]> Git Repo - linux.git/blob - mm/slub.c
Merge branch 'slab/for-6.12/rcu_barriers' into slab/for-next
[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 /*
760  * kmalloc caches has fixed sizes (mostly power of 2), and kmalloc() API
761  * family will round up the real request size to these fixed ones, so
762  * there could be an extra area than what is requested. Save the original
763  * request size in the meta data area, for better debug and sanity check.
764  */
765 static inline void set_orig_size(struct kmem_cache *s,
766                                 void *object, unsigned int orig_size)
767 {
768         void *p = kasan_reset_tag(object);
769         unsigned int kasan_meta_size;
770
771         if (!slub_debug_orig_size(s))
772                 return;
773
774         /*
775          * KASAN can save its free meta data inside of the object at offset 0.
776          * If this meta data size is larger than 'orig_size', it will overlap
777          * the data redzone in [orig_size+1, object_size]. Thus, we adjust
778          * 'orig_size' to be as at least as big as KASAN's meta data.
779          */
780         kasan_meta_size = kasan_metadata_size(s, true);
781         if (kasan_meta_size > orig_size)
782                 orig_size = kasan_meta_size;
783
784         p += get_info_end(s);
785         p += sizeof(struct track) * 2;
786
787         *(unsigned int *)p = orig_size;
788 }
789
790 static inline unsigned int get_orig_size(struct kmem_cache *s, void *object)
791 {
792         void *p = kasan_reset_tag(object);
793
794         if (!slub_debug_orig_size(s))
795                 return s->object_size;
796
797         p += get_info_end(s);
798         p += sizeof(struct track) * 2;
799
800         return *(unsigned int *)p;
801 }
802
803 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
804 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
805 static DEFINE_SPINLOCK(object_map_lock);
806
807 static void __fill_map(unsigned long *obj_map, struct kmem_cache *s,
808                        struct slab *slab)
809 {
810         void *addr = slab_address(slab);
811         void *p;
812
813         bitmap_zero(obj_map, slab->objects);
814
815         for (p = slab->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
816                 set_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map);
817 }
818
819 #if IS_ENABLED(CONFIG_KUNIT)
820 static bool slab_add_kunit_errors(void)
821 {
822         struct kunit_resource *resource;
823
824         if (!kunit_get_current_test())
825                 return false;
826
827         resource = kunit_find_named_resource(current->kunit_test, "slab_errors");
828         if (!resource)
829                 return false;
830
831         (*(int *)resource->data)++;
832         kunit_put_resource(resource);
833         return true;
834 }
835
836 static bool slab_in_kunit_test(void)
837 {
838         struct kunit_resource *resource;
839
840         if (!kunit_get_current_test())
841                 return false;
842
843         resource = kunit_find_named_resource(current->kunit_test, "slab_errors");
844         if (!resource)
845                 return false;
846
847         kunit_put_resource(resource);
848         return true;
849 }
850 #else
851 static inline bool slab_add_kunit_errors(void) { return false; }
852 static inline bool slab_in_kunit_test(void) { return false; }
853 #endif
854
855 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
856 {
857         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
858                 return s->size - s->red_left_pad;
859
860         return s->size;
861 }
862
863 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
864 {
865         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
866                 p -= s->red_left_pad;
867
868         return p;
869 }
870
871 /*
872  * Debug settings:
873  */
874 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
875 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
876 #else
877 static slab_flags_t slub_debug;
878 #endif
879
880 static char *slub_debug_string;
881 static int disable_higher_order_debug;
882
883 /*
884  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
885  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
886  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
887  * to tell kasan that these accesses are OK.
888  */
889 static inline void metadata_access_enable(void)
890 {
891         kasan_disable_current();
892         kmsan_disable_current();
893 }
894
895 static inline void metadata_access_disable(void)
896 {
897         kmsan_enable_current();
898         kasan_enable_current();
899 }
900
901 /*
902  * Object debugging
903  */
904
905 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
906 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
907                                 struct slab *slab, void *object)
908 {
909         void *base;
910
911         if (!object)
912                 return 1;
913
914         base = slab_address(slab);
915         object = kasan_reset_tag(object);
916         object = restore_red_left(s, object);
917         if (object < base || object >= base + slab->objects * s->size ||
918                 (object - base) % s->size) {
919                 return 0;
920         }
921
922         return 1;
923 }
924
925 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
926                           unsigned int length)
927 {
928         metadata_access_enable();
929         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS,
930                         16, 1, kasan_reset_tag((void *)addr), length, 1);
931         metadata_access_disable();
932 }
933
934 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
935         enum track_item alloc)
936 {
937         struct track *p;
938
939         p = object + get_info_end(s);
940
941         return kasan_reset_tag(p + alloc);
942 }
943
944 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
945 static noinline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void)
946 {
947         depot_stack_handle_t handle;
948         unsigned long entries[TRACK_ADDRS_COUNT];
949         unsigned int nr_entries;
950
951         nr_entries = stack_trace_save(entries, ARRAY_SIZE(entries), 3);
952         handle = stack_depot_save(entries, nr_entries, GFP_NOWAIT);
953
954         return handle;
955 }
956 #else
957 static inline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void)
958 {
959         return 0;
960 }
961 #endif
962
963 static void set_track_update(struct kmem_cache *s, void *object,
964                              enum track_item alloc, unsigned long addr,
965                              depot_stack_handle_t handle)
966 {
967         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
968
969 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
970         p->handle = handle;
971 #endif
972         p->addr = addr;
973         p->cpu = smp_processor_id();
974         p->pid = current->pid;
975         p->when = jiffies;
976 }
977
978 static __always_inline void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
979                                       enum track_item alloc, unsigned long addr)
980 {
981         depot_stack_handle_t handle = set_track_prepare();
982
983         set_track_update(s, object, alloc, addr, handle);
984 }
985
986 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
987 {
988         struct track *p;
989
990         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
991                 return;
992
993         p = get_track(s, object, TRACK_ALLOC);
994         memset(p, 0, 2*sizeof(struct track));
995 }
996
997 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
998 {
999         depot_stack_handle_t handle __maybe_unused;
1000
1001         if (!t->addr)
1002                 return;
1003
1004         pr_err("%s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
1005                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
1006 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
1007         handle = READ_ONCE(t->handle);
1008         if (handle)
1009                 stack_depot_print(handle);
1010         else
1011                 pr_err("object allocation/free stack trace missing\n");
1012 #endif
1013 }
1014
1015 void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
1016 {
1017         unsigned long pr_time = jiffies;
1018         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1019                 return;
1020
1021         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
1022         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
1023 }
1024
1025 static void print_slab_info(const struct slab *slab)
1026 {
1027         pr_err("Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=%pGp\n",
1028                slab, slab->objects, slab->inuse, slab->freelist,
1029                &slab->__page_flags);
1030 }
1031
1032 void skip_orig_size_check(struct kmem_cache *s, const void *object)
1033 {
1034         set_orig_size(s, (void *)object, s->object_size);
1035 }
1036
1037 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
1038 {
1039         struct va_format vaf;
1040         va_list args;
1041
1042         va_start(args, fmt);
1043         vaf.fmt = fmt;
1044         vaf.va = &args;
1045         pr_err("=============================================================================\n");
1046         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
1047         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
1048         va_end(args);
1049 }
1050
1051 __printf(2, 3)
1052 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
1053 {
1054         struct va_format vaf;
1055         va_list args;
1056
1057         if (slab_add_kunit_errors())
1058                 return;
1059
1060         va_start(args, fmt);
1061         vaf.fmt = fmt;
1062         vaf.va = &args;
1063         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
1064         va_end(args);
1065 }
1066
1067 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, u8 *p)
1068 {
1069         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
1070         u8 *addr = slab_address(slab);
1071
1072         print_tracking(s, p);
1073
1074         print_slab_info(slab);
1075
1076         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
1077                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
1078
1079         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
1080                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p - s->red_left_pad,
1081                               s->red_left_pad);
1082         else if (p > addr + 16)
1083                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
1084
1085         print_section(KERN_ERR,         "Object   ", p,
1086                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
1087         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
1088                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p + s->object_size,
1089                         s->inuse - s->object_size);
1090
1091         off = get_info_end(s);
1092
1093         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1094                 off += 2 * sizeof(struct track);
1095
1096         if (slub_debug_orig_size(s))
1097                 off += sizeof(unsigned int);
1098
1099         off += kasan_metadata_size(s, false);
1100
1101         if (off != size_from_object(s))
1102                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
1103                 print_section(KERN_ERR, "Padding  ", p + off,
1104                               size_from_object(s) - off);
1105
1106         dump_stack();
1107 }
1108
1109 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1110                         u8 *object, char *reason)
1111 {
1112         if (slab_add_kunit_errors())
1113                 return;
1114
1115         slab_bug(s, "%s", reason);
1116         print_trailer(s, slab, object);
1117         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
1118 }
1119
1120 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1121                                void **freelist, void *nextfree)
1122 {
1123         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
1124             !check_valid_pointer(s, slab, nextfree) && freelist) {
1125                 object_err(s, slab, *freelist, "Freechain corrupt");
1126                 *freelist = NULL;
1127                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
1128                 return true;
1129         }
1130
1131         return false;
1132 }
1133
1134 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1135                         const char *fmt, ...)
1136 {
1137         va_list args;
1138         char buf[100];
1139
1140         if (slab_add_kunit_errors())
1141                 return;
1142
1143         va_start(args, fmt);
1144         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
1145         va_end(args);
1146         slab_bug(s, "%s", buf);
1147         print_slab_info(slab);
1148         dump_stack();
1149         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
1150 }
1151
1152 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
1153 {
1154         u8 *p = kasan_reset_tag(object);
1155         unsigned int poison_size = s->object_size;
1156
1157         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1158                 /*
1159                  * Here and below, avoid overwriting the KMSAN shadow. Keeping
1160                  * the shadow makes it possible to distinguish uninit-value
1161                  * from use-after-free.
1162                  */
1163                 memset_no_sanitize_memory(p - s->red_left_pad, val,
1164                                           s->red_left_pad);
1165
1166                 if (slub_debug_orig_size(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE) {
1167                         /*
1168                          * Redzone the extra allocated space by kmalloc than
1169                          * requested, and the poison size will be limited to
1170                          * the original request size accordingly.
1171                          */
1172                         poison_size = get_orig_size(s, object);
1173                 }
1174         }
1175
1176         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
1177                 memset_no_sanitize_memory(p, POISON_FREE, poison_size - 1);
1178                 memset_no_sanitize_memory(p + poison_size - 1, POISON_END, 1);
1179         }
1180
1181         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
1182                 memset_no_sanitize_memory(p + poison_size, val,
1183                                           s->inuse - poison_size);
1184 }
1185
1186 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
1187                                                 void *from, void *to)
1188 {
1189         slab_fix(s, "Restoring %s 0x%p-0x%p=0x%x", message, from, to - 1, data);
1190         memset(from, data, to - from);
1191 }
1192
1193 #ifdef CONFIG_KMSAN
1194 #define pad_check_attributes noinline __no_kmsan_checks
1195 #else
1196 #define pad_check_attributes
1197 #endif
1198
1199 static pad_check_attributes int
1200 check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1201                        u8 *object, char *what,
1202                        u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
1203 {
1204         u8 *fault;
1205         u8 *end;
1206         u8 *addr = slab_address(slab);
1207
1208         metadata_access_enable();
1209         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(start), value, bytes);
1210         metadata_access_disable();
1211         if (!fault)
1212                 return 1;
1213
1214         end = start + bytes;
1215         while (end > fault && end[-1] == value)
1216                 end--;
1217
1218         if (slab_add_kunit_errors())
1219                 goto skip_bug_print;
1220
1221         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
1222         pr_err("0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
1223                                         fault, end - 1, fault - addr,
1224                                         fault[0], value);
1225
1226 skip_bug_print:
1227         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
1228         return 0;
1229 }
1230
1231 /*
1232  * Object layout:
1233  *
1234  * object address
1235  *      Bytes of the object to be managed.
1236  *      If the freepointer may overlay the object then the free
1237  *      pointer is at the middle of the object.
1238  *
1239  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
1240  *      0xa5 (POISON_END)
1241  *
1242  * object + s->object_size
1243  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
1244  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
1245  *      object_size == inuse.
1246  *
1247  *      We fill with 0xbb (SLUB_RED_INACTIVE) for inactive objects and with
1248  *      0xcc (SLUB_RED_ACTIVE) for objects in use.
1249  *
1250  * object + s->inuse
1251  *      Meta data starts here.
1252  *
1253  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
1254  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
1255  *      C. Original request size for kmalloc object (SLAB_STORE_USER enabled)
1256  *      D. Padding to reach required alignment boundary or at minimum
1257  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
1258  *              before the word boundary.
1259  *
1260  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
1261  *
1262  * object + s->size
1263  *      Nothing is used beyond s->size.
1264  *
1265  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
1266  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
1267  * may be used with merged slabcaches.
1268  */
1269
1270 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, u8 *p)
1271 {
1272         unsigned long off = get_info_end(s);    /* The end of info */
1273
1274         if (s->flags & SLAB_STORE_USER) {
1275                 /* We also have user information there */
1276                 off += 2 * sizeof(struct track);
1277
1278                 if (s->flags & SLAB_KMALLOC)
1279                         off += sizeof(unsigned int);
1280         }
1281
1282         off += kasan_metadata_size(s, false);
1283
1284         if (size_from_object(s) == off)
1285                 return 1;
1286
1287         return check_bytes_and_report(s, slab, p, "Object padding",
1288                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
1289 }
1290
1291 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
1292 static pad_check_attributes void
1293 slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1294 {
1295         u8 *start;
1296         u8 *fault;
1297         u8 *end;
1298         u8 *pad;
1299         int length;
1300         int remainder;
1301
1302         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
1303                 return;
1304
1305         start = slab_address(slab);
1306         length = slab_size(slab);
1307         end = start + length;
1308         remainder = length % s->size;
1309         if (!remainder)
1310                 return;
1311
1312         pad = end - remainder;
1313         metadata_access_enable();
1314         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(pad), POISON_INUSE, remainder);
1315         metadata_access_disable();
1316         if (!fault)
1317                 return;
1318         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
1319                 end--;
1320
1321         slab_err(s, slab, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
1322                         fault, end - 1, fault - start);
1323         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
1324
1325         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
1326 }
1327
1328 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1329                                         void *object, u8 val)
1330 {
1331         u8 *p = object;
1332         u8 *endobject = object + s->object_size;
1333         unsigned int orig_size, kasan_meta_size;
1334         int ret = 1;
1335
1336         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1337                 if (!check_bytes_and_report(s, slab, object, "Left Redzone",
1338                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
1339                         ret = 0;
1340
1341                 if (!check_bytes_and_report(s, slab, object, "Right Redzone",
1342                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
1343                         ret = 0;
1344
1345                 if (slub_debug_orig_size(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE) {
1346                         orig_size = get_orig_size(s, object);
1347
1348                         if (s->object_size > orig_size  &&
1349                                 !check_bytes_and_report(s, slab, object,
1350                                         "kmalloc Redzone", p + orig_size,
1351                                         val, s->object_size - orig_size)) {
1352                                 ret = 0;
1353                         }
1354                 }
1355         } else {
1356                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
1357                         if (!check_bytes_and_report(s, slab, p, "Alignment padding",
1358                                 endobject, POISON_INUSE,
1359                                 s->inuse - s->object_size))
1360                                 ret = 0;
1361                 }
1362         }
1363
1364         if (s->flags & SLAB_POISON) {
1365                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON)) {
1366                         /*
1367                          * KASAN can save its free meta data inside of the
1368                          * object at offset 0. Thus, skip checking the part of
1369                          * the redzone that overlaps with the meta data.
1370                          */
1371                         kasan_meta_size = kasan_metadata_size(s, true);
1372                         if (kasan_meta_size < s->object_size - 1 &&
1373                             !check_bytes_and_report(s, slab, p, "Poison",
1374                                         p + kasan_meta_size, POISON_FREE,
1375                                         s->object_size - kasan_meta_size - 1))
1376                                 ret = 0;
1377                         if (kasan_meta_size < s->object_size &&
1378                             !check_bytes_and_report(s, slab, p, "End Poison",
1379                                         p + s->object_size - 1, POISON_END, 1))
1380                                 ret = 0;
1381                 }
1382                 /*
1383                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
1384                  */
1385                 if (!check_pad_bytes(s, slab, p))
1386                         ret = 0;
1387         }
1388
1389         /*
1390          * Cannot check freepointer while object is allocated if
1391          * object and freepointer overlap.
1392          */
1393         if ((freeptr_outside_object(s) || val != SLUB_RED_ACTIVE) &&
1394             !check_valid_pointer(s, slab, get_freepointer(s, p))) {
1395                 object_err(s, slab, p, "Freepointer corrupt");
1396                 /*
1397                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
1398                  * of the free objects in this slab. May cause
1399                  * another error because the object count is now wrong.
1400                  */
1401                 set_freepointer(s, p, NULL);
1402                 ret = 0;
1403         }
1404
1405         if (!ret && !slab_in_kunit_test()) {
1406                 print_trailer(s, slab, object);
1407                 add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
1408         }
1409
1410         return ret;
1411 }
1412
1413 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1414 {
1415         int maxobj;
1416
1417         if (!folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1418                 slab_err(s, slab, "Not a valid slab page");
1419                 return 0;
1420         }
1421
1422         maxobj = order_objects(slab_order(slab), s->size);
1423         if (slab->objects > maxobj) {
1424                 slab_err(s, slab, "objects %u > max %u",
1425                         slab->objects, maxobj);
1426                 return 0;
1427         }
1428         if (slab->inuse > slab->objects) {
1429                 slab_err(s, slab, "inuse %u > max %u",
1430                         slab->inuse, slab->objects);
1431                 return 0;
1432         }
1433         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
1434         slab_pad_check(s, slab);
1435         return 1;
1436 }
1437
1438 /*
1439  * Determine if a certain object in a slab is on the freelist. Must hold the
1440  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
1441  */
1442 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *search)
1443 {
1444         int nr = 0;
1445         void *fp;
1446         void *object = NULL;
1447         int max_objects;
1448
1449         fp = slab->freelist;
1450         while (fp && nr <= slab->objects) {
1451                 if (fp == search)
1452                         return 1;
1453                 if (!check_valid_pointer(s, slab, fp)) {
1454                         if (object) {
1455                                 object_err(s, slab, object,
1456                                         "Freechain corrupt");
1457                                 set_freepointer(s, object, NULL);
1458                         } else {
1459                                 slab_err(s, slab, "Freepointer corrupt");
1460                                 slab->freelist = NULL;
1461                                 slab->inuse = slab->objects;
1462                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
1463                                 return 0;
1464                         }
1465                         break;
1466                 }
1467                 object = fp;
1468                 fp = get_freepointer(s, object);
1469                 nr++;
1470         }
1471
1472         max_objects = order_objects(slab_order(slab), s->size);
1473         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1474                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1475
1476         if (slab->objects != max_objects) {
1477                 slab_err(s, slab, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1478                          slab->objects, max_objects);
1479                 slab->objects = max_objects;
1480                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted");
1481         }
1482         if (slab->inuse != slab->objects - nr) {
1483                 slab_err(s, slab, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1484                          slab->inuse, slab->objects - nr);
1485                 slab->inuse = slab->objects - nr;
1486                 slab_fix(s, "Object count adjusted");
1487         }
1488         return search == NULL;
1489 }
1490
1491 static void trace(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *object,
1492                                                                 int alloc)
1493 {
1494         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1495                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1496                         s->name,
1497                         alloc ? "alloc" : "free",
1498                         object, slab->inuse,
1499                         slab->freelist);
1500
1501                 if (!alloc)
1502                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1503                                         s->object_size);
1504
1505                 dump_stack();
1506         }
1507 }
1508
1509 /*
1510  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1511  */
1512 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1513         struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab)
1514 {
1515         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1516                 return;
1517
1518         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1519         list_add(&slab->slab_list, &n->full);
1520 }
1521
1522 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab)
1523 {
1524         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1525                 return;
1526
1527         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1528         list_del(&slab->slab_list);
1529 }
1530
1531 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1532 {
1533         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1534 }
1535
1536 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1537 {
1538         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1539
1540         atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1541         atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1542 }
1543 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1544 {
1545         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1546
1547         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1548         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1549 }
1550
1551 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1552 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, void *object)
1553 {
1554         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON))
1555                 return;
1556
1557         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1558         init_tracking(s, object);
1559 }
1560
1561 static
1562 void setup_slab_debug(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *addr)
1563 {
1564         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_POISON))
1565                 return;
1566
1567         metadata_access_enable();
1568         memset(kasan_reset_tag(addr), POISON_INUSE, slab_size(slab));
1569         metadata_access_disable();
1570 }
1571
1572 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1573                                         struct slab *slab, void *object)
1574 {
1575         if (!check_slab(s, slab))
1576                 return 0;
1577
1578         if (!check_valid_pointer(s, slab, object)) {
1579                 object_err(s, slab, object, "Freelist Pointer check fails");
1580                 return 0;
1581         }
1582
1583         if (!check_object(s, slab, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1584                 return 0;
1585
1586         return 1;
1587 }
1588
1589 static noinline bool alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1590                         struct slab *slab, void *object, int orig_size)
1591 {
1592         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1593                 if (!alloc_consistency_checks(s, slab, object))
1594                         goto bad;
1595         }
1596
1597         /* Success. Perform special debug activities for allocs */
1598         trace(s, slab, object, 1);
1599         set_orig_size(s, object, orig_size);
1600         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1601         return true;
1602
1603 bad:
1604         if (folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1605                 /*
1606                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1607                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1608                  * as used avoids touching the remaining objects.
1609                  */
1610                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1611                 slab->inuse = slab->objects;
1612                 slab->freelist = NULL;
1613         }
1614         return false;
1615 }
1616
1617 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1618                 struct slab *slab, void *object, unsigned long addr)
1619 {
1620         if (!check_valid_pointer(s, slab, object)) {
1621                 slab_err(s, slab, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1622                 return 0;
1623         }
1624
1625         if (on_freelist(s, slab, object)) {
1626                 object_err(s, slab, object, "Object already free");
1627                 return 0;
1628         }
1629
1630         if (!check_object(s, slab, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1631                 return 0;
1632
1633         if (unlikely(s != slab->slab_cache)) {
1634                 if (!folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1635                         slab_err(s, slab, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1636                                  object);
1637                 } else if (!slab->slab_cache) {
1638                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1639                                object);
1640                         dump_stack();
1641                 } else
1642                         object_err(s, slab, object,
1643                                         "page slab pointer corrupt.");
1644                 return 0;
1645         }
1646         return 1;
1647 }
1648
1649 /*
1650  * Parse a block of slab_debug options. Blocks are delimited by ';'
1651  *
1652  * @str:    start of block
1653  * @flags:  returns parsed flags, or DEBUG_DEFAULT_FLAGS if none specified
1654  * @slabs:  return start of list of slabs, or NULL when there's no list
1655  * @init:   assume this is initial parsing and not per-kmem-create parsing
1656  *
1657  * returns the start of next block if there's any, or NULL
1658  */
1659 static char *
1660 parse_slub_debug_flags(char *str, slab_flags_t *flags, char **slabs, bool init)
1661 {
1662         bool higher_order_disable = false;
1663
1664         /* Skip any completely empty blocks */
1665         while (*str && *str == ';')
1666                 str++;
1667
1668         if (*str == ',') {
1669                 /*
1670                  * No options but restriction on slabs. This means full
1671                  * debugging for slabs matching a pattern.
1672                  */
1673                 *flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1674                 goto check_slabs;
1675         }
1676         *flags = 0;
1677
1678         /* Determine which debug features should be switched on */
1679         for (; *str && *str != ',' && *str != ';'; str++) {
1680                 switch (tolower(*str)) {
1681                 case '-':
1682                         *flags = 0;
1683                         break;
1684                 case 'f':
1685                         *flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1686                         break;
1687                 case 'z':
1688                         *flags |= SLAB_RED_ZONE;
1689                         break;
1690                 case 'p':
1691                         *flags |= SLAB_POISON;
1692                         break;
1693                 case 'u':
1694                         *flags |= SLAB_STORE_USER;
1695                         break;
1696                 case 't':
1697                         *flags |= SLAB_TRACE;
1698                         break;
1699                 case 'a':
1700                         *flags |= SLAB_FAILSLAB;
1701                         break;
1702                 case 'o':
1703                         /*
1704                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1705                          * order would increase as a result.
1706                          */
1707                         higher_order_disable = true;
1708                         break;
1709                 default:
1710                         if (init)
1711                                 pr_err("slab_debug option '%c' unknown. skipped\n", *str);
1712                 }
1713         }
1714 check_slabs:
1715         if (*str == ',')
1716                 *slabs = ++str;
1717         else
1718                 *slabs = NULL;
1719
1720         /* Skip over the slab list */
1721         while (*str && *str != ';')
1722                 str++;
1723
1724         /* Skip any completely empty blocks */
1725         while (*str && *str == ';')
1726                 str++;
1727
1728         if (init && higher_order_disable)
1729                 disable_higher_order_debug = 1;
1730
1731         if (*str)
1732                 return str;
1733         else
1734                 return NULL;
1735 }
1736
1737 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1738 {
1739         slab_flags_t flags;
1740         slab_flags_t global_flags;
1741         char *saved_str;
1742         char *slab_list;
1743         bool global_slub_debug_changed = false;
1744         bool slab_list_specified = false;
1745
1746         global_flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1747         if (*str++ != '=' || !*str)
1748                 /*
1749                  * No options specified. Switch on full debugging.
1750                  */
1751                 goto out;
1752
1753         saved_str = str;
1754         while (str) {
1755                 str = parse_slub_debug_flags(str, &flags, &slab_list, true);
1756
1757                 if (!slab_list) {
1758                         global_flags = flags;
1759                         global_slub_debug_changed = true;
1760                 } else {
1761                         slab_list_specified = true;
1762                         if (flags & SLAB_STORE_USER)
1763                                 stack_depot_request_early_init();
1764                 }
1765         }
1766
1767         /*
1768          * For backwards compatibility, a single list of flags with list of
1769          * slabs means debugging is only changed for those slabs, so the global
1770          * slab_debug should be unchanged (0 or DEBUG_DEFAULT_FLAGS, depending
1771          * on CONFIG_SLUB_DEBUG_ON). We can extended that to multiple lists as
1772          * long as there is no option specifying flags without a slab list.
1773          */
1774         if (slab_list_specified) {
1775                 if (!global_slub_debug_changed)
1776                         global_flags = slub_debug;
1777                 slub_debug_string = saved_str;
1778         }
1779 out:
1780         slub_debug = global_flags;
1781         if (slub_debug & SLAB_STORE_USER)
1782                 stack_depot_request_early_init();
1783         if (slub_debug != 0 || slub_debug_string)
1784                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
1785         else
1786                 static_branch_disable(&slub_debug_enabled);
1787         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1788              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1789             (slub_debug & SLAB_POISON))
1790                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1791         return 1;
1792 }
1793
1794 __setup("slab_debug", setup_slub_debug);
1795 __setup_param("slub_debug", slub_debug, setup_slub_debug, 0);
1796
1797 /*
1798  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1799  * @flags:              flags to set
1800  * @name:               name of the cache
1801  *
1802  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1803  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1804  * slab_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1805  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1806  */
1807 slab_flags_t kmem_cache_flags(slab_flags_t flags, const char *name)
1808 {
1809         char *iter;
1810         size_t len;
1811         char *next_block;
1812         slab_flags_t block_flags;
1813         slab_flags_t slub_debug_local = slub_debug;
1814
1815         if (flags & SLAB_NO_USER_FLAGS)
1816                 return flags;
1817
1818         /*
1819          * If the slab cache is for debugging (e.g. kmemleak) then
1820          * don't store user (stack trace) information by default,
1821          * but let the user enable it via the command line below.
1822          */
1823         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1824                 slub_debug_local &= ~SLAB_STORE_USER;
1825
1826         len = strlen(name);
1827         next_block = slub_debug_string;
1828         /* Go through all blocks of debug options, see if any matches our slab's name */
1829         while (next_block) {
1830                 next_block = parse_slub_debug_flags(next_block, &block_flags, &iter, false);
1831                 if (!iter)
1832                         continue;
1833                 /* Found a block that has a slab list, search it */
1834                 while (*iter) {
1835                         char *end, *glob;
1836                         size_t cmplen;
1837
1838                         end = strchrnul(iter, ',');
1839                         if (next_block && next_block < end)
1840                                 end = next_block - 1;
1841
1842                         glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1843                         if (glob)
1844                                 cmplen = glob - iter;
1845                         else
1846                                 cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1847
1848                         if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1849                                 flags |= block_flags;
1850                                 return flags;
1851                         }
1852
1853                         if (!*end || *end == ';')
1854                                 break;
1855                         iter = end + 1;
1856                 }
1857         }
1858
1859         return flags | slub_debug_local;
1860 }
1861 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1862 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, void *object) {}
1863 static inline
1864 void setup_slab_debug(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *addr) {}
1865
1866 static inline bool alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1867         struct slab *slab, void *object, int orig_size) { return true; }
1868
1869 static inline bool free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1870         struct slab *slab, void *head, void *tail, int *bulk_cnt,
1871         unsigned long addr, depot_stack_handle_t handle) { return true; }
1872
1873 static inline void slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct slab *slab) {}
1874 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1875                         void *object, u8 val) { return 1; }
1876 static inline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void) { return 0; }
1877 static inline void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
1878                              enum track_item alloc, unsigned long addr) {}
1879 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1880                                         struct slab *slab) {}
1881 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1882                                         struct slab *slab) {}
1883 slab_flags_t kmem_cache_flags(slab_flags_t flags, const char *name)
1884 {
1885         return flags;
1886 }
1887 #define slub_debug 0
1888
1889 #define disable_higher_order_debug 0
1890
1891 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1892                                                         { return 0; }
1893 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1894                                                         int objects) {}
1895 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1896                                                         int objects) {}
1897 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
1898 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1899                                void **freelist, void *nextfree)
1900 {
1901         return false;
1902 }
1903 #endif
1904 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1905
1906 #ifdef CONFIG_SLAB_OBJ_EXT
1907
1908 #ifdef CONFIG_MEM_ALLOC_PROFILING_DEBUG
1909
1910 static inline void mark_objexts_empty(struct slabobj_ext *obj_exts)
1911 {
1912         struct slabobj_ext *slab_exts;
1913         struct slab *obj_exts_slab;
1914
1915         obj_exts_slab = virt_to_slab(obj_exts);
1916         slab_exts = slab_obj_exts(obj_exts_slab);
1917         if (slab_exts) {
1918                 unsigned int offs = obj_to_index(obj_exts_slab->slab_cache,
1919                                                  obj_exts_slab, obj_exts);
1920                 /* codetag should be NULL */
1921                 WARN_ON(slab_exts[offs].ref.ct);
1922                 set_codetag_empty(&slab_exts[offs].ref);
1923         }
1924 }
1925
1926 static inline void mark_failed_objexts_alloc(struct slab *slab)
1927 {
1928         slab->obj_exts = OBJEXTS_ALLOC_FAIL;
1929 }
1930
1931 static inline void handle_failed_objexts_alloc(unsigned long obj_exts,
1932                         struct slabobj_ext *vec, unsigned int objects)
1933 {
1934         /*
1935          * If vector previously failed to allocate then we have live
1936          * objects with no tag reference. Mark all references in this
1937          * vector as empty to avoid warnings later on.
1938          */
1939         if (obj_exts & OBJEXTS_ALLOC_FAIL) {
1940                 unsigned int i;
1941
1942                 for (i = 0; i < objects; i++)
1943                         set_codetag_empty(&vec[i].ref);
1944         }
1945 }
1946
1947 #else /* CONFIG_MEM_ALLOC_PROFILING_DEBUG */
1948
1949 static inline void mark_objexts_empty(struct slabobj_ext *obj_exts) {}
1950 static inline void mark_failed_objexts_alloc(struct slab *slab) {}
1951 static inline void handle_failed_objexts_alloc(unsigned long obj_exts,
1952                         struct slabobj_ext *vec, unsigned int objects) {}
1953
1954 #endif /* CONFIG_MEM_ALLOC_PROFILING_DEBUG */
1955
1956 /*
1957  * The allocated objcg pointers array is not accounted directly.
1958  * Moreover, it should not come from DMA buffer and is not readily
1959  * reclaimable. So those GFP bits should be masked off.
1960  */
1961 #define OBJCGS_CLEAR_MASK       (__GFP_DMA | __GFP_RECLAIMABLE | \
1962                                 __GFP_ACCOUNT | __GFP_NOFAIL)
1963
1964 int alloc_slab_obj_exts(struct slab *slab, struct kmem_cache *s,
1965                         gfp_t gfp, bool new_slab)
1966 {
1967         unsigned int objects = objs_per_slab(s, slab);
1968         unsigned long new_exts;
1969         unsigned long old_exts;
1970         struct slabobj_ext *vec;
1971
1972         gfp &= ~OBJCGS_CLEAR_MASK;
1973         /* Prevent recursive extension vector allocation */
1974         gfp |= __GFP_NO_OBJ_EXT;
1975         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct slabobj_ext), gfp,
1976                            slab_nid(slab));
1977         if (!vec) {
1978                 /* Mark vectors which failed to allocate */
1979                 if (new_slab)
1980                         mark_failed_objexts_alloc(slab);
1981
1982                 return -ENOMEM;
1983         }
1984
1985         new_exts = (unsigned long)vec;
1986 #ifdef CONFIG_MEMCG
1987         new_exts |= MEMCG_DATA_OBJEXTS;
1988 #endif
1989         old_exts = READ_ONCE(slab->obj_exts);
1990         handle_failed_objexts_alloc(old_exts, vec, objects);
1991         if (new_slab) {
1992                 /*
1993                  * If the slab is brand new and nobody can yet access its
1994                  * obj_exts, no synchronization is required and obj_exts can
1995                  * be simply assigned.
1996                  */
1997                 slab->obj_exts = new_exts;
1998         } else if ((old_exts & ~OBJEXTS_FLAGS_MASK) ||
1999                    cmpxchg(&slab->obj_exts, old_exts, new_exts) != old_exts) {
2000                 /*
2001                  * If the slab is already in use, somebody can allocate and
2002                  * assign slabobj_exts in parallel. In this case the existing
2003                  * objcg vector should be reused.
2004                  */
2005                 mark_objexts_empty(vec);
2006                 kfree(vec);
2007                 return 0;
2008         }
2009
2010         kmemleak_not_leak(vec);
2011         return 0;
2012 }
2013
2014 static inline void free_slab_obj_exts(struct slab *slab)
2015 {
2016         struct slabobj_ext *obj_exts;
2017
2018         obj_exts = slab_obj_exts(slab);
2019         if (!obj_exts)
2020                 return;
2021
2022         /*
2023          * obj_exts was created with __GFP_NO_OBJ_EXT flag, therefore its
2024          * corresponding extension will be NULL. alloc_tag_sub() will throw a
2025          * warning if slab has extensions but the extension of an object is
2026          * NULL, therefore replace NULL with CODETAG_EMPTY to indicate that
2027          * the extension for obj_exts is expected to be NULL.
2028          */
2029         mark_objexts_empty(obj_exts);
2030         kfree(obj_exts);
2031         slab->obj_exts = 0;
2032 }
2033
2034 static inline bool need_slab_obj_ext(void)
2035 {
2036         if (mem_alloc_profiling_enabled())
2037                 return true;
2038
2039         /*
2040          * CONFIG_MEMCG creates vector of obj_cgroup objects conditionally
2041          * inside memcg_slab_post_alloc_hook. No other users for now.
2042          */
2043         return false;
2044 }
2045
2046 #else /* CONFIG_SLAB_OBJ_EXT */
2047
2048 static int alloc_slab_obj_exts(struct slab *slab, struct kmem_cache *s,
2049                                gfp_t gfp, bool new_slab)
2050 {
2051         return 0;
2052 }
2053
2054 static inline void free_slab_obj_exts(struct slab *slab)
2055 {
2056 }
2057
2058 static inline bool need_slab_obj_ext(void)
2059 {
2060         return false;
2061 }
2062
2063 #endif /* CONFIG_SLAB_OBJ_EXT */
2064
2065 #ifdef CONFIG_MEM_ALLOC_PROFILING
2066
2067 static inline struct slabobj_ext *
2068 prepare_slab_obj_exts_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *p)
2069 {
2070         struct slab *slab;
2071
2072         if (!p)
2073                 return NULL;
2074
2075         if (s->flags & (SLAB_NO_OBJ_EXT | SLAB_NOLEAKTRACE))
2076                 return NULL;
2077
2078         if (flags & __GFP_NO_OBJ_EXT)
2079                 return NULL;
2080
2081         slab = virt_to_slab(p);
2082         if (!slab_obj_exts(slab) &&
2083             WARN(alloc_slab_obj_exts(slab, s, flags, false),
2084                  "%s, %s: Failed to create slab extension vector!\n",
2085                  __func__, s->name))
2086                 return NULL;
2087
2088         return slab_obj_exts(slab) + obj_to_index(s, slab, p);
2089 }
2090
2091 static inline void
2092 alloc_tagging_slab_alloc_hook(struct kmem_cache *s, void *object, gfp_t flags)
2093 {
2094         if (need_slab_obj_ext()) {
2095                 struct slabobj_ext *obj_exts;
2096
2097                 obj_exts = prepare_slab_obj_exts_hook(s, flags, object);
2098                 /*
2099                  * Currently obj_exts is used only for allocation profiling.
2100                  * If other users appear then mem_alloc_profiling_enabled()
2101                  * check should be added before alloc_tag_add().
2102                  */
2103                 if (likely(obj_exts))
2104                         alloc_tag_add(&obj_exts->ref, current->alloc_tag, s->size);
2105         }
2106 }
2107
2108 static inline void
2109 alloc_tagging_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void **p,
2110                              int objects)
2111 {
2112         struct slabobj_ext *obj_exts;
2113         int i;
2114
2115         if (!mem_alloc_profiling_enabled())
2116                 return;
2117
2118         obj_exts = slab_obj_exts(slab);
2119         if (!obj_exts)
2120                 return;
2121
2122         for (i = 0; i < objects; i++) {
2123                 unsigned int off = obj_to_index(s, slab, p[i]);
2124
2125                 alloc_tag_sub(&obj_exts[off].ref, s->size);
2126         }
2127 }
2128
2129 #else /* CONFIG_MEM_ALLOC_PROFILING */
2130
2131 static inline void
2132 alloc_tagging_slab_alloc_hook(struct kmem_cache *s, void *object, gfp_t flags)
2133 {
2134 }
2135
2136 static inline void
2137 alloc_tagging_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void **p,
2138                              int objects)
2139 {
2140 }
2141
2142 #endif /* CONFIG_MEM_ALLOC_PROFILING */
2143
2144
2145 #ifdef CONFIG_MEMCG
2146
2147 static void memcg_alloc_abort_single(struct kmem_cache *s, void *object);
2148
2149 static __fastpath_inline
2150 bool memcg_slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
2151                                 gfp_t flags, size_t size, void **p)
2152 {
2153         if (likely(!memcg_kmem_online()))
2154                 return true;
2155
2156         if (likely(!(flags & __GFP_ACCOUNT) && !(s->flags & SLAB_ACCOUNT)))
2157                 return true;
2158
2159         if (likely(__memcg_slab_post_alloc_hook(s, lru, flags, size, p)))
2160                 return true;
2161
2162         if (likely(size == 1)) {
2163                 memcg_alloc_abort_single(s, *p);
2164                 *p = NULL;
2165         } else {
2166                 kmem_cache_free_bulk(s, size, p);
2167         }
2168
2169         return false;
2170 }
2171
2172 static __fastpath_inline
2173 void memcg_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void **p,
2174                           int objects)
2175 {
2176         struct slabobj_ext *obj_exts;
2177
2178         if (!memcg_kmem_online())
2179                 return;
2180
2181         obj_exts = slab_obj_exts(slab);
2182         if (likely(!obj_exts))
2183                 return;
2184
2185         __memcg_slab_free_hook(s, slab, p, objects, obj_exts);
2186 }
2187
2188 static __fastpath_inline
2189 bool memcg_slab_post_charge(void *p, gfp_t flags)
2190 {
2191         struct slabobj_ext *slab_exts;
2192         struct kmem_cache *s;
2193         struct folio *folio;
2194         struct slab *slab;
2195         unsigned long off;
2196
2197         folio = virt_to_folio(p);
2198         if (!folio_test_slab(folio)) {
2199                 return folio_memcg_kmem(folio) ||
2200                         (__memcg_kmem_charge_page(folio_page(folio, 0), flags,
2201                                                   folio_order(folio)) == 0);
2202         }
2203
2204         slab = folio_slab(folio);
2205         s = slab->slab_cache;
2206
2207         /*
2208          * Ignore KMALLOC_NORMAL cache to avoid possible circular dependency
2209          * of slab_obj_exts being allocated from the same slab and thus the slab
2210          * becoming effectively unfreeable.
2211          */
2212         if (is_kmalloc_normal(s))
2213                 return true;
2214
2215         /* Ignore already charged objects. */
2216         slab_exts = slab_obj_exts(slab);
2217         if (slab_exts) {
2218                 off = obj_to_index(s, slab, p);
2219                 if (unlikely(slab_exts[off].objcg))
2220                         return true;
2221         }
2222
2223         return __memcg_slab_post_alloc_hook(s, NULL, flags, 1, &p);
2224 }
2225
2226 #else /* CONFIG_MEMCG */
2227 static inline bool memcg_slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
2228                                               struct list_lru *lru,
2229                                               gfp_t flags, size_t size,
2230                                               void **p)
2231 {
2232         return true;
2233 }
2234
2235 static inline void memcg_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2236                                         void **p, int objects)
2237 {
2238 }
2239
2240 static inline bool memcg_slab_post_charge(void *p, gfp_t flags)
2241 {
2242         return true;
2243 }
2244 #endif /* CONFIG_MEMCG */
2245
2246 #ifdef CONFIG_SLUB_RCU_DEBUG
2247 static void slab_free_after_rcu_debug(struct rcu_head *rcu_head);
2248
2249 struct rcu_delayed_free {
2250         struct rcu_head head;
2251         void *object;
2252 };
2253 #endif
2254
2255 /*
2256  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
2257  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
2258  *
2259  * Returns true if freeing of the object can proceed, false if its reuse
2260  * was delayed by CONFIG_SLUB_RCU_DEBUG or KASAN quarantine, or it was returned
2261  * to KFENCE.
2262  */
2263 static __always_inline
2264 bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x, bool init,
2265                     bool after_rcu_delay)
2266 {
2267         /* Are the object contents still accessible? */
2268         bool still_accessible = (s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) && !after_rcu_delay;
2269
2270         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
2271         kmsan_slab_free(s, x);
2272
2273         debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
2274
2275         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
2276                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
2277
2278         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
2279         if (!still_accessible)
2280                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
2281                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
2282
2283         if (kfence_free(x))
2284                 return false;
2285
2286         /*
2287          * Give KASAN a chance to notice an invalid free operation before we
2288          * modify the object.
2289          */
2290         if (kasan_slab_pre_free(s, x))
2291                 return false;
2292
2293 #ifdef CONFIG_SLUB_RCU_DEBUG
2294         if (still_accessible) {
2295                 struct rcu_delayed_free *delayed_free;
2296
2297                 delayed_free = kmalloc(sizeof(*delayed_free), GFP_NOWAIT);
2298                 if (delayed_free) {
2299                         /*
2300                          * Let KASAN track our call stack as a "related work
2301                          * creation", just like if the object had been freed
2302                          * normally via kfree_rcu().
2303                          * We have to do this manually because the rcu_head is
2304                          * not located inside the object.
2305                          */
2306                         kasan_record_aux_stack_noalloc(x);
2307
2308                         delayed_free->object = x;
2309                         call_rcu(&delayed_free->head, slab_free_after_rcu_debug);
2310                         return false;
2311                 }
2312         }
2313 #endif /* CONFIG_SLUB_RCU_DEBUG */
2314
2315         /*
2316          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
2317          * kasan_slab_free and initialization memset's must be
2318          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
2319          *
2320          * The initialization memset's clear the object and the metadata,
2321          * but don't touch the SLAB redzone.
2322          *
2323          * The object's freepointer is also avoided if stored outside the
2324          * object.
2325          */
2326         if (unlikely(init)) {
2327                 int rsize;
2328                 unsigned int inuse, orig_size;
2329
2330                 inuse = get_info_end(s);
2331                 orig_size = get_orig_size(s, x);
2332                 if (!kasan_has_integrated_init())
2333                         memset(kasan_reset_tag(x), 0, orig_size);
2334                 rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad : 0;
2335                 memset((char *)kasan_reset_tag(x) + inuse, 0,
2336                        s->size - inuse - rsize);
2337                 /*
2338                  * Restore orig_size, otherwize kmalloc redzone overwritten
2339                  * would be reported
2340                  */
2341                 set_orig_size(s, x, orig_size);
2342
2343         }
2344         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse. */
2345         return !kasan_slab_free(s, x, init, still_accessible);
2346 }
2347
2348 static __fastpath_inline
2349 bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s, void **head, void **tail,
2350                              int *cnt)
2351 {
2352
2353         void *object;
2354         void *next = *head;
2355         void *old_tail = *tail;
2356         bool init;
2357
2358         if (is_kfence_address(next)) {
2359                 slab_free_hook(s, next, false, false);
2360                 return false;
2361         }
2362
2363         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
2364         *head = NULL;
2365         *tail = NULL;
2366
2367         init = slab_want_init_on_free(s);
2368
2369         do {
2370                 object = next;
2371                 next = get_freepointer(s, object);
2372
2373                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
2374                 if (likely(slab_free_hook(s, object, init, false))) {
2375                         /* Move object to the new freelist */
2376                         set_freepointer(s, object, *head);
2377                         *head = object;
2378                         if (!*tail)
2379                                 *tail = object;
2380                 } else {
2381                         /*
2382                          * Adjust the reconstructed freelist depth
2383                          * accordingly if object's reuse is delayed.
2384                          */
2385                         --(*cnt);
2386                 }
2387         } while (object != old_tail);
2388
2389         return *head != NULL;
2390 }
2391
2392 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, void *object)
2393 {
2394         setup_object_debug(s, object);
2395         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
2396         if (unlikely(s->ctor)) {
2397                 kasan_unpoison_new_object(s, object);
2398                 s->ctor(object);
2399                 kasan_poison_new_object(s, object);
2400         }
2401         return object;
2402 }
2403
2404 /*
2405  * Slab allocation and freeing
2406  */
2407 static inline struct slab *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
2408                 struct kmem_cache_order_objects oo)
2409 {
2410         struct folio *folio;
2411         struct slab *slab;
2412         unsigned int order = oo_order(oo);
2413
2414         if (node == NUMA_NO_NODE)
2415                 folio = (struct folio *)alloc_pages(flags, order);
2416         else
2417                 folio = (struct folio *)__alloc_pages_node(node, flags, order);
2418
2419         if (!folio)
2420                 return NULL;
2421
2422         slab = folio_slab(folio);
2423         __folio_set_slab(folio);
2424         /* Make the flag visible before any changes to folio->mapping */
2425         smp_wmb();
2426         if (folio_is_pfmemalloc(folio))
2427                 slab_set_pfmemalloc(slab);
2428
2429         return slab;
2430 }
2431
2432 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
2433 /* Pre-initialize the random sequence cache */
2434 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
2435 {
2436         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
2437         int err;
2438
2439         /* Bailout if already initialised */
2440         if (s->random_seq)
2441                 return 0;
2442
2443         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
2444         if (err) {
2445                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
2446                         s->name);
2447                 return err;
2448         }
2449
2450         /* Transform to an offset on the set of pages */
2451         if (s->random_seq) {
2452                 unsigned int i;
2453
2454                 for (i = 0; i < count; i++)
2455                         s->random_seq[i] *= s->size;
2456         }
2457         return 0;
2458 }
2459
2460 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
2461 static void __init init_freelist_randomization(void)
2462 {
2463         struct kmem_cache *s;
2464
2465         mutex_lock(&slab_mutex);
2466
2467         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2468                 init_cache_random_seq(s);
2469
2470         mutex_unlock(&slab_mutex);
2471 }
2472
2473 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
2474 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s,
2475                                 unsigned long *pos, void *start,
2476                                 unsigned long page_limit,
2477                                 unsigned long freelist_count)
2478 {
2479         unsigned int idx;
2480
2481         /*
2482          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
2483          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
2484          */
2485         do {
2486                 idx = s->random_seq[*pos];
2487                 *pos += 1;
2488                 if (*pos >= freelist_count)
2489                         *pos = 0;
2490         } while (unlikely(idx >= page_limit));
2491
2492         return (char *)start + idx;
2493 }
2494
2495 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
2496 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2497 {
2498         void *start;
2499         void *cur;
2500         void *next;
2501         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
2502
2503         if (slab->objects < 2 || !s->random_seq)
2504                 return false;
2505
2506         freelist_count = oo_objects(s->oo);
2507         pos = get_random_u32_below(freelist_count);
2508
2509         page_limit = slab->objects * s->size;
2510         start = fixup_red_left(s, slab_address(slab));
2511
2512         /* First entry is used as the base of the freelist */
2513         cur = next_freelist_entry(s, &pos, start, page_limit, freelist_count);
2514         cur = setup_object(s, cur);
2515         slab->freelist = cur;
2516
2517         for (idx = 1; idx < slab->objects; idx++) {
2518                 next = next_freelist_entry(s, &pos, start, page_limit,
2519                         freelist_count);
2520                 next = setup_object(s, next);
2521                 set_freepointer(s, cur, next);
2522                 cur = next;
2523         }
2524         set_freepointer(s, cur, NULL);
2525
2526         return true;
2527 }
2528 #else
2529 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
2530 {
2531         return 0;
2532 }
2533 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
2534 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2535 {
2536         return false;
2537 }
2538 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
2539
2540 static __always_inline void account_slab(struct slab *slab, int order,
2541                                          struct kmem_cache *s, gfp_t gfp)
2542 {
2543         if (memcg_kmem_online() && (s->flags & SLAB_ACCOUNT))
2544                 alloc_slab_obj_exts(slab, s, gfp, true);
2545
2546         mod_node_page_state(slab_pgdat(slab), cache_vmstat_idx(s),
2547                             PAGE_SIZE << order);
2548 }
2549
2550 static __always_inline void unaccount_slab(struct slab *slab, int order,
2551                                            struct kmem_cache *s)
2552 {
2553         if (memcg_kmem_online() || need_slab_obj_ext())
2554                 free_slab_obj_exts(slab);
2555
2556         mod_node_page_state(slab_pgdat(slab), cache_vmstat_idx(s),
2557                             -(PAGE_SIZE << order));
2558 }
2559
2560 static struct slab *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
2561 {
2562         struct slab *slab;
2563         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
2564         gfp_t alloc_gfp;
2565         void *start, *p, *next;
2566         int idx;
2567         bool shuffle;
2568
2569         flags &= gfp_allowed_mask;
2570
2571         flags |= s->allocflags;
2572
2573         /*
2574          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
2575          * so we fall-back to the minimum order allocation.
2576          */
2577         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
2578         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
2579                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~__GFP_RECLAIM;
2580
2581         slab = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
2582         if (unlikely(!slab)) {
2583                 oo = s->min;
2584                 alloc_gfp = flags;
2585                 /*
2586                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
2587                  * Try a lower order alloc if possible
2588                  */
2589                 slab = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
2590                 if (unlikely(!slab))
2591                         return NULL;
2592                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
2593         }
2594
2595         slab->objects = oo_objects(oo);
2596         slab->inuse = 0;
2597         slab->frozen = 0;
2598
2599         account_slab(slab, oo_order(oo), s, flags);
2600
2601         slab->slab_cache = s;
2602
2603         kasan_poison_slab(slab);
2604
2605         start = slab_address(slab);
2606
2607         setup_slab_debug(s, slab, start);
2608
2609         shuffle = shuffle_freelist(s, slab);
2610
2611         if (!shuffle) {
2612                 start = fixup_red_left(s, start);
2613                 start = setup_object(s, start);
2614                 slab->freelist = start;
2615                 for (idx = 0, p = start; idx < slab->objects - 1; idx++) {
2616                         next = p + s->size;
2617                         next = setup_object(s, next);
2618                         set_freepointer(s, p, next);
2619                         p = next;
2620                 }
2621                 set_freepointer(s, p, NULL);
2622         }
2623
2624         return slab;
2625 }
2626
2627 static struct slab *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
2628 {
2629         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
2630                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
2631
2632         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2633
2634         return allocate_slab(s,
2635                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
2636 }
2637
2638 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2639 {
2640         struct folio *folio = slab_folio(slab);
2641         int order = folio_order(folio);
2642         int pages = 1 << order;
2643
2644         __slab_clear_pfmemalloc(slab);
2645         folio->mapping = NULL;
2646         /* Make the mapping reset visible before clearing the flag */
2647         smp_wmb();
2648         __folio_clear_slab(folio);
2649         mm_account_reclaimed_pages(pages);
2650         unaccount_slab(slab, order, s);
2651         __free_pages(&folio->page, order);
2652 }
2653
2654 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
2655 {
2656         struct slab *slab = container_of(h, struct slab, rcu_head);
2657
2658         __free_slab(slab->slab_cache, slab);
2659 }
2660
2661 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2662 {
2663         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
2664                 void *p;
2665
2666                 slab_pad_check(s, slab);
2667                 for_each_object(p, s, slab_address(slab), slab->objects)
2668                         check_object(s, slab, p, SLUB_RED_INACTIVE);
2669         }
2670
2671         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
2672                 call_rcu(&slab->rcu_head, rcu_free_slab);
2673         else
2674                 __free_slab(s, slab);
2675 }
2676
2677 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2678 {
2679         dec_slabs_node(s, slab_nid(slab), slab->objects);
2680         free_slab(s, slab);
2681 }
2682
2683 /*
2684  * SLUB reuses PG_workingset bit to keep track of whether it's on
2685  * the per-node partial list.
2686  */
2687 static inline bool slab_test_node_partial(const struct slab *slab)
2688 {
2689         return folio_test_workingset(slab_folio(slab));
2690 }
2691
2692 static inline void slab_set_node_partial(struct slab *slab)
2693 {
2694         set_bit(PG_workingset, folio_flags(slab_folio(slab), 0));
2695 }
2696
2697 static inline void slab_clear_node_partial(struct slab *slab)
2698 {
2699         clear_bit(PG_workingset, folio_flags(slab_folio(slab), 0));
2700 }
2701
2702 /*
2703  * Management of partially allocated slabs.
2704  */
2705 static inline void
2706 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab, int tail)
2707 {
2708         n->nr_partial++;
2709         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
2710                 list_add_tail(&slab->slab_list, &n->partial);
2711         else
2712                 list_add(&slab->slab_list, &n->partial);
2713         slab_set_node_partial(slab);
2714 }
2715
2716 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
2717                                 struct slab *slab, int tail)
2718 {
2719         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2720         __add_partial(n, slab, tail);
2721 }
2722
2723 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
2724                                         struct slab *slab)
2725 {
2726         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2727         list_del(&slab->slab_list);
2728         slab_clear_node_partial(slab);
2729         n->nr_partial--;
2730 }
2731
2732 /*
2733  * Called only for kmem_cache_debug() caches instead of remove_partial(), with a
2734  * slab from the n->partial list. Remove only a single object from the slab, do
2735  * the alloc_debug_processing() checks and leave the slab on the list, or move
2736  * it to full list if it was the last free object.
2737  */
2738 static void *alloc_single_from_partial(struct kmem_cache *s,
2739                 struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab, int orig_size)
2740 {
2741         void *object;
2742
2743         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2744
2745         object = slab->freelist;
2746         slab->freelist = get_freepointer(s, object);
2747         slab->inuse++;
2748
2749         if (!alloc_debug_processing(s, slab, object, orig_size)) {
2750                 remove_partial(n, slab);
2751                 return NULL;
2752         }
2753
2754         if (slab->inuse == slab->objects) {
2755                 remove_partial(n, slab);
2756                 add_full(s, n, slab);
2757         }
2758
2759         return object;
2760 }
2761
2762 /*
2763  * Called only for kmem_cache_debug() caches to allocate from a freshly
2764  * allocated slab. Allocate a single object instead of whole freelist
2765  * and put the slab to the partial (or full) list.
2766  */
2767 static void *alloc_single_from_new_slab(struct kmem_cache *s,
2768                                         struct slab *slab, int orig_size)
2769 {
2770         int nid = slab_nid(slab);
2771         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, nid);
2772         unsigned long flags;
2773         void *object;
2774
2775
2776         object = slab->freelist;
2777         slab->freelist = get_freepointer(s, object);
2778         slab->inuse = 1;
2779
2780         if (!alloc_debug_processing(s, slab, object, orig_size))
2781                 /*
2782                  * It's not really expected that this would fail on a
2783                  * freshly allocated slab, but a concurrent memory
2784                  * corruption in theory could cause that.
2785                  */
2786                 return NULL;
2787
2788         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2789
2790         if (slab->inuse == slab->objects)
2791                 add_full(s, n, slab);
2792         else
2793                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2794
2795         inc_slabs_node(s, nid, slab->objects);
2796         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2797
2798         return object;
2799 }
2800
2801 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2802 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, int drain);
2803 #else
2804 static inline void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2805                                    int drain) { }
2806 #endif
2807 static inline bool pfmemalloc_match(struct slab *slab, gfp_t gfpflags);
2808
2809 /*
2810  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
2811  */
2812 static struct slab *get_partial_node(struct kmem_cache *s,
2813                                      struct kmem_cache_node *n,
2814                                      struct partial_context *pc)
2815 {
2816         struct slab *slab, *slab2, *partial = NULL;
2817         unsigned long flags;
2818         unsigned int partial_slabs = 0;
2819
2820         /*
2821          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
2822          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
2823          * partial slab and there is none available then get_partial()
2824          * will return NULL.
2825          */
2826         if (!n || !n->nr_partial)
2827                 return NULL;
2828
2829         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2830         list_for_each_entry_safe(slab, slab2, &n->partial, slab_list) {
2831                 if (!pfmemalloc_match(slab, pc->flags))
2832                         continue;
2833
2834                 if (IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) || kmem_cache_debug(s)) {
2835                         void *object = alloc_single_from_partial(s, n, slab,
2836                                                         pc->orig_size);
2837                         if (object) {
2838                                 partial = slab;
2839                                 pc->object = object;
2840                                 break;
2841                         }
2842                         continue;
2843                 }
2844
2845                 remove_partial(n, slab);
2846
2847                 if (!partial) {
2848                         partial = slab;
2849                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
2850
2851                         if ((slub_get_cpu_partial(s) == 0)) {
2852                                 break;
2853                         }
2854                 } else {
2855                         put_cpu_partial(s, slab, 0);
2856                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
2857
2858                         if (++partial_slabs > slub_get_cpu_partial(s) / 2) {
2859                                 break;
2860                         }
2861                 }
2862         }
2863         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2864         return partial;
2865 }
2866
2867 /*
2868  * Get a slab from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2869  */
2870 static struct slab *get_any_partial(struct kmem_cache *s,
2871                                     struct partial_context *pc)
2872 {
2873 #ifdef CONFIG_NUMA
2874         struct zonelist *zonelist;
2875         struct zoneref *z;
2876         struct zone *zone;
2877         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(pc->flags);
2878         struct slab *slab;
2879         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2880
2881         /*
2882          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2883          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2884          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2885          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2886          *
2887          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2888          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2889          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2890          * from other nodes and filled up.
2891          *
2892          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2893          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2894          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2895          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2896          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2897          * with available objects.
2898          */
2899         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2900                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2901                 return NULL;
2902
2903         do {
2904                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2905                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), pc->flags);
2906                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2907                         struct kmem_cache_node *n;
2908
2909                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2910
2911                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, pc->flags) &&
2912                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2913                                 slab = get_partial_node(s, n, pc);
2914                                 if (slab) {
2915                                         /*
2916                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2917                                          * here - if mems_allowed was updated in
2918                                          * parallel, that was a harmless race
2919                                          * between allocation and the cpuset
2920                                          * update
2921                                          */
2922                                         return slab;
2923                                 }
2924                         }
2925                 }
2926         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2927 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2928         return NULL;
2929 }
2930
2931 /*
2932  * Get a partial slab, lock it and return it.
2933  */
2934 static struct slab *get_partial(struct kmem_cache *s, int node,
2935                                 struct partial_context *pc)
2936 {
2937         struct slab *slab;
2938         int searchnode = node;
2939
2940         if (node == NUMA_NO_NODE)
2941                 searchnode = numa_mem_id();
2942
2943         slab = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), pc);
2944         if (slab || (node != NUMA_NO_NODE && (pc->flags & __GFP_THISNODE)))
2945                 return slab;
2946
2947         return get_any_partial(s, pc);
2948 }
2949
2950 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
2951
2952 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2953 /*
2954  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2955  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2956  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2957  */
2958 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2959 #else
2960 /*
2961  * No preemption supported therefore also no need to check for
2962  * different cpus.
2963  */
2964 #define TID_STEP 1
2965 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
2966
2967 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2968 {
2969         return tid + TID_STEP;
2970 }
2971
2972 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2973 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2974 {
2975         return tid % TID_STEP;
2976 }
2977
2978 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2979 {
2980         return tid / TID_STEP;
2981 }
2982 #endif
2983
2984 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2985 {
2986         return cpu;
2987 }
2988
2989 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2990                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2991 {
2992 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2993         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2994
2995         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2996
2997 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2998         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2999                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
3000                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
3001         else
3002 #endif
3003         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
3004                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
3005                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
3006         else
3007                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
3008                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
3009 #endif
3010         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
3011 }
3012
3013 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3014 {
3015         int cpu;
3016         struct kmem_cache_cpu *c;
3017
3018         for_each_possible_cpu(cpu) {
3019                 c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
3020                 local_lock_init(&c->lock);
3021                 c->tid = init_tid(cpu);
3022         }
3023 }
3024
3025 /*
3026  * Finishes removing the cpu slab. Merges cpu's freelist with slab's freelist,
3027  * unfreezes the slabs and puts it on the proper list.
3028  * Assumes the slab has been already safely taken away from kmem_cache_cpu
3029  * by the caller.
3030  */
3031 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
3032                             void *freelist)
3033 {
3034         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, slab_nid(slab));
3035         int free_delta = 0;
3036         void *nextfree, *freelist_iter, *freelist_tail;
3037         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
3038         unsigned long flags = 0;
3039         struct slab new;
3040         struct slab old;
3041
3042         if (READ_ONCE(slab->freelist)) {
3043                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
3044                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
3045         }
3046
3047         /*
3048          * Stage one: Count the objects on cpu's freelist as free_delta and
3049          * remember the last object in freelist_tail for later splicing.
3050          */
3051         freelist_tail = NULL;
3052         freelist_iter = freelist;
3053         while (freelist_iter) {
3054                 nextfree = get_freepointer(s, freelist_iter);
3055
3056                 /*
3057                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
3058                  * 'freelist_iter' is already corrupted.  So isolate all objects
3059                  * starting at 'freelist_iter' by skipping them.
3060                  */
3061                 if (freelist_corrupted(s, slab, &freelist_iter, nextfree))
3062                         break;
3063
3064                 freelist_tail = freelist_iter;
3065                 free_delta++;
3066
3067                 freelist_iter = nextfree;
3068         }
3069
3070         /*
3071          * Stage two: Unfreeze the slab while splicing the per-cpu
3072          * freelist to the head of slab's freelist.
3073          */
3074         do {
3075                 old.freelist = READ_ONCE(slab->freelist);
3076                 old.counters = READ_ONCE(slab->counters);
3077                 VM_BUG_ON(!old.frozen);
3078
3079                 /* Determine target state of the slab */
3080                 new.counters = old.counters;
3081                 new.frozen = 0;
3082                 if (freelist_tail) {
3083                         new.inuse -= free_delta;
3084                         set_freepointer(s, freelist_tail, old.freelist);
3085                         new.freelist = freelist;
3086                 } else {
3087                         new.freelist = old.freelist;
3088                 }
3089         } while (!slab_update_freelist(s, slab,
3090                 old.freelist, old.counters,
3091                 new.freelist, new.counters,
3092                 "unfreezing slab"));
3093
3094         /*
3095          * Stage three: Manipulate the slab list based on the updated state.
3096          */
3097         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial) {
3098                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
3099                 discard_slab(s, slab);
3100                 stat(s, FREE_SLAB);
3101         } else if (new.freelist) {
3102                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3103                 add_partial(n, slab, tail);
3104                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3105                 stat(s, tail);
3106         } else {
3107                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
3108         }
3109 }
3110
3111 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3112 static void __put_partials(struct kmem_cache *s, struct slab *partial_slab)
3113 {
3114         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
3115         struct slab *slab, *slab_to_discard = NULL;
3116         unsigned long flags = 0;
3117
3118         while (partial_slab) {
3119                 slab = partial_slab;
3120                 partial_slab = slab->next;
3121
3122                 n2 = get_node(s, slab_nid(slab));
3123                 if (n != n2) {
3124                         if (n)
3125                                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3126
3127                         n = n2;
3128                         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3129                 }
3130
3131                 if (unlikely(!slab->inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
3132                         slab->next = slab_to_discard;
3133                         slab_to_discard = slab;
3134                 } else {
3135                         add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
3136                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
3137                 }
3138         }
3139
3140         if (n)
3141                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3142
3143         while (slab_to_discard) {
3144                 slab = slab_to_discard;
3145                 slab_to_discard = slab_to_discard->next;
3146
3147                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
3148                 discard_slab(s, slab);
3149                 stat(s, FREE_SLAB);
3150         }
3151 }
3152
3153 /*
3154  * Put all the cpu partial slabs to the node partial list.
3155  */
3156 static void put_partials(struct kmem_cache *s)
3157 {
3158         struct slab *partial_slab;
3159         unsigned long flags;
3160
3161         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3162         partial_slab = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
3163         this_cpu_write(s->cpu_slab->partial, NULL);
3164         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3165
3166         if (partial_slab)
3167                 __put_partials(s, partial_slab);
3168 }
3169
3170 static void put_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
3171                              struct kmem_cache_cpu *c)
3172 {
3173         struct slab *partial_slab;
3174
3175         partial_slab = slub_percpu_partial(c);
3176         c->partial = NULL;
3177
3178         if (partial_slab)
3179                 __put_partials(s, partial_slab);
3180 }
3181
3182 /*
3183  * Put a slab into a partial slab slot if available.
3184  *
3185  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
3186  * per node partial list.
3187  */
3188 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, int drain)
3189 {
3190         struct slab *oldslab;
3191         struct slab *slab_to_put = NULL;
3192         unsigned long flags;
3193         int slabs = 0;
3194
3195         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3196
3197         oldslab = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
3198
3199         if (oldslab) {
3200                 if (drain && oldslab->slabs >= s->cpu_partial_slabs) {
3201                         /*
3202                          * Partial array is full. Move the existing set to the
3203                          * per node partial list. Postpone the actual unfreezing
3204                          * outside of the critical section.
3205                          */
3206                         slab_to_put = oldslab;
3207                         oldslab = NULL;
3208                 } else {
3209                         slabs = oldslab->slabs;
3210                 }
3211         }
3212
3213         slabs++;
3214
3215         slab->slabs = slabs;
3216         slab->next = oldslab;
3217
3218         this_cpu_write(s->cpu_slab->partial, slab);
3219
3220         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3221
3222         if (slab_to_put) {
3223                 __put_partials(s, slab_to_put);
3224                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
3225         }
3226 }
3227
3228 #else   /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
3229
3230 static inline void put_partials(struct kmem_cache *s) { }
3231 static inline void put_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
3232                                     struct kmem_cache_cpu *c) { }
3233
3234 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
3235
3236 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
3237 {
3238         unsigned long flags;
3239         struct slab *slab;
3240         void *freelist;
3241
3242         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3243
3244         slab = c->slab;
3245         freelist = c->freelist;
3246
3247         c->slab = NULL;
3248         c->freelist = NULL;
3249         c->tid = next_tid(c->tid);
3250
3251         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3252
3253         if (slab) {
3254                 deactivate_slab(s, slab, freelist);
3255                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3256         }
3257 }
3258
3259 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
3260 {
3261         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
3262         void *freelist = c->freelist;
3263         struct slab *slab = c->slab;
3264
3265         c->slab = NULL;
3266         c->freelist = NULL;
3267         c->tid = next_tid(c->tid);
3268
3269         if (slab) {
3270                 deactivate_slab(s, slab, freelist);
3271                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3272         }
3273
3274         put_partials_cpu(s, c);
3275 }
3276
3277 struct slub_flush_work {
3278         struct work_struct work;
3279         struct kmem_cache *s;
3280         bool skip;
3281 };
3282
3283 /*
3284  * Flush cpu slab.
3285  *
3286  * Called from CPU work handler with migration disabled.
3287  */
3288 static void flush_cpu_slab(struct work_struct *w)
3289 {
3290         struct kmem_cache *s;
3291         struct kmem_cache_cpu *c;
3292         struct slub_flush_work *sfw;
3293
3294         sfw = container_of(w, struct slub_flush_work, work);
3295
3296         s = sfw->s;
3297         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3298
3299         if (c->slab)
3300                 flush_slab(s, c);
3301
3302         put_partials(s);
3303 }
3304
3305 static bool has_cpu_slab(int cpu, struct kmem_cache *s)
3306 {
3307         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
3308
3309         return c->slab || slub_percpu_partial(c);
3310 }
3311
3312 static DEFINE_MUTEX(flush_lock);
3313 static DEFINE_PER_CPU(struct slub_flush_work, slub_flush);
3314
3315 static void flush_all_cpus_locked(struct kmem_cache *s)
3316 {
3317         struct slub_flush_work *sfw;
3318         unsigned int cpu;
3319
3320         lockdep_assert_cpus_held();
3321         mutex_lock(&flush_lock);
3322
3323         for_each_online_cpu(cpu) {
3324                 sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
3325                 if (!has_cpu_slab(cpu, s)) {
3326                         sfw->skip = true;
3327                         continue;
3328                 }
3329                 INIT_WORK(&sfw->work, flush_cpu_slab);
3330                 sfw->skip = false;
3331                 sfw->s = s;
3332                 queue_work_on(cpu, flushwq, &sfw->work);
3333         }
3334
3335         for_each_online_cpu(cpu) {
3336                 sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
3337                 if (sfw->skip)
3338                         continue;
3339                 flush_work(&sfw->work);
3340         }
3341
3342         mutex_unlock(&flush_lock);
3343 }
3344
3345 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
3346 {
3347         cpus_read_lock();
3348         flush_all_cpus_locked(s);
3349         cpus_read_unlock();
3350 }
3351
3352 /*
3353  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3354  * necessary.
3355  */
3356 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
3357 {
3358         struct kmem_cache *s;
3359
3360         mutex_lock(&slab_mutex);
3361         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3362                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
3363         mutex_unlock(&slab_mutex);
3364         return 0;
3365 }
3366
3367 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
3368 static inline void flush_all_cpus_locked(struct kmem_cache *s) { }
3369 static inline void flush_all(struct kmem_cache *s) { }
3370 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu) { }
3371 static inline int slub_cpu_dead(unsigned int cpu) { return 0; }
3372 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
3373
3374 /*
3375  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
3376  * locality expectations.
3377  */
3378 static inline int node_match(struct slab *slab, int node)
3379 {
3380 #ifdef CONFIG_NUMA
3381         if (node != NUMA_NO_NODE && slab_nid(slab) != node)
3382                 return 0;
3383 #endif
3384         return 1;
3385 }
3386
3387 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3388 static int count_free(struct slab *slab)
3389 {
3390         return slab->objects - slab->inuse;
3391 }
3392
3393 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
3394 {
3395         return atomic_long_read(&n->total_objects);
3396 }
3397
3398 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
3399 static inline bool free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
3400         struct slab *slab, void *head, void *tail, int *bulk_cnt,
3401         unsigned long addr, depot_stack_handle_t handle)
3402 {
3403         bool checks_ok = false;
3404         void *object = head;
3405         int cnt = 0;
3406
3407         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
3408                 if (!check_slab(s, slab))
3409                         goto out;
3410         }
3411
3412         if (slab->inuse < *bulk_cnt) {
3413                 slab_err(s, slab, "Slab has %d allocated objects but %d are to be freed\n",
3414                          slab->inuse, *bulk_cnt);
3415                 goto out;
3416         }
3417
3418 next_object:
3419
3420         if (++cnt > *bulk_cnt)
3421                 goto out_cnt;
3422
3423         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
3424                 if (!free_consistency_checks(s, slab, object, addr))
3425                         goto out;
3426         }
3427
3428         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3429                 set_track_update(s, object, TRACK_FREE, addr, handle);
3430         trace(s, slab, object, 0);
3431         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
3432         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
3433
3434         /* Reached end of constructed freelist yet? */
3435         if (object != tail) {
3436                 object = get_freepointer(s, object);
3437                 goto next_object;
3438         }
3439         checks_ok = true;
3440
3441 out_cnt:
3442         if (cnt != *bulk_cnt) {
3443                 slab_err(s, slab, "Bulk free expected %d objects but found %d\n",
3444                          *bulk_cnt, cnt);
3445                 *bulk_cnt = cnt;
3446         }
3447
3448 out:
3449
3450         if (!checks_ok)
3451                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
3452
3453         return checks_ok;
3454 }
3455 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
3456
3457 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(SLAB_SUPPORTS_SYSFS)
3458 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
3459                                         int (*get_count)(struct slab *))
3460 {
3461         unsigned long flags;
3462         unsigned long x = 0;
3463         struct slab *slab;
3464
3465         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3466         list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
3467                 x += get_count(slab);
3468         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3469         return x;
3470 }
3471 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || SLAB_SUPPORTS_SYSFS */
3472
3473 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3474 #define MAX_PARTIAL_TO_SCAN 10000
3475
3476 static unsigned long count_partial_free_approx(struct kmem_cache_node *n)
3477 {
3478         unsigned long flags;
3479         unsigned long x = 0;
3480         struct slab *slab;
3481
3482         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3483         if (n->nr_partial <= MAX_PARTIAL_TO_SCAN) {
3484                 list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
3485                         x += slab->objects - slab->inuse;
3486         } else {
3487                 /*
3488                  * For a long list, approximate the total count of objects in
3489                  * it to meet the limit on the number of slabs to scan.
3490                  * Scan from both the list's head and tail for better accuracy.
3491                  */
3492                 unsigned long scanned = 0;
3493
3494                 list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list) {
3495                         x += slab->objects - slab->inuse;
3496                         if (++scanned == MAX_PARTIAL_TO_SCAN / 2)
3497                                 break;
3498                 }
3499                 list_for_each_entry_reverse(slab, &n->partial, slab_list) {
3500                         x += slab->objects - slab->inuse;
3501                         if (++scanned == MAX_PARTIAL_TO_SCAN)
3502                                 break;
3503                 }
3504                 x = mult_frac(x, n->nr_partial, scanned);
3505                 x = min(x, node_nr_objs(n));
3506         }
3507         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3508         return x;
3509 }
3510
3511 static noinline void
3512 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
3513 {
3514         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
3515                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
3516         int cpu = raw_smp_processor_id();
3517         int node;
3518         struct kmem_cache_node *n;
3519
3520         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
3521                 return;
3522
3523         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on CPU %u (of node %d) on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
3524                 cpu, cpu_to_node(cpu), nid, gfpflags, &gfpflags);
3525         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
3526                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
3527                 oo_order(s->min));
3528
3529         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
3530                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slab_debug=O to disable.\n",
3531                         s->name);
3532
3533         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3534                 unsigned long nr_slabs;
3535                 unsigned long nr_objs;
3536                 unsigned long nr_free;
3537
3538                 nr_free  = count_partial_free_approx(n);
3539                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
3540                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
3541
3542                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
3543                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
3544         }
3545 }
3546 #else /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
3547 static inline void
3548 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid) { }
3549 #endif
3550
3551 static inline bool pfmemalloc_match(struct slab *slab, gfp_t gfpflags)
3552 {
3553         if (unlikely(slab_test_pfmemalloc(slab)))
3554                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
3555
3556         return true;
3557 }
3558
3559 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
3560 static inline bool
3561 __update_cpu_freelist_fast(struct kmem_cache *s,
3562                            void *freelist_old, void *freelist_new,
3563                            unsigned long tid)
3564 {
3565         freelist_aba_t old = { .freelist = freelist_old, .counter = tid };
3566         freelist_aba_t new = { .freelist = freelist_new, .counter = next_tid(tid) };
3567
3568         return this_cpu_try_cmpxchg_freelist(s->cpu_slab->freelist_tid.full,
3569                                              &old.full, new.full);
3570 }
3571
3572 /*
3573  * Check the slab->freelist and either transfer the freelist to the
3574  * per cpu freelist or deactivate the slab.
3575  *
3576  * The slab is still frozen if the return value is not NULL.
3577  *
3578  * If this function returns NULL then the slab has been unfrozen.
3579  */
3580 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
3581 {
3582         struct slab new;
3583         unsigned long counters;
3584         void *freelist;
3585
3586         lockdep_assert_held(this_cpu_ptr(&s->cpu_slab->lock));
3587
3588         do {
3589                 freelist = slab->freelist;
3590                 counters = slab->counters;
3591
3592                 new.counters = counters;
3593
3594                 new.inuse = slab->objects;
3595                 new.frozen = freelist != NULL;
3596
3597         } while (!__slab_update_freelist(s, slab,
3598                 freelist, counters,
3599                 NULL, new.counters,
3600                 "get_freelist"));
3601
3602         return freelist;
3603 }
3604
3605 /*
3606  * Freeze the partial slab and return the pointer to the freelist.
3607  */
3608 static inline void *freeze_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
3609 {
3610         struct slab new;
3611         unsigned long counters;
3612         void *freelist;
3613
3614         do {
3615                 freelist = slab->freelist;
3616                 counters = slab->counters;
3617
3618                 new.counters = counters;
3619                 VM_BUG_ON(new.frozen);
3620
3621                 new.inuse = slab->objects;
3622                 new.frozen = 1;
3623
3624         } while (!slab_update_freelist(s, slab,
3625                 freelist, counters,
3626                 NULL, new.counters,
3627                 "freeze_slab"));
3628
3629         return freelist;
3630 }
3631
3632 /*
3633  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
3634  * debugging duties.
3635  *
3636  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
3637  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
3638  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
3639  *
3640  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
3641  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
3642  * rest of the freelist to the lockless freelist.
3643  *
3644  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
3645  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
3646  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
3647  *
3648  * Version of __slab_alloc to use when we know that preemption is
3649  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
3650  */
3651 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
3652                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c, unsigned int orig_size)
3653 {
3654         void *freelist;
3655         struct slab *slab;
3656         unsigned long flags;
3657         struct partial_context pc;
3658         bool try_thisnode = true;
3659
3660         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
3661
3662 reread_slab:
3663
3664         slab = READ_ONCE(c->slab);
3665         if (!slab) {
3666                 /*
3667                  * if the node is not online or has no normal memory, just
3668                  * ignore the node constraint
3669                  */
3670                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
3671                              !node_isset(node, slab_nodes)))
3672                         node = NUMA_NO_NODE;
3673                 goto new_slab;
3674         }
3675
3676         if (unlikely(!node_match(slab, node))) {
3677                 /*
3678                  * same as above but node_match() being false already
3679                  * implies node != NUMA_NO_NODE
3680                  */
3681                 if (!node_isset(node, slab_nodes)) {
3682                         node = NUMA_NO_NODE;
3683                 } else {
3684                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
3685                         goto deactivate_slab;
3686                 }
3687         }
3688
3689         /*
3690          * By rights, we should be searching for a slab page that was
3691          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
3692          * information when the page leaves the per-cpu allocator
3693          */
3694         if (unlikely(!pfmemalloc_match(slab, gfpflags)))
3695                 goto deactivate_slab;
3696
3697         /* must check again c->slab in case we got preempted and it changed */
3698         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3699         if (unlikely(slab != c->slab)) {
3700                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3701                 goto reread_slab;
3702         }
3703         freelist = c->freelist;
3704         if (freelist)
3705                 goto load_freelist;
3706
3707         freelist = get_freelist(s, slab);
3708
3709         if (!freelist) {
3710                 c->slab = NULL;
3711                 c->tid = next_tid(c->tid);
3712                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3713                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
3714                 goto new_slab;
3715         }
3716
3717         stat(s, ALLOC_REFILL);
3718
3719 load_freelist:
3720
3721         lockdep_assert_held(this_cpu_ptr(&s->cpu_slab->lock));
3722
3723         /*
3724          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
3725          * slab is pointing to the slab from which the objects are obtained.
3726          * That slab must be frozen for per cpu allocations to work.
3727          */
3728         VM_BUG_ON(!c->slab->frozen);
3729         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
3730         c->tid = next_tid(c->tid);
3731         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3732         return freelist;
3733
3734 deactivate_slab:
3735
3736         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3737         if (slab != c->slab) {
3738                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3739                 goto reread_slab;
3740         }
3741         freelist = c->freelist;
3742         c->slab = NULL;
3743         c->freelist = NULL;
3744         c->tid = next_tid(c->tid);
3745         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3746         deactivate_slab(s, slab, freelist);
3747
3748 new_slab:
3749
3750 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3751         while (slub_percpu_partial(c)) {
3752                 local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3753                 if (unlikely(c->slab)) {
3754                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3755                         goto reread_slab;
3756                 }
3757                 if (unlikely(!slub_percpu_partial(c))) {
3758                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3759                         /* we were preempted and partial list got empty */
3760                         goto new_objects;
3761                 }
3762
3763                 slab = slub_percpu_partial(c);
3764                 slub_set_percpu_partial(c, slab);
3765
3766                 if (likely(node_match(slab, node) &&
3767                            pfmemalloc_match(slab, gfpflags))) {
3768                         c->slab = slab;
3769                         freelist = get_freelist(s, slab);
3770                         VM_BUG_ON(!freelist);
3771                         stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
3772                         goto load_freelist;
3773                 }
3774
3775                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3776
3777                 slab->next = NULL;
3778                 __put_partials(s, slab);
3779         }
3780 #endif
3781
3782 new_objects:
3783
3784         pc.flags = gfpflags;
3785         /*
3786          * When a preferred node is indicated but no __GFP_THISNODE
3787          *
3788          * 1) try to get a partial slab from target node only by having
3789          *    __GFP_THISNODE in pc.flags for get_partial()
3790          * 2) if 1) failed, try to allocate a new slab from target node with
3791          *    GPF_NOWAIT | __GFP_THISNODE opportunistically
3792          * 3) if 2) failed, retry with original gfpflags which will allow
3793          *    get_partial() try partial lists of other nodes before potentially
3794          *    allocating new page from other nodes
3795          */
3796         if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE && !(gfpflags & __GFP_THISNODE)
3797                      && try_thisnode))
3798                 pc.flags = GFP_NOWAIT | __GFP_THISNODE;
3799
3800         pc.orig_size = orig_size;
3801         slab = get_partial(s, node, &pc);
3802         if (slab) {
3803                 if (kmem_cache_debug(s)) {
3804                         freelist = pc.object;
3805                         /*
3806                          * For debug caches here we had to go through
3807                          * alloc_single_from_partial() so just store the
3808                          * tracking info and return the object.
3809                          */
3810                         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3811                                 set_track(s, freelist, TRACK_ALLOC, addr);
3812
3813                         return freelist;
3814                 }
3815
3816                 freelist = freeze_slab(s, slab);
3817                 goto retry_load_slab;
3818         }
3819
3820         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3821         slab = new_slab(s, pc.flags, node);
3822         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3823
3824         if (unlikely(!slab)) {
3825                 if (node != NUMA_NO_NODE && !(gfpflags & __GFP_THISNODE)
3826                     && try_thisnode) {
3827                         try_thisnode = false;
3828                         goto new_objects;
3829                 }
3830                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
3831                 return NULL;
3832         }
3833
3834         stat(s, ALLOC_SLAB);
3835
3836         if (kmem_cache_debug(s)) {
3837                 freelist = alloc_single_from_new_slab(s, slab, orig_size);
3838
3839                 if (unlikely(!freelist))
3840                         goto new_objects;
3841
3842                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3843                         set_track(s, freelist, TRACK_ALLOC, addr);
3844
3845                 return freelist;
3846         }
3847
3848         /*
3849          * No other reference to the slab yet so we can
3850          * muck around with it freely without cmpxchg
3851          */
3852         freelist = slab->freelist;
3853         slab->freelist = NULL;
3854         slab->inuse = slab->objects;
3855         slab->frozen = 1;
3856
3857         inc_slabs_node(s, slab_nid(slab), slab->objects);
3858
3859         if (unlikely(!pfmemalloc_match(slab, gfpflags))) {
3860                 /*
3861                  * For !pfmemalloc_match() case we don't load freelist so that
3862                  * we don't make further mismatched allocations easier.
3863                  */
3864                 deactivate_slab(s, slab, get_freepointer(s, freelist));
3865                 return freelist;
3866         }
3867
3868 retry_load_slab:
3869
3870         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3871         if (unlikely(c->slab)) {
3872                 void *flush_freelist = c->freelist;
3873                 struct slab *flush_slab = c->slab;
3874
3875                 c->slab = NULL;
3876                 c->freelist = NULL;
3877                 c->tid = next_tid(c->tid);
3878
3879                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3880
3881                 deactivate_slab(s, flush_slab, flush_freelist);
3882
3883                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3884
3885                 goto retry_load_slab;
3886         }
3887         c->slab = slab;
3888
3889         goto load_freelist;
3890 }
3891
3892 /*
3893  * A wrapper for ___slab_alloc() for contexts where preemption is not yet
3894  * disabled. Compensates for possible cpu changes by refetching the per cpu area
3895  * pointer.
3896  */
3897 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
3898                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c, unsigned int orig_size)
3899 {
3900         void *p;
3901
3902 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3903         /*
3904          * We may have been preempted and rescheduled on a different
3905          * cpu before disabling preemption. Need to reload cpu area
3906          * pointer.
3907          */
3908         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3909 #endif
3910
3911         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c, orig_size);
3912 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3913         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3914 #endif
3915         return p;
3916 }
3917
3918 static __always_inline void *__slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
3919                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3920 {
3921         struct kmem_cache_cpu *c;
3922         struct slab *slab;
3923         unsigned long tid;
3924         void *object;
3925
3926 redo:
3927         /*
3928          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
3929          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
3930          * reading from one cpu area. That does not matter as long
3931          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
3932          *
3933          * We must guarantee that tid and kmem_cache_cpu are retrieved on the
3934          * same cpu. We read first the kmem_cache_cpu pointer and use it to read
3935          * the tid. If we are preempted and switched to another cpu between the
3936          * two reads, it's OK as the two are still associated with the same cpu
3937          * and cmpxchg later will validate the cpu.
3938          */
3939         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3940         tid = READ_ONCE(c->tid);
3941
3942         /*
3943          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
3944          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
3945          * on c to guarantee that object and slab associated with previous tid
3946          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
3947          * slab could be one associated with next tid and our alloc/free
3948          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
3949          */
3950         barrier();
3951
3952         /*
3953          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
3954          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
3955          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
3956          * linked list in between.
3957          */
3958
3959         object = c->freelist;
3960         slab = c->slab;
3961
3962         if (!USE_LOCKLESS_FAST_PATH() ||
3963             unlikely(!object || !slab || !node_match(slab, node))) {
3964                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c, orig_size);
3965         } else {
3966                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
3967
3968                 /*
3969                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
3970                  * operation and if we are on the right processor.
3971                  *
3972                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
3973                  * semantics!)
3974                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
3975                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
3976                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
3977                  *
3978                  * Since this is without lock semantics the protection is only
3979                  * against code executing on this cpu *not* from access by
3980                  * other cpus.
3981                  */
3982                 if (unlikely(!__update_cpu_freelist_fast(s, object, next_object, tid))) {
3983                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
3984                         goto redo;
3985                 }
3986                 prefetch_freepointer(s, next_object);
3987                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
3988         }
3989
3990         return object;
3991 }
3992 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
3993 static void *__slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
3994                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3995 {
3996         struct partial_context pc;
3997         struct slab *slab;
3998         void *object;
3999
4000         pc.flags = gfpflags;
4001         pc.orig_size = orig_size;
4002         slab = get_partial(s, node, &pc);
4003
4004         if (slab)
4005                 return pc.object;
4006
4007         slab = new_slab(s, gfpflags, node);
4008         if (unlikely(!slab)) {
4009                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
4010                 return NULL;
4011         }
4012
4013         object = alloc_single_from_new_slab(s, slab, orig_size);
4014
4015         return object;
4016 }
4017 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4018
4019 /*
4020  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
4021  * zeroing out freelist pointer.
4022  */
4023 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
4024                                                    void *obj)
4025 {
4026         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj &&
4027             !freeptr_outside_object(s))
4028                 memset((void *)((char *)kasan_reset_tag(obj) + s->offset),
4029                         0, sizeof(void *));
4030 }
4031
4032 static __fastpath_inline
4033 struct kmem_cache *slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
4034 {
4035         flags &= gfp_allowed_mask;
4036
4037         might_alloc(flags);
4038
4039         if (unlikely(should_failslab(s, flags)))
4040                 return NULL;
4041
4042         return s;
4043 }
4044
4045 static __fastpath_inline
4046 bool slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
4047                           gfp_t flags, size_t size, void **p, bool init,
4048                           unsigned int orig_size)
4049 {
4050         unsigned int zero_size = s->object_size;
4051         bool kasan_init = init;
4052         size_t i;
4053         gfp_t init_flags = flags & gfp_allowed_mask;
4054
4055         /*
4056          * For kmalloc object, the allocated memory size(object_size) is likely
4057          * larger than the requested size(orig_size). If redzone check is
4058          * enabled for the extra space, don't zero it, as it will be redzoned
4059          * soon. The redzone operation for this extra space could be seen as a
4060          * replacement of current poisoning under certain debug option, and
4061          * won't break other sanity checks.
4062          */
4063         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER | SLAB_RED_ZONE) &&
4064             (s->flags & SLAB_KMALLOC))
4065                 zero_size = orig_size;
4066
4067         /*
4068          * When slab_debug is enabled, avoid memory initialization integrated
4069          * into KASAN and instead zero out the memory via the memset below with
4070          * the proper size. Otherwise, KASAN might overwrite SLUB redzones and
4071          * cause false-positive reports. This does not lead to a performance
4072          * penalty on production builds, as slab_debug is not intended to be
4073          * enabled there.
4074          */
4075         if (__slub_debug_enabled())
4076                 kasan_init = false;
4077
4078         /*
4079          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
4080          * kasan_slab_alloc and initialization memset must be
4081          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
4082          *
4083          * As p[i] might get tagged, memset and kmemleak hook come after KASAN.
4084          */
4085         for (i = 0; i < size; i++) {
4086                 p[i] = kasan_slab_alloc(s, p[i], init_flags, kasan_init);
4087                 if (p[i] && init && (!kasan_init ||
4088                                      !kasan_has_integrated_init()))
4089                         memset(p[i], 0, zero_size);
4090                 kmemleak_alloc_recursive(p[i], s->object_size, 1,
4091                                          s->flags, init_flags);
4092                 kmsan_slab_alloc(s, p[i], init_flags);
4093                 alloc_tagging_slab_alloc_hook(s, p[i], flags);
4094         }
4095
4096         return memcg_slab_post_alloc_hook(s, lru, flags, size, p);
4097 }
4098
4099 /*
4100  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
4101  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
4102  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
4103  *
4104  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
4105  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
4106  *
4107  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
4108  */
4109 static __fastpath_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
4110                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
4111 {
4112         void *object;
4113         bool init = false;
4114
4115         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
4116         if (unlikely(!s))
4117                 return NULL;
4118
4119         object = kfence_alloc(s, orig_size, gfpflags);
4120         if (unlikely(object))
4121                 goto out;
4122
4123         object = __slab_alloc_node(s, gfpflags, node, addr, orig_size);
4124
4125         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
4126         init = slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s);
4127
4128 out:
4129         /*
4130          * When init equals 'true', like for kzalloc() family, only
4131          * @orig_size bytes might be zeroed instead of s->object_size
4132          * In case this fails due to memcg_slab_post_alloc_hook(),
4133          * object is set to NULL
4134          */
4135         slab_post_alloc_hook(s, lru, gfpflags, 1, &object, init, orig_size);
4136
4137         return object;
4138 }
4139
4140 void *kmem_cache_alloc_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
4141 {
4142         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_,
4143                                     s->object_size);
4144
4145         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
4146
4147         return ret;
4148 }
4149 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_noprof);
4150
4151 void *kmem_cache_alloc_lru_noprof(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
4152                            gfp_t gfpflags)
4153 {
4154         void *ret = slab_alloc_node(s, lru, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_,
4155                                     s->object_size);
4156
4157         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
4158
4159         return ret;
4160 }
4161 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_lru_noprof);
4162
4163 bool kmem_cache_charge(void *objp, gfp_t gfpflags)
4164 {
4165         if (!memcg_kmem_online())
4166                 return true;
4167
4168         return memcg_slab_post_charge(objp, gfpflags);
4169 }
4170 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_charge);
4171
4172 /**
4173  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
4174  * @s: The cache to allocate from.
4175  * @gfpflags: See kmalloc().
4176  * @node: node number of the target node.
4177  *
4178  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
4179  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
4180  *
4181  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
4182  *
4183  * Return: pointer to the new object or %NULL in case of error
4184  */
4185 void *kmem_cache_alloc_node_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
4186 {
4187         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, _RET_IP_, s->object_size);
4188
4189         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, node);
4190
4191         return ret;
4192 }
4193 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_noprof);
4194
4195 /*
4196  * To avoid unnecessary overhead, we pass through large allocation requests
4197  * directly to the page allocator. We use __GFP_COMP, because we will need to
4198  * know the allocation order to free the pages properly in kfree.
4199  */
4200 static void *___kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4201 {
4202         struct folio *folio;
4203         void *ptr = NULL;
4204         unsigned int order = get_order(size);
4205
4206         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
4207                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
4208
4209         flags |= __GFP_COMP;
4210         folio = (struct folio *)alloc_pages_node_noprof(node, flags, order);
4211         if (folio) {
4212                 ptr = folio_address(folio);
4213                 lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4214                                       PAGE_SIZE << order);
4215         }
4216
4217         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
4218         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
4219         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
4220         kmsan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
4221
4222         return ptr;
4223 }
4224
4225 void *__kmalloc_large_noprof(size_t size, gfp_t flags)
4226 {
4227         void *ret = ___kmalloc_large_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
4228
4229         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4230                       flags, NUMA_NO_NODE);
4231         return ret;
4232 }
4233 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_large_noprof);
4234
4235 void *__kmalloc_large_node_noprof(size_t size, gfp_t flags, int node)
4236 {
4237         void *ret = ___kmalloc_large_node(size, flags, node);
4238
4239         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4240                       flags, node);
4241         return ret;
4242 }
4243 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_large_node_noprof);
4244
4245 static __always_inline
4246 void *__do_kmalloc_node(size_t size, kmem_buckets *b, gfp_t flags, int node,
4247                         unsigned long caller)
4248 {
4249         struct kmem_cache *s;
4250         void *ret;
4251
4252         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4253                 ret = __kmalloc_large_node_noprof(size, flags, node);
4254                 trace_kmalloc(caller, ret, size,
4255                               PAGE_SIZE << get_order(size), flags, node);
4256                 return ret;
4257         }
4258
4259         if (unlikely(!size))
4260                 return ZERO_SIZE_PTR;
4261
4262         s = kmalloc_slab(size, b, flags, caller);
4263
4264         ret = slab_alloc_node(s, NULL, flags, node, caller, size);
4265         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4266         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, flags, node);
4267         return ret;
4268 }
4269 void *__kmalloc_node_noprof(DECL_BUCKET_PARAMS(size, b), gfp_t flags, int node)
4270 {
4271         return __do_kmalloc_node(size, PASS_BUCKET_PARAM(b), flags, node, _RET_IP_);
4272 }
4273 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_noprof);
4274
4275 void *__kmalloc_noprof(size_t size, gfp_t flags)
4276 {
4277         return __do_kmalloc_node(size, NULL, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
4278 }
4279 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_noprof);
4280
4281 void *__kmalloc_node_track_caller_noprof(DECL_BUCKET_PARAMS(size, b), gfp_t flags,
4282                                          int node, unsigned long caller)
4283 {
4284         return __do_kmalloc_node(size, PASS_BUCKET_PARAM(b), flags, node, caller);
4285
4286 }
4287 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller_noprof);
4288
4289 void *__kmalloc_cache_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
4290 {
4291         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, NUMA_NO_NODE,
4292                                             _RET_IP_, size);
4293
4294         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
4295
4296         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
4297         return ret;
4298 }
4299 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_cache_noprof);
4300
4301 void *__kmalloc_cache_node_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
4302                                   int node, size_t size)
4303 {
4304         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, _RET_IP_, size);
4305
4306         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4307
4308         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
4309         return ret;
4310 }
4311 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_cache_node_noprof);
4312
4313 static noinline void free_to_partial_list(
4314         struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
4315         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
4316         unsigned long addr)
4317 {
4318         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, slab_nid(slab));
4319         struct slab *slab_free = NULL;
4320         int cnt = bulk_cnt;
4321         unsigned long flags;
4322         depot_stack_handle_t handle = 0;
4323
4324         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
4325                 handle = set_track_prepare();
4326
4327         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4328
4329         if (free_debug_processing(s, slab, head, tail, &cnt, addr, handle)) {
4330                 void *prior = slab->freelist;
4331
4332                 /* Perform the actual freeing while we still hold the locks */
4333                 slab->inuse -= cnt;
4334                 set_freepointer(s, tail, prior);
4335                 slab->freelist = head;
4336
4337                 /*
4338                  * If the slab is empty, and node's partial list is full,
4339                  * it should be discarded anyway no matter it's on full or
4340                  * partial list.
4341                  */
4342                 if (slab->inuse == 0 && n->nr_partial >= s->min_partial)
4343                         slab_free = slab;
4344
4345                 if (!prior) {
4346                         /* was on full list */
4347                         remove_full(s, n, slab);
4348                         if (!slab_free) {
4349                                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
4350                                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
4351                         }
4352                 } else if (slab_free) {
4353                         remove_partial(n, slab);
4354                         stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
4355                 }
4356         }
4357
4358         if (slab_free) {
4359                 /*
4360                  * Update the counters while still holding n->list_lock to
4361                  * prevent spurious validation warnings
4362                  */
4363                 dec_slabs_node(s, slab_nid(slab_free), slab_free->objects);
4364         }
4365
4366         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4367
4368         if (slab_free) {
4369                 stat(s, FREE_SLAB);
4370                 free_slab(s, slab_free);
4371         }
4372 }
4373
4374 /*
4375  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
4376  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
4377  *
4378  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
4379  * lock and free the item. If there is no additional partial slab
4380  * handling required then we can return immediately.
4381  */
4382 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
4383                         void *head, void *tail, int cnt,
4384                         unsigned long addr)
4385
4386 {
4387         void *prior;
4388         int was_frozen;
4389         struct slab new;
4390         unsigned long counters;
4391         struct kmem_cache_node *n = NULL;
4392         unsigned long flags;
4393         bool on_node_partial;
4394
4395         stat(s, FREE_SLOWPATH);
4396
4397         if (IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) || kmem_cache_debug(s)) {
4398                 free_to_partial_list(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4399                 return;
4400         }
4401
4402         do {
4403                 if (unlikely(n)) {
4404                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4405                         n = NULL;
4406                 }
4407                 prior = slab->freelist;
4408                 counters = slab->counters;
4409                 set_freepointer(s, tail, prior);
4410                 new.counters = counters;
4411                 was_frozen = new.frozen;
4412                 new.inuse -= cnt;
4413                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
4414                         /* Needs to be taken off a list */
4415                         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) || prior) {
4416
4417                                 n = get_node(s, slab_nid(slab));
4418                                 /*
4419                                  * Speculatively acquire the list_lock.
4420                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
4421                                  * drop the list_lock without any processing.
4422                                  *
4423                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
4424                                  * other processors updating the list of slabs.
4425                                  */
4426                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4427
4428                                 on_node_partial = slab_test_node_partial(slab);
4429                         }
4430                 }
4431
4432         } while (!slab_update_freelist(s, slab,
4433                 prior, counters,
4434                 head, new.counters,
4435                 "__slab_free"));
4436
4437         if (likely(!n)) {
4438
4439                 if (likely(was_frozen)) {
4440                         /*
4441                          * The list lock was not taken therefore no list
4442                          * activity can be necessary.
4443                          */
4444                         stat(s, FREE_FROZEN);
4445                 } else if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
4446                         /*
4447                          * If we started with a full slab then put it onto the
4448                          * per cpu partial list.
4449                          */
4450                         put_cpu_partial(s, slab, 1);
4451                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
4452                 }
4453
4454                 return;
4455         }
4456
4457         /*
4458          * This slab was partially empty but not on the per-node partial list,
4459          * in which case we shouldn't manipulate its list, just return.
4460          */
4461         if (prior && !on_node_partial) {
4462                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4463                 return;
4464         }
4465
4466         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
4467                 goto slab_empty;
4468
4469         /*
4470          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
4471          * then add it.
4472          */
4473         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
4474                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
4475                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
4476         }
4477         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4478         return;
4479
4480 slab_empty:
4481         if (prior) {
4482                 /*
4483                  * Slab on the partial list.
4484                  */
4485                 remove_partial(n, slab);
4486                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
4487         }
4488
4489         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4490         stat(s, FREE_SLAB);
4491         discard_slab(s, slab);
4492 }
4493
4494 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4495 /*
4496  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
4497  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
4498  *
4499  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
4500  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
4501  * the item before.
4502  *
4503  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
4504  * with all sorts of special processing.
4505  *
4506  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
4507  * same slab) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
4508  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
4509  */
4510 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
4511                                 struct slab *slab, void *head, void *tail,
4512                                 int cnt, unsigned long addr)
4513 {
4514         struct kmem_cache_cpu *c;
4515         unsigned long tid;
4516         void **freelist;
4517
4518 redo:
4519         /*
4520          * Determine the currently cpus per cpu slab.
4521          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
4522          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
4523          * during the cmpxchg then the free will succeed.
4524          */
4525         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4526         tid = READ_ONCE(c->tid);
4527
4528         /* Same with comment on barrier() in __slab_alloc_node() */
4529         barrier();
4530
4531         if (unlikely(slab != c->slab)) {
4532                 __slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4533                 return;
4534         }
4535
4536         if (USE_LOCKLESS_FAST_PATH()) {
4537                 freelist = READ_ONCE(c->freelist);
4538
4539                 set_freepointer(s, tail, freelist);
4540
4541                 if (unlikely(!__update_cpu_freelist_fast(s, freelist, head, tid))) {
4542                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
4543                         goto redo;
4544                 }
4545         } else {
4546                 /* Update the free list under the local lock */
4547                 local_lock(&s->cpu_slab->lock);
4548                 c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4549                 if (unlikely(slab != c->slab)) {
4550                         local_unlock(&s->cpu_slab->lock);
4551                         goto redo;
4552                 }
4553                 tid = c->tid;
4554                 freelist = c->freelist;
4555
4556                 set_freepointer(s, tail, freelist);
4557                 c->freelist = head;
4558                 c->tid = next_tid(tid);
4559
4560                 local_unlock(&s->cpu_slab->lock);
4561         }
4562         stat_add(s, FREE_FASTPATH, cnt);
4563 }
4564 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
4565 static void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
4566                                 struct slab *slab, void *head, void *tail,
4567                                 int cnt, unsigned long addr)
4568 {
4569         __slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4570 }
4571 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4572
4573 static __fastpath_inline
4574 void slab_free(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *object,
4575                unsigned long addr)
4576 {
4577         memcg_slab_free_hook(s, slab, &object, 1);
4578         alloc_tagging_slab_free_hook(s, slab, &object, 1);
4579
4580         if (likely(slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s), false)))
4581                 do_slab_free(s, slab, object, object, 1, addr);
4582 }
4583
4584 #ifdef CONFIG_MEMCG
4585 /* Do not inline the rare memcg charging failed path into the allocation path */
4586 static noinline
4587 void memcg_alloc_abort_single(struct kmem_cache *s, void *object)
4588 {
4589         if (likely(slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s), false)))
4590                 do_slab_free(s, virt_to_slab(object), object, object, 1, _RET_IP_);
4591 }
4592 #endif
4593
4594 static __fastpath_inline
4595 void slab_free_bulk(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *head,
4596                     void *tail, void **p, int cnt, unsigned long addr)
4597 {
4598         memcg_slab_free_hook(s, slab, p, cnt);
4599         alloc_tagging_slab_free_hook(s, slab, p, cnt);
4600         /*
4601          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
4602          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
4603          */
4604         if (likely(slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail, &cnt)))
4605                 do_slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4606 }
4607
4608 #ifdef CONFIG_SLUB_RCU_DEBUG
4609 static void slab_free_after_rcu_debug(struct rcu_head *rcu_head)
4610 {
4611         struct rcu_delayed_free *delayed_free =
4612                         container_of(rcu_head, struct rcu_delayed_free, head);
4613         void *object = delayed_free->object;
4614         struct slab *slab = virt_to_slab(object);
4615         struct kmem_cache *s;
4616
4617         kfree(delayed_free);
4618
4619         if (WARN_ON(is_kfence_address(object)))
4620                 return;
4621
4622         /* find the object and the cache again */
4623         if (WARN_ON(!slab))
4624                 return;
4625         s = slab->slab_cache;
4626         if (WARN_ON(!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)))
4627                 return;
4628
4629         /* resume freeing */
4630         if (slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s), true))
4631                 do_slab_free(s, slab, object, object, 1, _THIS_IP_);
4632 }
4633 #endif /* CONFIG_SLUB_RCU_DEBUG */
4634
4635 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
4636 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
4637 {
4638         do_slab_free(cache, virt_to_slab(x), x, x, 1, addr);
4639 }
4640 #endif
4641
4642 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
4643 {
4644         struct slab *slab;
4645
4646         slab = virt_to_slab(obj);
4647         if (WARN_ONCE(!slab, "%s: Object is not a Slab page!\n", __func__))
4648                 return NULL;
4649         return slab->slab_cache;
4650 }
4651
4652 static inline struct kmem_cache *cache_from_obj(struct kmem_cache *s, void *x)
4653 {
4654         struct kmem_cache *cachep;
4655
4656         if (!IS_ENABLED(CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED) &&
4657             !kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS))
4658                 return s;
4659
4660         cachep = virt_to_cache(x);
4661         if (WARN(cachep && cachep != s,
4662                  "%s: Wrong slab cache. %s but object is from %s\n",
4663                  __func__, s->name, cachep->name))
4664                 print_tracking(cachep, x);
4665         return cachep;
4666 }
4667
4668 /**
4669  * kmem_cache_free - Deallocate an object
4670  * @s: The cache the allocation was from.
4671  * @x: The previously allocated object.
4672  *
4673  * Free an object which was previously allocated from this
4674  * cache.
4675  */
4676 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
4677 {
4678         s = cache_from_obj(s, x);
4679         if (!s)
4680                 return;
4681         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x, s);
4682         slab_free(s, virt_to_slab(x), x, _RET_IP_);
4683 }
4684 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
4685
4686 static void free_large_kmalloc(struct folio *folio, void *object)
4687 {
4688         unsigned int order = folio_order(folio);
4689
4690         if (WARN_ON_ONCE(order == 0))
4691                 pr_warn_once("object pointer: 0x%p\n", object);
4692
4693         kmemleak_free(object);
4694         kasan_kfree_large(object);
4695         kmsan_kfree_large(object);
4696
4697         lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4698                               -(PAGE_SIZE << order));
4699         folio_put(folio);
4700 }
4701
4702 /**
4703  * kfree - free previously allocated memory
4704  * @object: pointer returned by kmalloc() or kmem_cache_alloc()
4705  *
4706  * If @object is NULL, no operation is performed.
4707  */
4708 void kfree(const void *object)
4709 {
4710         struct folio *folio;
4711         struct slab *slab;
4712         struct kmem_cache *s;
4713         void *x = (void *)object;
4714
4715         trace_kfree(_RET_IP_, object);
4716
4717         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(object)))
4718                 return;
4719
4720         folio = virt_to_folio(object);
4721         if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
4722                 free_large_kmalloc(folio, (void *)object);
4723                 return;
4724         }
4725
4726         slab = folio_slab(folio);
4727         s = slab->slab_cache;
4728         slab_free(s, slab, x, _RET_IP_);
4729 }
4730 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4731
4732 struct detached_freelist {
4733         struct slab *slab;
4734         void *tail;
4735         void *freelist;
4736         int cnt;
4737         struct kmem_cache *s;
4738 };
4739
4740 /*
4741  * This function progressively scans the array with free objects (with
4742  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
4743  * slab.  It builds a detached freelist directly within the given
4744  * slab/objects.  This can happen without any need for
4745  * synchronization, because the objects are owned by running process.
4746  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
4747  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
4748  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
4749  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
4750  * to performance reasons.
4751  */
4752 static inline
4753 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
4754                             void **p, struct detached_freelist *df)
4755 {
4756         int lookahead = 3;
4757         void *object;
4758         struct folio *folio;
4759         size_t same;
4760
4761         object = p[--size];
4762         folio = virt_to_folio(object);
4763         if (!s) {
4764                 /* Handle kalloc'ed objects */
4765                 if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
4766                         free_large_kmalloc(folio, object);
4767                         df->slab = NULL;
4768                         return size;
4769                 }
4770                 /* Derive kmem_cache from object */
4771                 df->slab = folio_slab(folio);
4772                 df->s = df->slab->slab_cache;
4773         } else {
4774                 df->slab = folio_slab(folio);
4775                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
4776         }
4777
4778         /* Start new detached freelist */
4779         df->tail = object;
4780         df->freelist = object;
4781         df->cnt = 1;
4782
4783         if (is_kfence_address(object))
4784                 return size;
4785
4786         set_freepointer(df->s, object, NULL);
4787
4788         same = size;
4789         while (size) {
4790                 object = p[--size];
4791                 /* df->slab is always set at this point */
4792                 if (df->slab == virt_to_slab(object)) {
4793                         /* Opportunity build freelist */
4794                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
4795                         df->freelist = object;
4796                         df->cnt++;
4797                         same--;
4798                         if (size != same)
4799                                 swap(p[size], p[same]);
4800                         continue;
4801                 }
4802
4803                 /* Limit look ahead search */
4804                 if (!--lookahead)
4805                         break;
4806         }
4807
4808         return same;
4809 }
4810
4811 /*
4812  * Internal bulk free of objects that were not initialised by the post alloc
4813  * hooks and thus should not be processed by the free hooks
4814  */
4815 static void __kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
4816 {
4817         if (!size)
4818                 return;
4819
4820         do {
4821                 struct detached_freelist df;
4822
4823                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
4824                 if (!df.slab)
4825                         continue;
4826
4827                 if (kfence_free(df.freelist))
4828                         continue;
4829
4830                 do_slab_free(df.s, df.slab, df.freelist, df.tail, df.cnt,
4831                              _RET_IP_);
4832         } while (likely(size));
4833 }
4834
4835 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
4836 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
4837 {
4838         if (!size)
4839                 return;
4840
4841         do {
4842                 struct detached_freelist df;
4843
4844                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
4845                 if (!df.slab)
4846                         continue;
4847
4848                 slab_free_bulk(df.s, df.slab, df.freelist, df.tail, &p[size],
4849                                df.cnt, _RET_IP_);
4850         } while (likely(size));
4851 }
4852 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
4853
4854 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4855 static inline
4856 int __kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
4857                             void **p)
4858 {
4859         struct kmem_cache_cpu *c;
4860         unsigned long irqflags;
4861         int i;
4862
4863         /*
4864          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
4865          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
4866          * handlers invoking normal fastpath.
4867          */
4868         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4869         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4870
4871         for (i = 0; i < size; i++) {
4872                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
4873
4874                 if (unlikely(object)) {
4875                         p[i] = object;
4876                         continue;
4877                 }
4878
4879                 object = c->freelist;
4880                 if (unlikely(!object)) {
4881                         /*
4882                          * We may have removed an object from c->freelist using
4883                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
4884                          * c->tid has not been bumped yet.
4885                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
4886                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
4887                          */
4888                         c->tid = next_tid(c->tid);
4889
4890                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4891
4892                         /*
4893                          * Invoking slow path likely have side-effect
4894                          * of re-populating per CPU c->freelist
4895                          */
4896                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
4897                                             _RET_IP_, c, s->object_size);
4898                         if (unlikely(!p[i]))
4899                                 goto error;
4900
4901                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4902                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4903
4904                         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4905
4906                         continue; /* goto for-loop */
4907                 }
4908                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
4909                 p[i] = object;
4910                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4911                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
4912         }
4913         c->tid = next_tid(c->tid);
4914         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4915         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4916
4917         return i;
4918
4919 error:
4920         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4921         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
4922         return 0;
4923
4924 }
4925 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
4926 static int __kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
4927                                    size_t size, void **p)
4928 {
4929         int i;
4930
4931         for (i = 0; i < size; i++) {
4932                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
4933
4934                 if (unlikely(object)) {
4935                         p[i] = object;
4936                         continue;
4937                 }
4938
4939                 p[i] = __slab_alloc_node(s, flags, NUMA_NO_NODE,
4940                                          _RET_IP_, s->object_size);
4941                 if (unlikely(!p[i]))
4942                         goto error;
4943
4944                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4945         }
4946
4947         return i;
4948
4949 error:
4950         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
4951         return 0;
4952 }
4953 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4954
4955 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
4956 int kmem_cache_alloc_bulk_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
4957                                  void **p)
4958 {
4959         int i;
4960
4961         if (!size)
4962                 return 0;
4963
4964         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
4965         if (unlikely(!s))
4966                 return 0;
4967
4968         i = __kmem_cache_alloc_bulk(s, flags, size, p);
4969         if (unlikely(i == 0))
4970                 return 0;
4971
4972         /*
4973          * memcg and kmem_cache debug support and memory initialization.
4974          * Done outside of the IRQ disabled fastpath loop.
4975          */
4976         if (unlikely(!slab_post_alloc_hook(s, NULL, flags, size, p,
4977                     slab_want_init_on_alloc(flags, s), s->object_size))) {
4978                 return 0;
4979         }
4980         return i;
4981 }
4982 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk_noprof);
4983
4984
4985 /*
4986  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
4987  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
4988  * get the required alignment by putting one properly sized object after
4989  * another.
4990  *
4991  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
4992  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
4993  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
4994  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
4995  * locking overhead.
4996  */
4997
4998 /*
4999  * Minimum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
5000  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
5001  * and increases the number of allocations possible without having to
5002  * take the list_lock.
5003  */
5004 static unsigned int slub_min_order;
5005 static unsigned int slub_max_order =
5006         IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) ? 1 : PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
5007 static unsigned int slub_min_objects;
5008
5009 /*
5010  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
5011  *
5012  * The order of allocation has significant impact on performance and other
5013  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
5014  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
5015  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
5016  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
5017  * would be wasted.
5018  *
5019  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
5020  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
5021  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
5022  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
5023  *
5024  * slab_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
5025  * number of objects in a slab as critical. If we reach slab_max_order then
5026  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
5027  * of space in favor of a small page order.
5028  *
5029  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
5030  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
5031  * requested a higher minimum order then we start with that one instead of
5032  * the smallest order which will fit the object.
5033  */
5034 static inline unsigned int calc_slab_order(unsigned int size,
5035                 unsigned int min_order, unsigned int max_order,
5036                 unsigned int fract_leftover)
5037 {
5038         unsigned int order;
5039
5040         for (order = min_order; order <= max_order; order++) {
5041
5042                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
5043                 unsigned int rem;
5044
5045                 rem = slab_size % size;
5046
5047                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
5048                         break;
5049         }
5050
5051         return order;
5052 }
5053
5054 static inline int calculate_order(unsigned int size)
5055 {
5056         unsigned int order;
5057         unsigned int min_objects;
5058         unsigned int max_objects;
5059         unsigned int min_order;
5060
5061         min_objects = slub_min_objects;
5062         if (!min_objects) {
5063                 /*
5064                  * Some architectures will only update present cpus when
5065                  * onlining them, so don't trust the number if it's just 1. But
5066                  * we also don't want to use nr_cpu_ids always, as on some other
5067                  * architectures, there can be many possible cpus, but never
5068                  * onlined. Here we compromise between trying to avoid too high
5069                  * order on systems that appear larger than they are, and too
5070                  * low order on systems that appear smaller than they are.
5071                  */
5072                 unsigned int nr_cpus = num_present_cpus();
5073                 if (nr_cpus <= 1)
5074                         nr_cpus = nr_cpu_ids;
5075                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpus) + 1);
5076         }
5077         /* min_objects can't be 0 because get_order(0) is undefined */
5078         max_objects = max(order_objects(slub_max_order, size), 1U);
5079         min_objects = min(min_objects, max_objects);
5080
5081         min_order = max_t(unsigned int, slub_min_order,
5082                           get_order(min_objects * size));
5083         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
5084                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
5085
5086         /*
5087          * Attempt to find best configuration for a slab. This works by first
5088          * attempting to generate a layout with the best possible configuration
5089          * and backing off gradually.
5090          *
5091          * We start with accepting at most 1/16 waste and try to find the
5092          * smallest order from min_objects-derived/slab_min_order up to
5093          * slab_max_order that will satisfy the constraint. Note that increasing
5094          * the order can only result in same or less fractional waste, not more.
5095          *
5096          * If that fails, we increase the acceptable fraction of waste and try
5097          * again. The last iteration with fraction of 1/2 would effectively
5098          * accept any waste and give us the order determined by min_objects, as
5099          * long as at least single object fits within slab_max_order.
5100          */
5101         for (unsigned int fraction = 16; fraction > 1; fraction /= 2) {
5102                 order = calc_slab_order(size, min_order, slub_max_order,
5103                                         fraction);
5104                 if (order <= slub_max_order)
5105                         return order;
5106         }
5107
5108         /*
5109          * Doh this slab cannot be placed using slab_max_order.
5110          */
5111         order = get_order(size);
5112         if (order <= MAX_PAGE_ORDER)
5113                 return order;
5114         return -ENOSYS;
5115 }
5116
5117 static void
5118 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
5119 {
5120         n->nr_partial = 0;
5121         spin_lock_init(&n->list_lock);
5122         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
5123 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5124         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
5125         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
5126         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
5127 #endif
5128 }
5129
5130 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
5131 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
5132 {
5133         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
5134                         NR_KMALLOC_TYPES * KMALLOC_SHIFT_HIGH *
5135                         sizeof(struct kmem_cache_cpu));
5136
5137         /*
5138          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
5139          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
5140          */
5141         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
5142                                      2 * sizeof(void *));
5143
5144         if (!s->cpu_slab)
5145                 return 0;
5146
5147         init_kmem_cache_cpus(s);
5148
5149         return 1;
5150 }
5151 #else
5152 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
5153 {
5154         return 1;
5155 }
5156 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
5157
5158 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
5159
5160 /*
5161  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
5162  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
5163  * possible.
5164  *
5165  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
5166  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
5167  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
5168  */
5169 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
5170 {
5171         struct slab *slab;
5172         struct kmem_cache_node *n;
5173
5174         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
5175
5176         slab = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
5177
5178         BUG_ON(!slab);
5179         if (slab_nid(slab) != node) {
5180                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
5181                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
5182         }
5183
5184         n = slab->freelist;
5185         BUG_ON(!n);
5186 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5187         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
5188 #endif
5189         n = kasan_slab_alloc(kmem_cache_node, n, GFP_KERNEL, false);
5190         slab->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
5191         slab->inuse = 1;
5192         kmem_cache_node->node[node] = n;
5193         init_kmem_cache_node(n);
5194         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, slab->objects);
5195
5196         /*
5197          * No locks need to be taken here as it has just been
5198          * initialized and there is no concurrent access.
5199          */
5200         __add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_HEAD);
5201 }
5202
5203 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
5204 {
5205         int node;
5206         struct kmem_cache_node *n;
5207
5208         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5209                 s->node[node] = NULL;
5210                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
5211         }
5212 }
5213
5214 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
5215 {
5216         cache_random_seq_destroy(s);
5217 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
5218         free_percpu(s->cpu_slab);
5219 #endif
5220         free_kmem_cache_nodes(s);
5221 }
5222
5223 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
5224 {
5225         int node;
5226
5227         for_each_node_mask(node, slab_nodes) {
5228                 struct kmem_cache_node *n;
5229
5230                 if (slab_state == DOWN) {
5231                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
5232                         continue;
5233                 }
5234                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
5235                                                 GFP_KERNEL, node);
5236
5237                 if (!n) {
5238                         free_kmem_cache_nodes(s);
5239                         return 0;
5240                 }
5241
5242                 init_kmem_cache_node(n);
5243                 s->node[node] = n;
5244         }
5245         return 1;
5246 }
5247
5248 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
5249 {
5250 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
5251         unsigned int nr_objects;
5252
5253         /*
5254          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
5255          * per cpu partial lists of a processor.
5256          *
5257          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
5258          * object freed. If they are used for allocation then they can be
5259          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
5260          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
5261          *
5262          * For backwards compatibility reasons, this is determined as number
5263          * of objects, even though we now limit maximum number of pages, see
5264          * slub_set_cpu_partial()
5265          */
5266         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5267                 nr_objects = 0;
5268         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
5269                 nr_objects = 6;
5270         else if (s->size >= 1024)
5271                 nr_objects = 24;
5272         else if (s->size >= 256)
5273                 nr_objects = 52;
5274         else
5275                 nr_objects = 120;
5276
5277         slub_set_cpu_partial(s, nr_objects);
5278 #endif
5279 }
5280
5281 /*
5282  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
5283  * a slab object.
5284  */
5285 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
5286 {
5287         slab_flags_t flags = s->flags;
5288         unsigned int size = s->object_size;
5289         unsigned int order;
5290
5291         /*
5292          * Round up object size to the next word boundary. We can only
5293          * place the free pointer at word boundaries and this determines
5294          * the possible location of the free pointer.
5295          */
5296         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
5297
5298 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5299         /*
5300          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
5301          * the slab may touch the object after free or before allocation
5302          * then we should never poison the object itself.
5303          */
5304         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
5305                         !s->ctor)
5306                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
5307         else
5308                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
5309
5310
5311         /*
5312          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
5313          * end of the object and the free pointer. If not then add an
5314          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
5315          */
5316         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
5317                 size += sizeof(void *);
5318 #endif
5319
5320         /*
5321          * With that we have determined the number of bytes in actual use
5322          * by the object and redzoning.
5323          */
5324         s->inuse = size;
5325
5326         if ((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) || s->ctor ||
5327             ((flags & SLAB_RED_ZONE) &&
5328              (s->object_size < sizeof(void *) || slub_debug_orig_size(s)))) {
5329                 /*
5330                  * Relocate free pointer after the object if it is not
5331                  * permitted to overwrite the first word of the object on
5332                  * kmem_cache_free.
5333                  *
5334                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
5335                  * destructor, are poisoning the objects, or are
5336                  * redzoning an object smaller than sizeof(void *) or are
5337                  * redzoning an object with slub_debug_orig_size() enabled,
5338                  * in which case the right redzone may be extended.
5339                  *
5340                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
5341                  * pointer is outside of the object is used in the
5342                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
5343                  * longer true, the function needs to be modified.
5344                  */
5345                 s->offset = size;
5346                 size += sizeof(void *);
5347         } else {
5348                 /*
5349                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
5350                  * it away from the edges of the object to avoid small
5351                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
5352                  */
5353                 s->offset = ALIGN_DOWN(s->object_size / 2, sizeof(void *));
5354         }
5355
5356 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5357         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
5358                 /*
5359                  * Need to store information about allocs and frees after
5360                  * the object.
5361                  */
5362                 size += 2 * sizeof(struct track);
5363
5364                 /* Save the original kmalloc request size */
5365                 if (flags & SLAB_KMALLOC)
5366                         size += sizeof(unsigned int);
5367         }
5368 #endif
5369
5370         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
5371 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5372         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
5373                 /*
5374                  * Add some empty padding so that we can catch
5375                  * overwrites from earlier objects rather than let
5376                  * tracking information or the free pointer be
5377                  * corrupted if a user writes before the start
5378                  * of the object.
5379                  */
5380                 size += sizeof(void *);
5381
5382                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
5383                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
5384                 size += s->red_left_pad;
5385         }
5386 #endif
5387
5388         /*
5389          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
5390          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
5391          * each object to conform to the alignment.
5392          */
5393         size = ALIGN(size, s->align);
5394         s->size = size;
5395         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
5396         order = calculate_order(size);
5397
5398         if ((int)order < 0)
5399                 return 0;
5400
5401         s->allocflags = __GFP_COMP;
5402
5403         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5404                 s->allocflags |= GFP_DMA;
5405
5406         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5407                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
5408
5409         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5410                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
5411
5412         /*
5413          * Determine the number of objects per slab
5414          */
5415         s->oo = oo_make(order, size);
5416         s->min = oo_make(get_order(size), size);
5417
5418         return !!oo_objects(s->oo);
5419 }
5420
5421 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
5422 {
5423         s->flags = kmem_cache_flags(flags, s->name);
5424 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
5425         s->random = get_random_long();
5426 #endif
5427
5428         if (!calculate_sizes(s))
5429                 goto error;
5430         if (disable_higher_order_debug) {
5431                 /*
5432                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
5433                  * order increased.
5434                  */
5435                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
5436                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
5437                         s->offset = 0;
5438                         if (!calculate_sizes(s))
5439                                 goto error;
5440                 }
5441         }
5442
5443 #ifdef system_has_freelist_aba
5444         if (system_has_freelist_aba() && !(s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG)) {
5445                 /* Enable fast mode */
5446                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
5447         }
5448 #endif
5449
5450         /*
5451          * The larger the object size is, the more slabs we want on the partial
5452          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
5453          */
5454         s->min_partial = min_t(unsigned long, MAX_PARTIAL, ilog2(s->size) / 2);
5455         s->min_partial = max_t(unsigned long, MIN_PARTIAL, s->min_partial);
5456
5457         set_cpu_partial(s);
5458
5459 #ifdef CONFIG_NUMA
5460         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
5461 #endif
5462
5463         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
5464         if (slab_state >= UP) {
5465                 if (init_cache_random_seq(s))
5466                         goto error;
5467         }
5468
5469         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
5470                 goto error;
5471
5472         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
5473                 return 0;
5474
5475 error:
5476         __kmem_cache_release(s);
5477         return -EINVAL;
5478 }
5479
5480 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
5481                               const char *text)
5482 {
5483 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5484         void *addr = slab_address(slab);
5485         void *p;
5486
5487         slab_err(s, slab, text, s->name);
5488
5489         spin_lock(&object_map_lock);
5490         __fill_map(object_map, s, slab);
5491
5492         for_each_object(p, s, addr, slab->objects) {
5493
5494                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), object_map)) {
5495                         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
5496                         print_tracking(s, p);
5497                 }
5498         }
5499         spin_unlock(&object_map_lock);
5500 #endif
5501 }
5502
5503 /*
5504  * Attempt to free all partial slabs on a node.
5505  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
5506  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
5507  */
5508 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
5509 {
5510         LIST_HEAD(discard);
5511         struct slab *slab, *h;
5512
5513         BUG_ON(irqs_disabled());
5514         spin_lock_irq(&n->list_lock);
5515         list_for_each_entry_safe(slab, h, &n->partial, slab_list) {
5516                 if (!slab->inuse) {
5517                         remove_partial(n, slab);
5518                         list_add(&slab->slab_list, &discard);
5519                 } else {
5520                         list_slab_objects(s, slab,
5521                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
5522                 }
5523         }
5524         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
5525
5526         list_for_each_entry_safe(slab, h, &discard, slab_list)
5527                 discard_slab(s, slab);
5528 }
5529
5530 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
5531 {
5532         int node;
5533         struct kmem_cache_node *n;
5534
5535         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
5536                 if (n->nr_partial || node_nr_slabs(n))
5537                         return false;
5538         return true;
5539 }
5540
5541 /*
5542  * Release all resources used by a slab cache.
5543  */
5544 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
5545 {
5546         int node;
5547         struct kmem_cache_node *n;
5548
5549         flush_all_cpus_locked(s);
5550         /* Attempt to free all objects */
5551         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5552                 free_partial(s, n);
5553                 if (n->nr_partial || node_nr_slabs(n))
5554                         return 1;
5555         }
5556         return 0;
5557 }
5558
5559 #ifdef CONFIG_PRINTK
5560 void __kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct slab *slab)
5561 {
5562         void *base;
5563         int __maybe_unused i;
5564         unsigned int objnr;
5565         void *objp;
5566         void *objp0;
5567         struct kmem_cache *s = slab->slab_cache;
5568         struct track __maybe_unused *trackp;
5569
5570         kpp->kp_ptr = object;
5571         kpp->kp_slab = slab;
5572         kpp->kp_slab_cache = s;
5573         base = slab_address(slab);
5574         objp0 = kasan_reset_tag(object);
5575 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5576         objp = restore_red_left(s, objp0);
5577 #else
5578         objp = objp0;
5579 #endif
5580         objnr = obj_to_index(s, slab, objp);
5581         kpp->kp_data_offset = (unsigned long)((char *)objp0 - (char *)objp);
5582         objp = base + s->size * objnr;
5583         kpp->kp_objp = objp;
5584         if (WARN_ON_ONCE(objp < base || objp >= base + slab->objects * s->size
5585                          || (objp - base) % s->size) ||
5586             !(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5587                 return;
5588 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5589         objp = fixup_red_left(s, objp);
5590         trackp = get_track(s, objp, TRACK_ALLOC);
5591         kpp->kp_ret = (void *)trackp->addr;
5592 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
5593         {
5594                 depot_stack_handle_t handle;
5595                 unsigned long *entries;
5596                 unsigned int nr_entries;
5597
5598                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
5599                 if (handle) {
5600                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
5601                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
5602                                 kpp->kp_stack[i] = (void *)entries[i];
5603                 }
5604
5605                 trackp = get_track(s, objp, TRACK_FREE);
5606                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
5607                 if (handle) {
5608                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
5609                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
5610                                 kpp->kp_free_stack[i] = (void *)entries[i];
5611                 }
5612         }
5613 #endif
5614 #endif
5615 }
5616 #endif
5617
5618 /********************************************************************
5619  *              Kmalloc subsystem
5620  *******************************************************************/
5621
5622 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
5623 {
5624         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
5625
5626         if (slub_min_order > slub_max_order)
5627                 slub_max_order = slub_min_order;
5628
5629         return 1;
5630 }
5631
5632 __setup("slab_min_order=", setup_slub_min_order);
5633 __setup_param("slub_min_order=", slub_min_order, setup_slub_min_order, 0);
5634
5635
5636 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
5637 {
5638         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
5639         slub_max_order = min_t(unsigned int, slub_max_order, MAX_PAGE_ORDER);
5640
5641         if (slub_min_order > slub_max_order)
5642                 slub_min_order = slub_max_order;
5643
5644         return 1;
5645 }
5646
5647 __setup("slab_max_order=", setup_slub_max_order);
5648 __setup_param("slub_max_order=", slub_max_order, setup_slub_max_order, 0);
5649
5650 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
5651 {
5652         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
5653
5654         return 1;
5655 }
5656
5657 __setup("slab_min_objects=", setup_slub_min_objects);
5658 __setup_param("slub_min_objects=", slub_min_objects, setup_slub_min_objects, 0);
5659
5660 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
5661 /*
5662  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
5663  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
5664  * cache's usercopy region.
5665  *
5666  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
5667  * to indicate an error.
5668  */
5669 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n,
5670                          const struct slab *slab, bool to_user)
5671 {
5672         struct kmem_cache *s;
5673         unsigned int offset;
5674         bool is_kfence = is_kfence_address(ptr);
5675
5676         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
5677
5678         /* Find object and usable object size. */
5679         s = slab->slab_cache;
5680
5681         /* Reject impossible pointers. */
5682         if (ptr < slab_address(slab))
5683                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
5684                                to_user, 0, n);
5685
5686         /* Find offset within object. */
5687         if (is_kfence)
5688                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
5689         else
5690                 offset = (ptr - slab_address(slab)) % s->size;
5691
5692         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
5693         if (!is_kfence && kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
5694                 if (offset < s->red_left_pad)
5695                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
5696                                        s->name, to_user, offset, n);
5697                 offset -= s->red_left_pad;
5698         }
5699
5700         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
5701         if (offset >= s->useroffset &&
5702             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
5703             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
5704                 return;
5705
5706         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
5707 }
5708 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
5709
5710 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
5711
5712 /*
5713  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
5714  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
5715  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
5716  *
5717  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
5718  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
5719  * are freed in them.
5720  */
5721 static int __kmem_cache_do_shrink(struct kmem_cache *s)
5722 {
5723         int node;
5724         int i;
5725         struct kmem_cache_node *n;
5726         struct slab *slab;
5727         struct slab *t;
5728         struct list_head discard;
5729         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
5730         unsigned long flags;
5731         int ret = 0;
5732
5733         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5734                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
5735                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
5736                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
5737
5738                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5739
5740                 /*
5741                  * Build lists of slabs to discard or promote.
5742                  *
5743                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
5744                  * list_lock. slab->inuse here is the upper limit.
5745                  */
5746                 list_for_each_entry_safe(slab, t, &n->partial, slab_list) {
5747                         int free = slab->objects - slab->inuse;
5748
5749                         /* Do not reread slab->inuse */
5750                         barrier();
5751
5752                         /* We do not keep full slabs on the list */
5753                         BUG_ON(free <= 0);
5754
5755                         if (free == slab->objects) {
5756                                 list_move(&slab->slab_list, &discard);
5757                                 slab_clear_node_partial(slab);
5758                                 n->nr_partial--;
5759                                 dec_slabs_node(s, node, slab->objects);
5760                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
5761                                 list_move(&slab->slab_list, promote + free - 1);
5762                 }
5763
5764                 /*
5765                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
5766                  * partial list.
5767                  */
5768                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
5769                         list_splice(promote + i, &n->partial);
5770
5771                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5772
5773                 /* Release empty slabs */
5774                 list_for_each_entry_safe(slab, t, &discard, slab_list)
5775                         free_slab(s, slab);
5776
5777                 if (node_nr_slabs(n))
5778                         ret = 1;
5779         }
5780
5781         return ret;
5782 }
5783
5784 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
5785 {
5786         flush_all(s);
5787         return __kmem_cache_do_shrink(s);
5788 }
5789
5790 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
5791 {
5792         struct kmem_cache *s;
5793
5794         mutex_lock(&slab_mutex);
5795         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5796                 flush_all_cpus_locked(s);
5797                 __kmem_cache_do_shrink(s);
5798         }
5799         mutex_unlock(&slab_mutex);
5800
5801         return 0;
5802 }
5803
5804 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
5805 {
5806         struct memory_notify *marg = arg;
5807         int offline_node;
5808
5809         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
5810
5811         /*
5812          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
5813          * for it yet.
5814          */
5815         if (offline_node < 0)
5816                 return;
5817
5818         mutex_lock(&slab_mutex);
5819         node_clear(offline_node, slab_nodes);
5820         /*
5821          * We no longer free kmem_cache_node structures here, as it would be
5822          * racy with all get_node() users, and infeasible to protect them with
5823          * slab_mutex.
5824          */
5825         mutex_unlock(&slab_mutex);
5826 }
5827
5828 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
5829 {
5830         struct kmem_cache_node *n;
5831         struct kmem_cache *s;
5832         struct memory_notify *marg = arg;
5833         int nid = marg->status_change_nid_normal;
5834         int ret = 0;
5835
5836         /*
5837          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
5838          * already created. Nothing to do.
5839          */
5840         if (nid < 0)
5841                 return 0;
5842
5843         /*
5844          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
5845          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
5846          * online.
5847          */
5848         mutex_lock(&slab_mutex);
5849         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5850                 /*
5851                  * The structure may already exist if the node was previously
5852                  * onlined and offlined.
5853                  */
5854                 if (get_node(s, nid))
5855                         continue;
5856                 /*
5857                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
5858                  *      since memory is not yet available from the node that
5859                  *      is brought up.
5860                  */
5861                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
5862                 if (!n) {
5863                         ret = -ENOMEM;
5864                         goto out;
5865                 }
5866                 init_kmem_cache_node(n);
5867                 s->node[nid] = n;
5868         }
5869         /*
5870          * Any cache created after this point will also have kmem_cache_node
5871          * initialized for the new node.
5872          */
5873         node_set(nid, slab_nodes);
5874 out:
5875         mutex_unlock(&slab_mutex);
5876         return ret;
5877 }
5878
5879 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
5880                                 unsigned long action, void *arg)
5881 {
5882         int ret = 0;
5883
5884         switch (action) {
5885         case MEM_GOING_ONLINE:
5886                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
5887                 break;
5888         case MEM_GOING_OFFLINE:
5889                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
5890                 break;
5891         case MEM_OFFLINE:
5892         case MEM_CANCEL_ONLINE:
5893                 slab_mem_offline_callback(arg);
5894                 break;
5895         case MEM_ONLINE:
5896         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
5897                 break;
5898         }
5899         if (ret)
5900                 ret = notifier_from_errno(ret);
5901         else
5902                 ret = NOTIFY_OK;
5903         return ret;
5904 }
5905
5906 /********************************************************************
5907  *                      Basic setup of slabs
5908  *******************************************************************/
5909
5910 /*
5911  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
5912  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
5913  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
5914  */
5915
5916 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
5917 {
5918         int node;
5919         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
5920         struct kmem_cache_node *n;
5921
5922         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
5923
5924         /*
5925          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
5926          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
5927          * IPIs around.
5928          */
5929         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
5930         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5931                 struct slab *p;
5932
5933                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
5934                         p->slab_cache = s;
5935
5936 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5937                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
5938                         p->slab_cache = s;
5939 #endif
5940         }
5941         list_add(&s->list, &slab_caches);
5942         return s;
5943 }
5944
5945 void __init kmem_cache_init(void)
5946 {
5947         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
5948                 boot_kmem_cache_node;
5949         int node;
5950
5951         if (debug_guardpage_minorder())
5952                 slub_max_order = 0;
5953
5954         /* Print slub debugging pointers without hashing */
5955         if (__slub_debug_enabled())
5956                 no_hash_pointers_enable(NULL);
5957
5958         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
5959         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
5960
5961         /*
5962          * Initialize the nodemask for which we will allocate per node
5963          * structures. Here we don't need taking slab_mutex yet.
5964          */
5965         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
5966                 node_set(node, slab_nodes);
5967
5968         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
5969                         sizeof(struct kmem_cache_node),
5970                         SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_NO_OBJ_EXT, 0, 0);
5971
5972         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
5973
5974         /* Able to allocate the per node structures */
5975         slab_state = PARTIAL;
5976
5977         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
5978                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
5979                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
5980                         SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_NO_OBJ_EXT, 0, 0);
5981
5982         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
5983         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
5984
5985         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
5986         setup_kmalloc_cache_index_table();
5987         create_kmalloc_caches();
5988
5989         /* Setup random freelists for each cache */
5990         init_freelist_randomization();
5991
5992         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
5993                                   slub_cpu_dead);
5994
5995         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
5996                 cache_line_size(),
5997                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
5998                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
5999 }
6000
6001 void __init kmem_cache_init_late(void)
6002 {
6003 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
6004         flushwq = alloc_workqueue("slub_flushwq", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
6005         WARN_ON(!flushwq);
6006 #endif
6007 }
6008
6009 struct kmem_cache *
6010 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
6011                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
6012 {
6013         struct kmem_cache *s;
6014
6015         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
6016         if (s) {
6017                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
6018                         return NULL;
6019
6020                 s->refcount++;
6021
6022                 /*
6023                  * Adjust the object sizes so that we clear
6024                  * the complete object on kzalloc.
6025                  */
6026                 s->object_size = max(s->object_size, size);
6027                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
6028         }
6029
6030         return s;
6031 }
6032
6033 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
6034 {
6035         int err;
6036
6037         err = kmem_cache_open(s, flags);
6038         if (err)
6039                 return err;
6040
6041         /* Mutex is not taken during early boot */
6042         if (slab_state <= UP)
6043                 return 0;
6044
6045         err = sysfs_slab_add(s);
6046         if (err) {
6047                 __kmem_cache_release(s);
6048                 return err;
6049         }
6050
6051         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
6052                 debugfs_slab_add(s);
6053
6054         return 0;
6055 }
6056
6057 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
6058 static int count_inuse(struct slab *slab)
6059 {
6060         return slab->inuse;
6061 }
6062
6063 static int count_total(struct slab *slab)
6064 {
6065         return slab->objects;
6066 }
6067 #endif
6068
6069 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6070 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
6071                           unsigned long *obj_map)
6072 {
6073         void *p;
6074         void *addr = slab_address(slab);
6075
6076         if (!check_slab(s, slab) || !on_freelist(s, slab, NULL))
6077                 return;
6078
6079         /* Now we know that a valid freelist exists */
6080         __fill_map(obj_map, s, slab);
6081         for_each_object(p, s, addr, slab->objects) {
6082                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map) ?
6083                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
6084
6085                 if (!check_object(s, slab, p, val))
6086                         break;
6087         }
6088 }
6089
6090 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
6091                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *obj_map)
6092 {
6093         unsigned long count = 0;
6094         struct slab *slab;
6095         unsigned long flags;
6096
6097         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
6098
6099         list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list) {
6100                 validate_slab(s, slab, obj_map);
6101                 count++;
6102         }
6103         if (count != n->nr_partial) {
6104                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
6105                        s->name, count, n->nr_partial);
6106                 slab_add_kunit_errors();
6107         }
6108
6109         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
6110                 goto out;
6111
6112         list_for_each_entry(slab, &n->full, slab_list) {
6113                 validate_slab(s, slab, obj_map);
6114                 count++;
6115         }
6116         if (count != node_nr_slabs(n)) {
6117                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
6118                        s->name, count, node_nr_slabs(n));
6119                 slab_add_kunit_errors();
6120         }
6121
6122 out:
6123         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
6124         return count;
6125 }
6126
6127 long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
6128 {
6129         int node;
6130         unsigned long count = 0;
6131         struct kmem_cache_node *n;
6132         unsigned long *obj_map;
6133
6134         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
6135         if (!obj_map)
6136                 return -ENOMEM;
6137
6138         flush_all(s);
6139         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
6140                 count += validate_slab_node(s, n, obj_map);
6141
6142         bitmap_free(obj_map);
6143
6144         return count;
6145 }
6146 EXPORT_SYMBOL(validate_slab_cache);
6147
6148 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
6149 /*
6150  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
6151  * and freed.
6152  */
6153
6154 struct location {
6155         depot_stack_handle_t handle;
6156         unsigned long count;
6157         unsigned long addr;
6158         unsigned long waste;
6159         long long sum_time;
6160         long min_time;
6161         long max_time;
6162         long min_pid;
6163         long max_pid;
6164         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
6165         nodemask_t nodes;
6166 };
6167
6168 struct loc_track {
6169         unsigned long max;
6170         unsigned long count;
6171         struct location *loc;
6172         loff_t idx;
6173 };
6174
6175 static struct dentry *slab_debugfs_root;
6176
6177 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
6178 {
6179         if (t->max)
6180                 free_pages((unsigned long)t->loc,
6181                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
6182 }
6183
6184 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
6185 {
6186         struct location *l;
6187         int order;
6188
6189         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
6190
6191         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
6192         if (!l)
6193                 return 0;
6194
6195         if (t->count) {
6196                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
6197                 free_loc_track(t);
6198         }
6199         t->max = max;
6200         t->loc = l;
6201         return 1;
6202 }
6203
6204 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
6205                                 const struct track *track,
6206                                 unsigned int orig_size)
6207 {
6208         long start, end, pos;
6209         struct location *l;
6210         unsigned long caddr, chandle, cwaste;
6211         unsigned long age = jiffies - track->when;
6212         depot_stack_handle_t handle = 0;
6213         unsigned int waste = s->object_size - orig_size;
6214
6215 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
6216         handle = READ_ONCE(track->handle);
6217 #endif
6218         start = -1;
6219         end = t->count;
6220
6221         for ( ; ; ) {
6222                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
6223
6224                 /*
6225                  * There is nothing at "end". If we end up there
6226                  * we need to add something to before end.
6227                  */
6228                 if (pos == end)
6229                         break;
6230
6231                 l = &t->loc[pos];
6232                 caddr = l->addr;
6233                 chandle = l->handle;
6234                 cwaste = l->waste;
6235                 if ((track->addr == caddr) && (handle == chandle) &&
6236                         (waste == cwaste)) {
6237
6238                         l->count++;
6239                         if (track->when) {
6240                                 l->sum_time += age;
6241                                 if (age < l->min_time)
6242                                         l->min_time = age;
6243                                 if (age > l->max_time)
6244                                         l->max_time = age;
6245
6246                                 if (track->pid < l->min_pid)
6247                                         l->min_pid = track->pid;
6248                                 if (track->pid > l->max_pid)
6249                                         l->max_pid = track->pid;
6250
6251                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
6252                                                 to_cpumask(l->cpus));
6253                         }
6254                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
6255                         return 1;
6256                 }
6257
6258                 if (track->addr < caddr)
6259                         end = pos;
6260                 else if (track->addr == caddr && handle < chandle)
6261                         end = pos;
6262                 else if (track->addr == caddr && handle == chandle &&
6263                                 waste < cwaste)
6264                         end = pos;
6265                 else
6266                         start = pos;
6267         }
6268
6269         /*
6270          * Not found. Insert new tracking element.
6271          */
6272         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
6273                 return 0;
6274
6275         l = t->loc + pos;
6276         if (pos < t->count)
6277                 memmove(l + 1, l,
6278                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
6279         t->count++;
6280         l->count = 1;
6281         l->addr = track->addr;
6282         l->sum_time = age;
6283         l->min_time = age;
6284         l->max_time = age;
6285         l->min_pid = track->pid;
6286         l->max_pid = track->pid;
6287         l->handle = handle;
6288         l->waste = waste;
6289         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
6290         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
6291         nodes_clear(l->nodes);
6292         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
6293         return 1;
6294 }
6295
6296 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
6297                 struct slab *slab, enum track_item alloc,
6298                 unsigned long *obj_map)
6299 {
6300         void *addr = slab_address(slab);
6301         bool is_alloc = (alloc == TRACK_ALLOC);
6302         void *p;
6303
6304         __fill_map(obj_map, s, slab);
6305
6306         for_each_object(p, s, addr, slab->objects)
6307                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map))
6308                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc),
6309                                      is_alloc ? get_orig_size(s, p) :
6310                                                 s->object_size);
6311 }
6312 #endif  /* CONFIG_DEBUG_FS   */
6313 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
6314
6315 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
6316 enum slab_stat_type {
6317         SL_ALL,                 /* All slabs */
6318         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
6319         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
6320         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
6321         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
6322 };
6323
6324 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
6325 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
6326 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
6327 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
6328 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
6329
6330 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
6331                                  char *buf, unsigned long flags)
6332 {
6333         unsigned long total = 0;
6334         int node;
6335         int x;
6336         unsigned long *nodes;
6337         int len = 0;
6338
6339         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
6340         if (!nodes)
6341                 return -ENOMEM;
6342
6343         if (flags & SO_CPU) {
6344                 int cpu;
6345
6346                 for_each_possible_cpu(cpu) {
6347                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
6348                                                                cpu);
6349                         int node;
6350                         struct slab *slab;
6351
6352                         slab = READ_ONCE(c->slab);
6353                         if (!slab)
6354                                 continue;
6355
6356                         node = slab_nid(slab);
6357                         if (flags & SO_TOTAL)
6358                                 x = slab->objects;
6359                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6360                                 x = slab->inuse;
6361                         else
6362                                 x = 1;
6363
6364                         total += x;
6365                         nodes[node] += x;
6366
6367 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6368                         slab = slub_percpu_partial_read_once(c);
6369                         if (slab) {
6370                                 node = slab_nid(slab);
6371                                 if (flags & SO_TOTAL)
6372                                         WARN_ON_ONCE(1);
6373                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
6374                                         WARN_ON_ONCE(1);
6375                                 else
6376                                         x = data_race(slab->slabs);
6377                                 total += x;
6378                                 nodes[node] += x;
6379                         }
6380 #endif
6381                 }
6382         }
6383
6384         /*
6385          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
6386          * already held which will conflict with an existing lock order:
6387          *
6388          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
6389          *
6390          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
6391          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
6392          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
6393          */
6394
6395 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6396         if (flags & SO_ALL) {
6397                 struct kmem_cache_node *n;
6398
6399                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6400
6401                         if (flags & SO_TOTAL)
6402                                 x = node_nr_objs(n);
6403                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6404                                 x = node_nr_objs(n) - count_partial(n, count_free);
6405                         else
6406                                 x = node_nr_slabs(n);
6407                         total += x;
6408                         nodes[node] += x;
6409                 }
6410
6411         } else
6412 #endif
6413         if (flags & SO_PARTIAL) {
6414                 struct kmem_cache_node *n;
6415
6416                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6417                         if (flags & SO_TOTAL)
6418                                 x = count_partial(n, count_total);
6419                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6420                                 x = count_partial(n, count_inuse);
6421                         else
6422                                 x = n->nr_partial;
6423                         total += x;
6424                         nodes[node] += x;
6425                 }
6426         }
6427
6428         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", total);
6429 #ifdef CONFIG_NUMA
6430         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
6431                 if (nodes[node])
6432                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " N%d=%lu",
6433                                              node, nodes[node]);
6434         }
6435 #endif
6436         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6437         kfree(nodes);
6438
6439         return len;
6440 }
6441
6442 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
6443 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
6444
6445 struct slab_attribute {
6446         struct attribute attr;
6447         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
6448         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
6449 };
6450
6451 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
6452         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO_MODE(_name, 0400)
6453
6454 #define SLAB_ATTR(_name) \
6455         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RW_MODE(_name, 0600)
6456
6457 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6458 {
6459         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->size);
6460 }
6461 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
6462
6463 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6464 {
6465         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->align);
6466 }
6467 SLAB_ATTR_RO(align);
6468
6469 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6470 {
6471         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->object_size);
6472 }
6473 SLAB_ATTR_RO(object_size);
6474
6475 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6476 {
6477         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
6478 }
6479 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
6480
6481 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6482 {
6483         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
6484 }
6485 SLAB_ATTR_RO(order);
6486
6487 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6488 {
6489         return sysfs_emit(buf, "%lu\n", s->min_partial);
6490 }
6491
6492 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6493                                  size_t length)
6494 {
6495         unsigned long min;
6496         int err;
6497
6498         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
6499         if (err)
6500                 return err;
6501
6502         s->min_partial = min;
6503         return length;
6504 }
6505 SLAB_ATTR(min_partial);
6506
6507 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6508 {
6509         unsigned int nr_partial = 0;
6510 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6511         nr_partial = s->cpu_partial;
6512 #endif
6513
6514         return sysfs_emit(buf, "%u\n", nr_partial);
6515 }
6516
6517 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6518                                  size_t length)
6519 {
6520         unsigned int objects;
6521         int err;
6522
6523         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
6524         if (err)
6525                 return err;
6526         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
6527                 return -EINVAL;
6528
6529         slub_set_cpu_partial(s, objects);
6530         flush_all(s);
6531         return length;
6532 }
6533 SLAB_ATTR(cpu_partial);
6534
6535 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6536 {
6537         if (!s->ctor)
6538                 return 0;
6539         return sysfs_emit(buf, "%pS\n", s->ctor);
6540 }
6541 SLAB_ATTR_RO(ctor);
6542
6543 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6544 {
6545         return sysfs_emit(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
6546 }
6547 SLAB_ATTR_RO(aliases);
6548
6549 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6550 {
6551         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
6552 }
6553 SLAB_ATTR_RO(partial);
6554
6555 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6556 {
6557         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
6558 }
6559 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
6560
6561 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6562 {
6563         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
6564 }
6565 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
6566
6567 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6568 {
6569         int objects = 0;
6570         int slabs = 0;
6571         int cpu __maybe_unused;
6572         int len = 0;
6573
6574 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6575         for_each_online_cpu(cpu) {
6576                 struct slab *slab;
6577
6578                 slab = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
6579
6580                 if (slab)
6581                         slabs += data_race(slab->slabs);
6582         }
6583 #endif
6584
6585         /* Approximate half-full slabs, see slub_set_cpu_partial() */
6586         objects = (slabs * oo_objects(s->oo)) / 2;
6587         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%d(%d)", objects, slabs);
6588
6589 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6590         for_each_online_cpu(cpu) {
6591                 struct slab *slab;
6592
6593                 slab = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
6594                 if (slab) {
6595                         slabs = data_race(slab->slabs);
6596                         objects = (slabs * oo_objects(s->oo)) / 2;
6597                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%d(%d)",
6598                                              cpu, objects, slabs);
6599                 }
6600         }
6601 #endif
6602         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6603
6604         return len;
6605 }
6606 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
6607
6608 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6609 {
6610         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
6611 }
6612 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
6613
6614 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6615 {
6616         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
6617 }
6618 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
6619
6620 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
6621 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6622 {
6623         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
6624 }
6625 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
6626 #endif
6627
6628 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
6629 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6630 {
6631         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->usersize);
6632 }
6633 SLAB_ATTR_RO(usersize);
6634 #endif
6635
6636 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6637 {
6638         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
6639 }
6640 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
6641
6642 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6643 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6644 {
6645         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
6646 }
6647 SLAB_ATTR_RO(slabs);
6648
6649 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6650 {
6651         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
6652 }
6653 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
6654
6655 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6656 {
6657         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
6658 }
6659 SLAB_ATTR_RO(objects);
6660
6661 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6662 {
6663         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
6664 }
6665 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
6666
6667 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6668 {
6669         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
6670 }
6671 SLAB_ATTR_RO(trace);
6672
6673 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6674 {
6675         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
6676 }
6677
6678 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
6679
6680 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6681 {
6682         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
6683 }
6684
6685 SLAB_ATTR_RO(poison);
6686
6687 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6688 {
6689         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
6690 }
6691
6692 SLAB_ATTR_RO(store_user);
6693
6694 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6695 {
6696         return 0;
6697 }
6698
6699 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
6700                         const char *buf, size_t length)
6701 {
6702         int ret = -EINVAL;
6703
6704         if (buf[0] == '1' && kmem_cache_debug(s)) {
6705                 ret = validate_slab_cache(s);
6706                 if (ret >= 0)
6707                         ret = length;
6708         }
6709         return ret;
6710 }
6711 SLAB_ATTR(validate);
6712
6713 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
6714
6715 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
6716 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6717 {
6718         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
6719 }
6720
6721 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6722                                 size_t length)
6723 {
6724         if (s->refcount > 1)
6725                 return -EINVAL;
6726
6727         if (buf[0] == '1')
6728                 WRITE_ONCE(s->flags, s->flags | SLAB_FAILSLAB);
6729         else
6730                 WRITE_ONCE(s->flags, s->flags & ~SLAB_FAILSLAB);
6731
6732         return length;
6733 }
6734 SLAB_ATTR(failslab);
6735 #endif
6736
6737 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6738 {
6739         return 0;
6740 }
6741
6742 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
6743                         const char *buf, size_t length)
6744 {
6745         if (buf[0] == '1')
6746                 kmem_cache_shrink(s);
6747         else
6748                 return -EINVAL;
6749         return length;
6750 }
6751 SLAB_ATTR(shrink);
6752
6753 #ifdef CONFIG_NUMA
6754 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6755 {
6756         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
6757 }
6758
6759 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
6760                                 const char *buf, size_t length)
6761 {
6762         unsigned int ratio;
6763         int err;
6764
6765         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
6766         if (err)
6767                 return err;
6768         if (ratio > 100)
6769                 return -ERANGE;
6770
6771         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
6772
6773         return length;
6774 }
6775 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
6776 #endif
6777
6778 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
6779 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
6780 {
6781         unsigned long sum  = 0;
6782         int cpu;
6783         int len = 0;
6784         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
6785
6786         if (!data)
6787                 return -ENOMEM;
6788
6789         for_each_online_cpu(cpu) {
6790                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
6791
6792                 data[cpu] = x;
6793                 sum += x;
6794         }
6795
6796         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", sum);
6797
6798 #ifdef CONFIG_SMP
6799         for_each_online_cpu(cpu) {
6800                 if (data[cpu])
6801                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%u",
6802                                              cpu, data[cpu]);
6803         }
6804 #endif
6805         kfree(data);
6806         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6807
6808         return len;
6809 }
6810
6811 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
6812 {
6813         int cpu;
6814
6815         for_each_online_cpu(cpu)
6816                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
6817 }
6818
6819 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
6820 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
6821 {                                                               \
6822         return show_stat(s, buf, si);                           \
6823 }                                                               \
6824 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
6825                                 const char *buf, size_t length) \
6826 {                                                               \
6827         if (buf[0] != '0')                                      \
6828                 return -EINVAL;                                 \
6829         clear_stat(s, si);                                      \
6830         return length;                                          \
6831 }                                                               \
6832 SLAB_ATTR(text);                                                \
6833
6834 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
6835 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
6836 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
6837 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
6838 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
6839 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
6840 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
6841 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
6842 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
6843 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
6844 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
6845 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
6846 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
6847 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
6848 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
6849 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
6850 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
6851 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
6852 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
6853 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
6854 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
6855 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
6856 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
6857 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
6858 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
6859 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
6860 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
6861
6862 #ifdef CONFIG_KFENCE
6863 static ssize_t skip_kfence_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6864 {
6865         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_SKIP_KFENCE));
6866 }
6867
6868 static ssize_t skip_kfence_store(struct kmem_cache *s,
6869                         const char *buf, size_t length)
6870 {
6871         int ret = length;
6872
6873         if (buf[0] == '0')
6874                 s->flags &= ~SLAB_SKIP_KFENCE;
6875         else if (buf[0] == '1')
6876                 s->flags |= SLAB_SKIP_KFENCE;
6877         else
6878                 ret = -EINVAL;
6879
6880         return ret;
6881 }
6882 SLAB_ATTR(skip_kfence);
6883 #endif
6884
6885 static struct attribute *slab_attrs[] = {
6886         &slab_size_attr.attr,
6887         &object_size_attr.attr,
6888         &objs_per_slab_attr.attr,
6889         &order_attr.attr,
6890         &min_partial_attr.attr,
6891         &cpu_partial_attr.attr,
6892         &objects_partial_attr.attr,
6893         &partial_attr.attr,
6894         &cpu_slabs_attr.attr,
6895         &ctor_attr.attr,
6896         &aliases_attr.attr,
6897         &align_attr.attr,
6898         &hwcache_align_attr.attr,
6899         &reclaim_account_attr.attr,
6900         &destroy_by_rcu_attr.attr,
6901         &shrink_attr.attr,
6902         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
6903 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6904         &total_objects_attr.attr,
6905         &objects_attr.attr,
6906         &slabs_attr.attr,
6907         &sanity_checks_attr.attr,
6908         &trace_attr.attr,
6909         &red_zone_attr.attr,
6910         &poison_attr.attr,
6911         &store_user_attr.attr,
6912         &validate_attr.attr,
6913 #endif
6914 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
6915         &cache_dma_attr.attr,
6916 #endif
6917 #ifdef CONFIG_NUMA
6918         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
6919 #endif
6920 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
6921         &alloc_fastpath_attr.attr,
6922         &alloc_slowpath_attr.attr,
6923         &free_fastpath_attr.attr,
6924         &free_slowpath_attr.attr,
6925         &free_frozen_attr.attr,
6926         &free_add_partial_attr.attr,
6927         &free_remove_partial_attr.attr,
6928         &alloc_from_partial_attr.attr,
6929         &alloc_slab_attr.attr,
6930         &alloc_refill_attr.attr,
6931         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
6932         &free_slab_attr.attr,
6933         &cpuslab_flush_attr.attr,
6934         &deactivate_full_attr.attr,
6935         &deactivate_empty_attr.attr,
6936         &deactivate_to_head_attr.attr,
6937         &deactivate_to_tail_attr.attr,
6938         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
6939         &deactivate_bypass_attr.attr,
6940         &order_fallback_attr.attr,
6941         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
6942         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
6943         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
6944         &cpu_partial_free_attr.attr,
6945         &cpu_partial_node_attr.attr,
6946         &cpu_partial_drain_attr.attr,
6947 #endif
6948 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
6949         &failslab_attr.attr,
6950 #endif
6951 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
6952         &usersize_attr.attr,
6953 #endif
6954 #ifdef CONFIG_KFENCE
6955         &skip_kfence_attr.attr,
6956 #endif
6957
6958         NULL
6959 };
6960
6961 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
6962         .attrs = slab_attrs,
6963 };
6964
6965 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
6966                                 struct attribute *attr,
6967                                 char *buf)
6968 {
6969         struct slab_attribute *attribute;
6970         struct kmem_cache *s;
6971
6972         attribute = to_slab_attr(attr);
6973         s = to_slab(kobj);
6974
6975         if (!attribute->show)
6976                 return -EIO;
6977
6978         return attribute->show(s, buf);
6979 }
6980
6981 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
6982                                 struct attribute *attr,
6983                                 const char *buf, size_t len)
6984 {
6985         struct slab_attribute *attribute;
6986         struct kmem_cache *s;
6987
6988         attribute = to_slab_attr(attr);
6989         s = to_slab(kobj);
6990
6991         if (!attribute->store)
6992                 return -EIO;
6993
6994         return attribute->store(s, buf, len);
6995 }
6996
6997 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
6998 {
6999         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
7000 }
7001
7002 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
7003         .show = slab_attr_show,
7004         .store = slab_attr_store,
7005 };
7006
7007 static const struct kobj_type slab_ktype = {
7008         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
7009         .release = kmem_cache_release,
7010 };
7011
7012 static struct kset *slab_kset;
7013
7014 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
7015 {
7016         return slab_kset;
7017 }
7018
7019 #define ID_STR_LENGTH 32
7020
7021 /* Create a unique string id for a slab cache:
7022  *
7023  * Format       :[flags-]size
7024  */
7025 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
7026 {
7027         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
7028         char *p = name;
7029
7030         if (!name)
7031                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7032
7033         *p++ = ':';
7034         /*
7035          * First flags affecting slabcache operations. We will only
7036          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
7037          * too many flags. The flags here must cover all flags that
7038          * are matched during merging to guarantee that the id is
7039          * unique.
7040          */
7041         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
7042                 *p++ = 'd';
7043         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
7044                 *p++ = 'D';
7045         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
7046                 *p++ = 'a';
7047         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
7048                 *p++ = 'F';
7049         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
7050                 *p++ = 'A';
7051         if (p != name + 1)
7052                 *p++ = '-';
7053         p += snprintf(p, ID_STR_LENGTH - (p - name), "%07u", s->size);
7054
7055         if (WARN_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1)) {
7056                 kfree(name);
7057                 return ERR_PTR(-EINVAL);
7058         }
7059         kmsan_unpoison_memory(name, p - name);
7060         return name;
7061 }
7062
7063 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
7064 {
7065         int err;
7066         const char *name;
7067         struct kset *kset = cache_kset(s);
7068         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
7069
7070         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
7071                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
7072                 unmergeable = 1;
7073
7074         if (unmergeable) {
7075                 /*
7076                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
7077                  * This is typically the case for debug situations. In that
7078                  * case we can catch duplicate names easily.
7079                  */
7080                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
7081                 name = s->name;
7082         } else {
7083                 /*
7084                  * Create a unique name for the slab as a target
7085                  * for the symlinks.
7086                  */
7087                 name = create_unique_id(s);
7088                 if (IS_ERR(name))
7089                         return PTR_ERR(name);
7090         }
7091
7092         s->kobj.kset = kset;
7093         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
7094         if (err)
7095                 goto out;
7096
7097         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
7098         if (err)
7099                 goto out_del_kobj;
7100
7101         if (!unmergeable) {
7102                 /* Setup first alias */
7103                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
7104         }
7105 out:
7106         if (!unmergeable)
7107                 kfree(name);
7108         return err;
7109 out_del_kobj:
7110         kobject_del(&s->kobj);
7111         goto out;
7112 }
7113
7114 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
7115 {
7116         kobject_del(&s->kobj);
7117 }
7118
7119 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
7120 {
7121         kobject_put(&s->kobj);
7122 }
7123
7124 /*
7125  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
7126  * available lest we lose that information.
7127  */
7128 struct saved_alias {
7129         struct kmem_cache *s;
7130         const char *name;
7131         struct saved_alias *next;
7132 };
7133
7134 static struct saved_alias *alias_list;
7135
7136 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
7137 {
7138         struct saved_alias *al;
7139
7140         if (slab_state == FULL) {
7141                 /*
7142                  * If we have a leftover link then remove it.
7143                  */
7144                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
7145                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
7146         }
7147
7148         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
7149         if (!al)
7150                 return -ENOMEM;
7151
7152         al->s = s;
7153         al->name = name;
7154         al->next = alias_list;
7155         alias_list = al;
7156         kmsan_unpoison_memory(al, sizeof(*al));
7157         return 0;
7158 }
7159
7160 static int __init slab_sysfs_init(void)
7161 {
7162         struct kmem_cache *s;
7163         int err;
7164
7165         mutex_lock(&slab_mutex);
7166
7167         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
7168         if (!slab_kset) {
7169                 mutex_unlock(&slab_mutex);
7170                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
7171                 return -ENOMEM;
7172         }
7173
7174         slab_state = FULL;
7175
7176         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
7177                 err = sysfs_slab_add(s);
7178                 if (err)
7179                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
7180                                s->name);
7181         }
7182
7183         while (alias_list) {
7184                 struct saved_alias *al = alias_list;
7185
7186                 alias_list = alias_list->next;
7187                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
7188                 if (err)
7189                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
7190                                al->name);
7191                 kfree(al);
7192         }
7193
7194         mutex_unlock(&slab_mutex);
7195         return 0;
7196 }
7197 late_initcall(slab_sysfs_init);
7198 #endif /* SLAB_SUPPORTS_SYSFS */
7199
7200 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) && defined(CONFIG_DEBUG_FS)
7201 static int slab_debugfs_show(struct seq_file *seq, void *v)
7202 {
7203         struct loc_track *t = seq->private;
7204         struct location *l;
7205         unsigned long idx;
7206
7207         idx = (unsigned long) t->idx;
7208         if (idx < t->count) {
7209                 l = &t->loc[idx];
7210
7211                 seq_printf(seq, "%7ld ", l->count);
7212
7213                 if (l->addr)
7214                         seq_printf(seq, "%pS", (void *)l->addr);
7215                 else
7216                         seq_puts(seq, "<not-available>");
7217
7218                 if (l->waste)
7219                         seq_printf(seq, " waste=%lu/%lu",
7220                                 l->count * l->waste, l->waste);
7221
7222                 if (l->sum_time != l->min_time) {
7223                         seq_printf(seq, " age=%ld/%llu/%ld",
7224                                 l->min_time, div_u64(l->sum_time, l->count),
7225                                 l->max_time);
7226                 } else
7227                         seq_printf(seq, " age=%ld", l->min_time);
7228
7229                 if (l->min_pid != l->max_pid)
7230                         seq_printf(seq, " pid=%ld-%ld", l->min_pid, l->max_pid);
7231                 else
7232                         seq_printf(seq, " pid=%ld",
7233                                 l->min_pid);
7234
7235                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)))
7236                         seq_printf(seq, " cpus=%*pbl",
7237                                  cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
7238
7239                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes))
7240                         seq_printf(seq, " nodes=%*pbl",
7241                                  nodemask_pr_args(&l->nodes));
7242
7243 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
7244                 {
7245                         depot_stack_handle_t handle;
7246                         unsigned long *entries;
7247                         unsigned int nr_entries, j;
7248
7249                         handle = READ_ONCE(l->handle);
7250                         if (handle) {
7251                                 nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
7252                                 seq_puts(seq, "\n");
7253                                 for (j = 0; j < nr_entries; j++)
7254                                         seq_printf(seq, "        %pS\n", (void *)entries[j]);
7255                         }
7256                 }
7257 #endif
7258                 seq_puts(seq, "\n");
7259         }
7260
7261         if (!idx && !t->count)
7262                 seq_puts(seq, "No data\n");
7263
7264         return 0;
7265 }
7266
7267 static void slab_debugfs_stop(struct seq_file *seq, void *v)
7268 {
7269 }
7270
7271 static void *slab_debugfs_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *ppos)
7272 {
7273         struct loc_track *t = seq->private;
7274
7275         t->idx = ++(*ppos);
7276         if (*ppos <= t->count)
7277                 return ppos;
7278
7279         return NULL;
7280 }
7281
7282 static int cmp_loc_by_count(const void *a, const void *b, const void *data)
7283 {
7284         struct location *loc1 = (struct location *)a;
7285         struct location *loc2 = (struct location *)b;
7286
7287         if (loc1->count > loc2->count)
7288                 return -1;
7289         else
7290                 return 1;
7291 }
7292
7293 static void *slab_debugfs_start(struct seq_file *seq, loff_t *ppos)
7294 {
7295         struct loc_track *t = seq->private;
7296
7297         t->idx = *ppos;
7298         return ppos;
7299 }
7300
7301 static const struct seq_operations slab_debugfs_sops = {
7302         .start  = slab_debugfs_start,
7303         .next   = slab_debugfs_next,
7304         .stop   = slab_debugfs_stop,
7305         .show   = slab_debugfs_show,
7306 };
7307
7308 static int slab_debug_trace_open(struct inode *inode, struct file *filep)
7309 {
7310
7311         struct kmem_cache_node *n;
7312         enum track_item alloc;
7313         int node;
7314         struct loc_track *t = __seq_open_private(filep, &slab_debugfs_sops,
7315                                                 sizeof(struct loc_track));
7316         struct kmem_cache *s = file_inode(filep)->i_private;
7317         unsigned long *obj_map;
7318
7319         if (!t)
7320                 return -ENOMEM;
7321
7322         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
7323         if (!obj_map) {
7324                 seq_release_private(inode, filep);
7325                 return -ENOMEM;
7326         }
7327
7328         if (strcmp(filep->f_path.dentry->d_name.name, "alloc_traces") == 0)
7329                 alloc = TRACK_ALLOC;
7330         else
7331                 alloc = TRACK_FREE;
7332
7333         if (!alloc_loc_track(t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location), GFP_KERNEL)) {
7334                 bitmap_free(obj_map);
7335                 seq_release_private(inode, filep);
7336                 return -ENOMEM;
7337         }
7338
7339         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
7340                 unsigned long flags;
7341                 struct slab *slab;
7342
7343                 if (!node_nr_slabs(n))
7344                         continue;
7345
7346                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
7347                 list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
7348                         process_slab(t, s, slab, alloc, obj_map);
7349                 list_for_each_entry(slab, &n->full, slab_list)
7350                         process_slab(t, s, slab, alloc, obj_map);
7351                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
7352         }
7353
7354         /* Sort locations by count */
7355         sort_r(t->loc, t->count, sizeof(struct location),
7356                 cmp_loc_by_count, NULL, NULL);
7357
7358         bitmap_free(obj_map);
7359         return 0;
7360 }
7361
7362 static int slab_debug_trace_release(struct inode *inode, struct file *file)
7363 {
7364         struct seq_file *seq = file->private_data;
7365         struct loc_track *t = seq->private;
7366
7367         free_loc_track(t);
7368         return seq_release_private(inode, file);
7369 }
7370
7371 static const struct file_operations slab_debugfs_fops = {
7372         .open    = slab_debug_trace_open,
7373         .read    = seq_read,
7374         .llseek  = seq_lseek,
7375         .release = slab_debug_trace_release,
7376 };
7377
7378 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
7379 {
7380         struct dentry *slab_cache_dir;
7381
7382         if (unlikely(!slab_debugfs_root))
7383                 return;
7384
7385         slab_cache_dir = debugfs_create_dir(s->name, slab_debugfs_root);
7386
7387         debugfs_create_file("alloc_traces", 0400,
7388                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
7389
7390         debugfs_create_file("free_traces", 0400,
7391                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
7392 }
7393
7394 void debugfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
7395 {
7396         debugfs_lookup_and_remove(s->name, slab_debugfs_root);
7397 }
7398
7399 static int __init slab_debugfs_init(void)
7400 {
7401         struct kmem_cache *s;
7402
7403         slab_debugfs_root = debugfs_create_dir("slab", NULL);
7404
7405         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
7406                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
7407                         debugfs_slab_add(s);
7408
7409         return 0;
7410
7411 }
7412 __initcall(slab_debugfs_init);
7413 #endif
7414 /*
7415  * The /proc/slabinfo ABI
7416  */
7417 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
7418 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
7419 {
7420         unsigned long nr_slabs = 0;
7421         unsigned long nr_objs = 0;
7422         unsigned long nr_free = 0;
7423         int node;
7424         struct kmem_cache_node *n;
7425
7426         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
7427                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
7428                 nr_objs += node_nr_objs(n);
7429                 nr_free += count_partial_free_approx(n);
7430         }
7431
7432         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
7433         sinfo->num_objs = nr_objs;
7434         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
7435         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
7436         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
7437         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
7438 }
7439 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
This page took 0.459363 seconds and 4 git commands to generate.