6262         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6263         kfree(nodes);
6264
6265         return len;
6266 }
6267
6268 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
6269 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
6270
6271 struct slab_attribute {
6272         struct attribute attr;
6273         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
6274         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
6275 };
6276
6277 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
6278         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO_MODE(_name, 0400)
6279
6280 #define SLAB_ATTR(_name) \
6281         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RW_MODE(_name, 0600)
6282
6283 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6284 {
6285         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->size);
6286 }
6287 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
6288
6289 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6290 {
6291         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->align);
6292 }
6293 SLAB_ATTR_RO(align);
6294
6295 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6296 {
6297         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->object_size);
6298 }
6299 SLAB_ATTR_RO(object_size);
6300
6301 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6302 {
6303         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
6304 }
6305 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
6306
6307 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6308 {
6309         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
6310 }
6311 SLAB_ATTR_RO(order);
6312
6313 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6314 {
6315         return sysfs_emit(buf, "%lu\n", s->min_partial);
6316 }
6317
6318 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6319                                  size_t length)
6320 {
6321         unsigned long min;
6322         int err;
6323
6324         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
6325         if (err)
6326                 return err;
6327
6328         s->min_partial = min;
6329         return length;
6330 }
6331 SLAB_ATTR(min_partial);
6332
6333 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6334 {
6335         unsigned int nr_partial = 0;
6336 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6337         nr_partial = s->cpu_partial;
6338 #endif
6339
6340         return sysfs_emit(buf, "%u\n", nr_partial);
6341 }
6342
6343 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6344                                  size_t length)
6345 {
6346         unsigned int objects;
6347         int err;
6348
6349         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
6350         if (err)
6351                 return err;
6352         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
6353                 return -EINVAL;
6354
6355         slub_set_cpu_partial(s, objects);
6356         flush_all(s);
6357         return length;
6358 }
6359 SLAB_ATTR(cpu_partial);
6360
6361 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6362 {
6363         if (!s->ctor)
6364                 return 0;
6365         return sysfs_emit(buf, "%pS\n", s->ctor);
6366 }
6367 SLAB_ATTR_RO(ctor);
6368
6369 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6370 {
6371         return sysfs_emit(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
6372 }
6373 SLAB_ATTR_RO(aliases);
6374
6375 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6376 {
6377         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
6378 }
6379 SLAB_ATTR_RO(partial);
6380
6381 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6382 {
6383         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
6384 }
6385 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
6386
6387 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6388 {
6389         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
6390 }
6391 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
6392
6393 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6394 {
6395         int objects = 0;
6396         int slabs = 0;
6397         int cpu __maybe_unused;
6398         int len = 0;
6399
6400 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6401         for_each_online_cpu(cpu) {
6402                 struct slab *slab;
6403
6404                 slab = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
6405
6406                 if (slab)
6407                         slabs += data_race(slab->slabs);
6408         }
6409 #endif
6410
6411         /* Approximate half-full slabs, see slub_set_cpu_partial() */
6412         objects = (slabs * oo_objects(s->oo)) / 2;
6413         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%d(%d)", objects, slabs);
6414
6415 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6416         for_each_online_cpu(cpu) {
6417                 struct slab *slab;
6418
6419                 slab = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
6420                 if (slab) {
6421                         slabs = data_race(slab->slabs);
6422                         objects = (slabs * oo_objects(s->oo)) / 2;
6423                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%d(%d)",
6424                                              cpu, objects, slabs);
6425                 }
6426         }
6427 #endif
6428         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6429
6430         return len;
6431 }
6432 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
6433
6434 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6435 {
6436         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
6437 }
6438 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
6439
6440 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6441 {
6442         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
6443 }
6444 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
6445
6446 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
6447 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6448 {
6449         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
6450 }
6451 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
6452 #endif
6453
6454 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
6455 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6456 {
6457         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->usersize);
6458 }
6459 SLAB_ATTR_RO(usersize);
6460 #endif
6461
6462 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6463 {
6464         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
6465 }
6466 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
6467
6468 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6469 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6470 {
6471         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
6472 }
6473 SLAB_ATTR_RO(slabs);
6474
6475 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6476 {
6477         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
6478 }
6479 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
6480
6481 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6482 {
6483         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
6484 }
6485 SLAB_ATTR_RO(objects);
6486
6487 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6488 {
6489         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
6490 }
6491 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
6492
6493 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6494 {
6495         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
6496 }
6497 SLAB_ATTR_RO(trace);
6498
6499 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6500 {
6501         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
6502 }
6503
6504 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
6505
6506 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6507 {
6508         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
6509 }
6510
6511 SLAB_ATTR_RO(poison);
6512
6513 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6514 {
6515         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
6516 }
6517
6518 SLAB_ATTR_RO(store_user);
6519
6520 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6521 {
6522         return 0;
6523 }
6524
6525 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
6526                         const char *buf, size_t length)
6527 {
6528         int ret = -EINVAL;
6529
6530         if (buf[0] == '1' && kmem_cache_debug(s)) {
6531                 ret = validate_slab_cache(s);
6532                 if (ret >= 0)
6533                         ret = length;
6534         }
6535         return ret;
6536 }
6537 SLAB_ATTR(validate);
6538
6539 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
6540
6541 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
6542 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6543 {
6544         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
6545 }
6546
6547 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6548                                 size_t length)
6549 {
6550         if (s->refcount > 1)
6551                 return -EINVAL;
6552
6553         if (buf[0] == '1')
6554                 WRITE_ONCE(s->flags, s->flags | SLAB_FAILSLAB);
6555         else
6556                 WRITE_ONCE(s->flags, s->flags & ~SLAB_FAILSLAB);
6557
6558         return length;
6559 }
6560 SLAB_ATTR(failslab);
6561 #endif
6562
6563 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6564 {
6565         return 0;
6566 }
6567
6568 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
6569                         const char *buf, size_t length)
6570 {
6571         if (buf[0] == '1')
6572                 kmem_cache_shrink(s);
6573         else
6574                 return -EINVAL;
6575         return length;
6576 }
6577 SLAB_ATTR(shrink);
6578
6579 #ifdef CONFIG_NUMA
6580 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6581 {
6582         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
6583 }
6584
6585 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
6586                                 const char *buf, size_t length)
6587 {
6588         unsigned int ratio;
6589         int err;
6590
6591         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
6592         if (err)
6593                 return err;
6594         if (ratio > 100)
6595                 return -ERANGE;
6596
6597         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
6598
6599         return length;
6600 }
6601 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
6602 #endif
6603
6604 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
6605 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
6606 {
6607         unsigned long sum  = 0;
6608         int cpu;
6609         int len = 0;
6610         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
6611
6612         if (!data)
6613                 return -ENOMEM;
6614
6615         for_each_online_cpu(cpu) {
6616                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
6617
6618                 data[cpu] = x;
6619                 sum += x;
6620         }
6621
6622         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", sum);
6623
6624 #ifdef CONFIG_SMP
6625         for_each_online_cpu(cpu) {
6626                 if (data[cpu])
6627                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%u",
6628                                              cpu, data[cpu]);
6629         }
6630 #endif
6631         kfree(data);
6632         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6633
6634         return len;
6635 }
6636
6637 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
6638 {
6639         int cpu;
6640
6641         for_each_online_cpu(cpu)
6642                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
6643 }
6644
6645 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
6646 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
6647 {                                                               \
6648         return show_stat(s, buf, si);                           \
6649 }                                                               \
6650 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
6651                                 const char *buf, size_t length) \
6652 {                                                               \
6653         if (buf[0] != '0')                                      \
6654                 return -EINVAL;                                 \
6655         clear_stat(s, si);                                      \
6656         return length;                                          \
6657 }                                                               \
6658 SLAB_ATTR(text);                                                \
6659
6660 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
6661 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
6662 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
6663 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
6664 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
6665 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
6666 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
6667 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
6668 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
6669 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
6670 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
6671 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
6672 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
6673 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
6674 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
6675 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
6676 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
6677 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
6678 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
6679 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
6680 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
6681 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
6682 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
6683 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
6684 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
6685 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
6686 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
6687
6688 #ifdef CONFIG_KFENCE
6689 static ssize_t skip_kfence_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6690 {
6691         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_SKIP_KFENCE));
6692 }
6693
6694 static ssize_t skip_kfence_store(struct kmem_cache *s,
6695                         const char *buf, size_t length)
6696 {
6697         int ret = length;
6698
6699         if (buf[0] == '0')
6700                 s->flags &= ~SLAB_SKIP_KFENCE;
6701         else if (buf[0] == '1')
6702                 s->flags |= SLAB_SKIP_KFENCE;
6703         else
6704                 ret = -EINVAL;
6705
6706         return ret;
6707 }
6708 SLAB_ATTR(skip_kfence);
6709 #endif
6710
6711 static struct attribute *slab_attrs[] = {
6712         &slab_size_attr.attr,
6713         &object_size_attr.attr,
6714         &objs_per_slab_attr.attr,
6715         &order_attr.attr,
6716         &min_partial_attr.attr,
6717         &cpu_partial_attr.attr,
6718         &objects_partial_attr.attr,
6719         &partial_attr.attr,
6720         &cpu_slabs_attr.attr,
6721         &ctor_attr.attr,
6722         &aliases_attr.attr,
6723         &align_attr.attr,
6724         &hwcache_align_attr.attr,
6725         &reclaim_account_attr.attr,
6726         &destroy_by_rcu_attr.attr,
6727         &shrink_attr.attr,
6728         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
6729 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6730         &total_objects_attr.attr,
6731         &objects_attr.attr,
6732         &slabs_attr.attr,
6733         &sanity_checks_attr.attr,
6734         &trace_attr.attr,
6735         &red_zone_attr.attr,
6736         &poison_attr.attr,
6737         &store_user_attr.attr,
6738         &validate_attr.attr,
6739 #endif
6740 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
6741         &cache_dma_attr.attr,
6742 #endif
6743 #ifdef CONFIG_NUMA
6744         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
6745 #endif
6746 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
6747         &alloc_fastpath_attr.attr,
6748         &alloc_slowpath_attr.attr,
6749         &free_fastpath_attr.attr,
6750         &free_slowpath_attr.attr,
6751         &free_frozen_attr.attr,
6752         &free_add_partial_attr.attr,
6753         &free_remove_partial_attr.attr,
6754         &alloc_from_partial_attr.attr,
6755         &alloc_slab_attr.attr,
6756         &alloc_refill_attr.attr,
6757         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
6758         &free_slab_attr.attr,
6759         &cpuslab_flush_attr.attr,
6760         &deactivate_full_attr.attr,
6761         &deactivate_empty_attr.attr,
6762         &deactivate_to_head_attr.attr,
6763         &deactivate_to_tail_attr.attr,
6764         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
6765         &deactivate_bypass_attr.attr,
6766         &order_fallback_attr.attr,
6767         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
6768         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
6769         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
6770         &cpu_partial_free_attr.attr,
6771         &cpu_partial_node_attr.attr,
6772         &cpu_partial_drain_attr.attr,
6773 #endif
6774 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
6775         &failslab_attr.attr,
6776 #endif
6777 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
6778         &usersize_attr.attr,
6779 #endif
6780 #ifdef CONFIG_KFENCE
6781         &skip_kfence_attr.attr,
6782 #endif
6783
6784         NULL
6785 };
6786
6787 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
6788         .attrs = slab_attrs,
6789 };
6790
6791 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
6792                                 struct attribute *attr,
6793                                 char *buf)
6794 {
6795         struct slab_attribute *attribute;
6796         struct kmem_cache *s;
6797
6798         attribute = to_slab_attr(attr);
6799         s = to_slab(kobj);
6800
6801         if (!attribute->show)
6802                 return -EIO;
6803
6804         return attribute->show(s, buf);
6805 }
6806
6807 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
6808                                 struct attribute *attr,
6809                                 const char *buf, size_t len)
6810 {
6811         struct slab_attribute *attribute;
6812         struct kmem_cache *s;
6813
6814         attribute = to_slab_attr(attr);
6815         s = to_slab(kobj);
6816
6817         if (!attribute->store)
6818                 return -EIO;
6819
6820         return attribute->store(s, buf, len);
6821 }
6822
6823 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
6824 {
6825         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
6826 }
6827
6828 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
6829         .show = slab_attr_show,
6830         .store = slab_attr_store,
6831 };
6832
6833 static const struct kobj_type slab_ktype = {
6834         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
6835         .release = kmem_cache_release,
6836 };
6837
6838 static struct kset *slab_kset;
6839
6840 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
6841 {
6842         return slab_kset;
6843 }
6844
6845 #define ID_STR_LENGTH 32
6846
6847 /* Create a unique string id for a slab cache:
6848  *
6849  * Format       :[flags-]size
6850  */
6851 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
6852 {
6853         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
6854         char *p = name;
6855
6856         if (!name)
6857                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6858
6859         *p++ = ':';
6860         /*
6861          * First flags affecting slabcache operations. We will only
6862          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
6863          * too many flags. The flags here must cover all flags that
6864          * are matched during merging to guarantee that the id is
6865          * unique.
6866          */
6867         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
6868                 *p++ = 'd';
6869         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
6870                 *p++ = 'D';
6871         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
6872                 *p++ = 'a';
6873         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
6874                 *p++ = 'F';
6875         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
6876                 *p++ = 'A';
6877         if (p != name + 1)
6878                 *p++ = '-';
6879         p += snprintf(p, ID_STR_LENGTH - (p - name), "%07u", s->size);
6880
6881         if (WARN_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1)) {
6882                 kfree(name);
6883                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6884         }
6885         kmsan_unpoison_memory(name, p - name);
6886         return name;
6887 }
6888
6889 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
6890 {
6891         int err;
6892         const char *name;
6893         struct kset *kset = cache_kset(s);
6894         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
6895
6896         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
6897                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
6898                 unmergeable = 1;
6899
6900         if (unmergeable) {
6901                 /*
6902                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
6903                  * This is typically the case for debug situations. In that
6904                  * case we can catch duplicate names easily.
6905                  */
6906                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
6907                 name = s->name;
6908         } else {
6909                 /*
6910                  * Create a unique name for the slab as a target
6911                  * for the symlinks.
6912                  */
6913                 name = create_unique_id(s);
6914                 if (IS_ERR(name))
6915                         return PTR_ERR(name);
6916         }
6917
6918         s->kobj.kset = kset;
6919         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
6920         if (err)
6921                 goto out;
6922
6923         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
6924         if (err)
6925                 goto out_del_kobj;
6926
6927         if (!unmergeable) {
6928                 /* Setup first alias */
6929                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
6930         }
6931 out:
6932         if (!unmergeable)
6933                 kfree(name);
6934         return err;
6935 out_del_kobj:
6936         kobject_del(&s->kobj);
6937         goto out;
6938 }
6939
6940 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
6941 {
6942         kobject_del(&s->kobj);
6943 }
6944
6945 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
6946 {
6947         kobject_put(&s->kobj);
6948 }
6949
6950 /*
6951  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
6952  * available lest we lose that information.
6953  */
6954 struct saved_alias {
6955         struct kmem_cache *s;
6956         const char *name;
6957         struct saved_alias *next;
6958 };
6959
6960 static struct saved_alias *alias_list;
6961
6962 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
6963 {
6964         struct saved_alias *al;
6965
6966         if (slab_state == FULL) {
6967                 /*
6968                  * If we have a leftover link then remove it.
6969                  */
6970                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
6971                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
6972         }
6973
6974         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
6975         if (!al)
6976                 return -ENOMEM;
6977
6978         al->s = s;
6979         al->name = name;
6980         al->next = alias_list;
6981         alias_list = al;
6982         kmsan_unpoison_memory(al, sizeof(*al));
6983         return 0;
6984 }
6985
6986 static int __init slab_sysfs_init(void)
6987 {
6988         struct kmem_cache *s;
6989         int err;
6990
6991         mutex_lock(&slab_mutex);
6992
6993         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
6994         if (!slab_kset) {
6995                 mutex_unlock(&slab_mutex);
6996                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
6997                 return -ENOMEM;
6998         }
6999
7000         slab_state = FULL;
7001
7002         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
7003                 err = sysfs_slab_add(s);
7004                 if (err)
7005                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
7006                                s->name);
7007         }
7008
7009         while (alias_list) {
7010                 struct saved_alias *al = alias_list;
7011
7012                 alias_list = alias_list->next;
7013                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
7014                 if (err)
7015                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
7016                                al->name);
7017                 kfree(al);
7018         }
7019
7020         mutex_unlock(&slab_mutex);
7021         return 0;
7022 }
7023 late_initcall(slab_sysfs_init);
7024 #endif /* SLAB_SUPPORTS_SYSFS */
7025
7026 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) && defined(CONFIG_DEBUG_FS)
7027 static int slab_debugfs_show(struct seq_file *seq, void *v)
7028 {
7029         struct loc_track *t = seq->private;
7030         struct location *l;
7031         unsigned long idx;
7032
7033         idx = (unsigned long) t->idx;
7034         if (idx < t->count) {
7035                 l = &t->loc[idx];
7036
7037                 seq_printf(seq, "%7ld ", l->count);
7038
7039                 if (l->addr)
7040                         seq_printf(seq, "%pS", (void *)l->addr);
7041                 else
7042                         seq_puts(seq, "<not-available>");
7043
7044                 if (l->waste)
7045                         seq_printf(seq, " waste=%lu/%lu",
7046                                 l->count * l->waste, l->waste);
7047
7048                 if (l->sum_time != l->min_time) {
7049                         seq_printf(seq, " age=%ld/%llu/%ld",
7050                                 l->min_time, div_u64(l->sum_time, l->count),
7051                                 l->max_time);
7052                 } else
7053                         seq_printf(seq, " age=%ld", l->min_time);
7054
7055                 if (l->min_pid != l->max_pid)
7056                         seq_printf(seq, " pid=%ld-%ld", l->min_pid, l->max_pid);
7057                 else
7058                         seq_printf(seq, " pid=%ld",
7059                                 l->min_pid);
7060
7061                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)))
7062                         seq_printf(seq, " cpus=%*pbl",
7063                                  cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
7064
7065                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes))
7066                         seq_printf(seq, " nodes=%*pbl",
7067                                  nodemask_pr_args(&l->nodes));
7068
7069 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
7070                 {
7071                         depot_stack_handle_t handle;
7072                         unsigned long *entries;
7073                         unsigned int nr_entries, j;
7074
7075                         handle = READ_ONCE(l->handle);
7076                         if (handle) {
7077                                 nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
7078                                 seq_puts(seq, "\n");
7079                                 for (j = 0; j < nr_entries; j++)
7080                                         seq_printf(seq, "        %pS\n", (void *)entries[j]);
7081                         }
7082                 }
7083 #endif
7084                 seq_puts(seq, "\n");
7085         }
7086
7087         if (!idx && !t->count)
7088                 seq_puts(seq, "No data\n");
7089
7090         return 0;
7091 }
7092
7093 static void slab_debugfs_stop(struct seq_file *seq, void *v)
7094 {
7095 }
7096
7097 static void *slab_debugfs_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *ppos)
7098 {
7099         struct loc_track *t = seq->private;
7100
7101         t->idx = ++(*ppos);
7102         if (*ppos <= t->count)
7103                 return ppos;
7104
7105         return NULL;
7106 }
7107
7108 static int cmp_loc_by_count(const void *a, const void *b, const void *data)
7109 {
7110         struct location *loc1 = (struct location *)a;
7111         struct location *loc2 = (struct location *)b;
7112
7113         if (loc1->count > loc2->count)
7114                 return -1;
7115         else
7116                 return 1;
7117 }
7118
7119 static void *slab_debugfs_start(struct seq_file *seq, loff_t *ppos)
7120 {
7121         struct loc_track *t = seq->private;
7122
7123         t->idx = *ppos;
7124         return ppos;
7125 }
7126
7127 static const struct seq_operations slab_debugfs_sops = {
7128         .start  = slab_debugfs_start,
7129         .next   = slab_debugfs_next,
7130         .stop   = slab_debugfs_stop,
7131         .show   = slab_debugfs_show,
7132 };
7133
7134 static int slab_debug_trace_open(struct inode *inode, struct file *filep)
7135 {
7136
7137         struct kmem_cache_node *n;
7138         enum track_item alloc;
7139         int node;
7140         struct loc_track *t = __seq_open_private(filep, &slab_debugfs_sops,
7141                                                 sizeof(struct loc_track));
7142         struct kmem_cache *s = file_inode(filep)->i_private;
7143         unsigned long *obj_map;
7144
7145         if (!t)
7146                 return -ENOMEM;
7147
7148         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
7149         if (!obj_map) {
7150                 seq_release_private(inode, filep);
7151                 return -ENOMEM;
7152         }
7153
7154         if (strcmp(filep->f_path.dentry->d_name.name, "alloc_traces") == 0)
7155                 alloc = TRACK_ALLOC;
7156         else
7157                 alloc = TRACK_FREE;
7158
7159         if (!alloc_loc_track(t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location), GFP_KERNEL)) {
7160                 bitmap_free(obj_map);
7161                 seq_release_private(inode, filep);
7162                 return -ENOMEM;
7163         }
7164
7165         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
7166                 unsigned long flags;
7167                 struct slab *slab;
7168
7169                 if (!node_nr_slabs(n))
7170                         continue;
7171
7172                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
7173                 list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
7174                         process_slab(t, s, slab, alloc, obj_map);
7175                 list_for_each_entry(slab, &n->full, slab_list)
7176                         process_slab(t, s, slab, alloc, obj_map);
7177                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
7178         }
7179
7180         /* Sort locations by count */
7181         sort_r(t->loc, t->count, sizeof(struct location),
7182                 cmp_loc_by_count, NULL, NULL);
7183
7184         bitmap_free(obj_map);
7185         return 0;
7186 }
7187
7188 static int slab_debug_trace_release(struct inode *inode, struct file *file)
7189 {
7190         struct seq_file *seq = file->private_data;
7191         struct loc_track *t = seq->private;
7192
7193         free_loc_track(t);
7194         return seq_release_private(inode, file);
7195 }
7196
7197 static const struct file_operations slab_debugfs_fops = {
7198         .open    = slab_debug_trace_open,
7199         .read    = seq_read,
7200         .llseek  = seq_lseek,
7201         .release = slab_debug_trace_release,
7202 };
7203
7204 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
7205 {
7206         struct dentry *slab_cache_dir;
7207
7208         if (unlikely(!slab_debugfs_root))
7209                 return;
7210
7211         slab_cache_dir = debugfs_create_dir(s->name, slab_debugfs_root);
7212
7213         debugfs_create_file("alloc_traces", 0400,
7214                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
7215
7216         debugfs_create_file("free_traces", 0400,
7217                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
7218 }
7219
7220 void debugfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
7221 {
7222         debugfs_lookup_and_remove(s->name, slab_debugfs_root);
7223 }
7224
7225 static int __init slab_debugfs_init(void)
7226 {
7227         struct kmem_cache *s;
7228
7229         slab_debugfs_root = debugfs_create_dir("slab", NULL);
7230
7231         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
7232                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
7233                         debugfs_slab_add(s);
7234
7235         return 0;
7236
7237 }
7238 __initcall(slab_debugfs_init);
7239 #endif
7240 /*
7241  * The /proc/slabinfo ABI
7242  */
7243 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
7244 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
7245 {
7246         unsigned long nr_slabs = 0;
7247         unsigned long nr_objs = 0;
7248         unsigned long nr_free = 0;
7249         int node;
7250         struct kmem_cache_node *n;
7251
7252         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
7253                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
7254                 nr_objs += node_nr_objs(n);
7255                 nr_free += count_partial_free_approx(n);
7256         }
7257
7258         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
7259         sinfo->num_objs = nr_objs;
7260         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
7261         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
7262         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
7263         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
7264 }
7265 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
This page took 0.432374 seconds and 4 git commands to generate.