]> Git Repo - linux.git/blob - mm/slub.c
Merge tag 'hwmon-for-v6.10' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/groeck...
[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         struct page *page = slab_page(slab);
650
651         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
652         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
653 }
654
655 static __always_inline void slab_unlock(struct slab *slab)
656 {
657         struct page *page = slab_page(slab);
658
659         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
660         bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
661 }
662
663 static inline bool
664 __update_freelist_fast(struct slab *slab,
665                       void *freelist_old, unsigned long counters_old,
666                       void *freelist_new, unsigned long counters_new)
667 {
668 #ifdef system_has_freelist_aba
669         freelist_aba_t old = { .freelist = freelist_old, .counter = counters_old };
670         freelist_aba_t new = { .freelist = freelist_new, .counter = counters_new };
671
672         return try_cmpxchg_freelist(&slab->freelist_counter.full, &old.full, new.full);
673 #else
674         return false;
675 #endif
676 }
677
678 static inline bool
679 __update_freelist_slow(struct slab *slab,
680                       void *freelist_old, unsigned long counters_old,
681                       void *freelist_new, unsigned long counters_new)
682 {
683         bool ret = false;
684
685         slab_lock(slab);
686         if (slab->freelist == freelist_old &&
687             slab->counters == counters_old) {
688                 slab->freelist = freelist_new;
689                 slab->counters = counters_new;
690                 ret = true;
691         }
692         slab_unlock(slab);
693
694         return ret;
695 }
696
697 /*
698  * Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right), typically
699  * by an _irqsave() lock variant. On PREEMPT_RT the preempt_disable(), which is
700  * part of bit_spin_lock(), is sufficient because the policy is not to allow any
701  * allocation/ free operation in hardirq context. Therefore nothing can
702  * interrupt the operation.
703  */
704 static inline bool __slab_update_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
705                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
706                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
707                 const char *n)
708 {
709         bool ret;
710
711         if (USE_LOCKLESS_FAST_PATH())
712                 lockdep_assert_irqs_disabled();
713
714         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
715                 ret = __update_freelist_fast(slab, freelist_old, counters_old,
716                                             freelist_new, counters_new);
717         } else {
718                 ret = __update_freelist_slow(slab, freelist_old, counters_old,
719                                             freelist_new, counters_new);
720         }
721         if (likely(ret))
722                 return true;
723
724         cpu_relax();
725         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
726
727 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
728         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
729 #endif
730
731         return false;
732 }
733
734 static inline bool slab_update_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
735                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
736                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
737                 const char *n)
738 {
739         bool ret;
740
741         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
742                 ret = __update_freelist_fast(slab, freelist_old, counters_old,
743                                             freelist_new, counters_new);
744         } else {
745                 unsigned long flags;
746
747                 local_irq_save(flags);
748                 ret = __update_freelist_slow(slab, freelist_old, counters_old,
749                                             freelist_new, counters_new);
750                 local_irq_restore(flags);
751         }
752         if (likely(ret))
753                 return true;
754
755         cpu_relax();
756         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
757
758 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
759         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
760 #endif
761
762         return false;
763 }
764
765 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
766 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
767 static DEFINE_SPINLOCK(object_map_lock);
768
769 static void __fill_map(unsigned long *obj_map, struct kmem_cache *s,
770                        struct slab *slab)
771 {
772         void *addr = slab_address(slab);
773         void *p;
774
775         bitmap_zero(obj_map, slab->objects);
776
777         for (p = slab->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
778                 set_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map);
779 }
780
781 #if IS_ENABLED(CONFIG_KUNIT)
782 static bool slab_add_kunit_errors(void)
783 {
784         struct kunit_resource *resource;
785
786         if (!kunit_get_current_test())
787                 return false;
788
789         resource = kunit_find_named_resource(current->kunit_test, "slab_errors");
790         if (!resource)
791                 return false;
792
793         (*(int *)resource->data)++;
794         kunit_put_resource(resource);
795         return true;
796 }
797 #else
798 static inline bool slab_add_kunit_errors(void) { return false; }
799 #endif
800
801 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
802 {
803         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
804                 return s->size - s->red_left_pad;
805
806         return s->size;
807 }
808
809 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
810 {
811         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
812                 p -= s->red_left_pad;
813
814         return p;
815 }
816
817 /*
818  * Debug settings:
819  */
820 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
821 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
822 #else
823 static slab_flags_t slub_debug;
824 #endif
825
826 static char *slub_debug_string;
827 static int disable_higher_order_debug;
828
829 /*
830  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
831  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
832  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
833  * to tell kasan that these accesses are OK.
834  */
835 static inline void metadata_access_enable(void)
836 {
837         kasan_disable_current();
838 }
839
840 static inline void metadata_access_disable(void)
841 {
842         kasan_enable_current();
843 }
844
845 /*
846  * Object debugging
847  */
848
849 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
850 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
851                                 struct slab *slab, void *object)
852 {
853         void *base;
854
855         if (!object)
856                 return 1;
857
858         base = slab_address(slab);
859         object = kasan_reset_tag(object);
860         object = restore_red_left(s, object);
861         if (object < base || object >= base + slab->objects * s->size ||
862                 (object - base) % s->size) {
863                 return 0;
864         }
865
866         return 1;
867 }
868
869 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
870                           unsigned int length)
871 {
872         metadata_access_enable();
873         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS,
874                         16, 1, kasan_reset_tag((void *)addr), length, 1);
875         metadata_access_disable();
876 }
877
878 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
879         enum track_item alloc)
880 {
881         struct track *p;
882
883         p = object + get_info_end(s);
884
885         return kasan_reset_tag(p + alloc);
886 }
887
888 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
889 static noinline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void)
890 {
891         depot_stack_handle_t handle;
892         unsigned long entries[TRACK_ADDRS_COUNT];
893         unsigned int nr_entries;
894
895         nr_entries = stack_trace_save(entries, ARRAY_SIZE(entries), 3);
896         handle = stack_depot_save(entries, nr_entries, GFP_NOWAIT);
897
898         return handle;
899 }
900 #else
901 static inline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void)
902 {
903         return 0;
904 }
905 #endif
906
907 static void set_track_update(struct kmem_cache *s, void *object,
908                              enum track_item alloc, unsigned long addr,
909                              depot_stack_handle_t handle)
910 {
911         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
912
913 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
914         p->handle = handle;
915 #endif
916         p->addr = addr;
917         p->cpu = smp_processor_id();
918         p->pid = current->pid;
919         p->when = jiffies;
920 }
921
922 static __always_inline void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
923                                       enum track_item alloc, unsigned long addr)
924 {
925         depot_stack_handle_t handle = set_track_prepare();
926
927         set_track_update(s, object, alloc, addr, handle);
928 }
929
930 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
931 {
932         struct track *p;
933
934         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
935                 return;
936
937         p = get_track(s, object, TRACK_ALLOC);
938         memset(p, 0, 2*sizeof(struct track));
939 }
940
941 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
942 {
943         depot_stack_handle_t handle __maybe_unused;
944
945         if (!t->addr)
946                 return;
947
948         pr_err("%s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
949                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
950 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
951         handle = READ_ONCE(t->handle);
952         if (handle)
953                 stack_depot_print(handle);
954         else
955                 pr_err("object allocation/free stack trace missing\n");
956 #endif
957 }
958
959 void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
960 {
961         unsigned long pr_time = jiffies;
962         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
963                 return;
964
965         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
966         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
967 }
968
969 static void print_slab_info(const struct slab *slab)
970 {
971         struct folio *folio = (struct folio *)slab_folio(slab);
972
973         pr_err("Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=%pGp\n",
974                slab, slab->objects, slab->inuse, slab->freelist,
975                folio_flags(folio, 0));
976 }
977
978 /*
979  * kmalloc caches has fixed sizes (mostly power of 2), and kmalloc() API
980  * family will round up the real request size to these fixed ones, so
981  * there could be an extra area than what is requested. Save the original
982  * request size in the meta data area, for better debug and sanity check.
983  */
984 static inline void set_orig_size(struct kmem_cache *s,
985                                 void *object, unsigned int orig_size)
986 {
987         void *p = kasan_reset_tag(object);
988         unsigned int kasan_meta_size;
989
990         if (!slub_debug_orig_size(s))
991                 return;
992
993         /*
994          * KASAN can save its free meta data inside of the object at offset 0.
995          * If this meta data size is larger than 'orig_size', it will overlap
996          * the data redzone in [orig_size+1, object_size]. Thus, we adjust
997          * 'orig_size' to be as at least as big as KASAN's meta data.
998          */
999         kasan_meta_size = kasan_metadata_size(s, true);
1000         if (kasan_meta_size > orig_size)
1001                 orig_size = kasan_meta_size;
1002
1003         p += get_info_end(s);
1004         p += sizeof(struct track) * 2;
1005
1006         *(unsigned int *)p = orig_size;
1007 }
1008
1009 static inline unsigned int get_orig_size(struct kmem_cache *s, void *object)
1010 {
1011         void *p = kasan_reset_tag(object);
1012
1013         if (!slub_debug_orig_size(s))
1014                 return s->object_size;
1015
1016         p += get_info_end(s);
1017         p += sizeof(struct track) * 2;
1018
1019         return *(unsigned int *)p;
1020 }
1021
1022 void skip_orig_size_check(struct kmem_cache *s, const void *object)
1023 {
1024         set_orig_size(s, (void *)object, s->object_size);
1025 }
1026
1027 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
1028 {
1029         struct va_format vaf;
1030         va_list args;
1031
1032         va_start(args, fmt);
1033         vaf.fmt = fmt;
1034         vaf.va = &args;
1035         pr_err("=============================================================================\n");
1036         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
1037         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
1038         va_end(args);
1039 }
1040
1041 __printf(2, 3)
1042 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
1043 {
1044         struct va_format vaf;
1045         va_list args;
1046
1047         if (slab_add_kunit_errors())
1048                 return;
1049
1050         va_start(args, fmt);
1051         vaf.fmt = fmt;
1052         vaf.va = &args;
1053         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
1054         va_end(args);
1055 }
1056
1057 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, u8 *p)
1058 {
1059         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
1060         u8 *addr = slab_address(slab);
1061
1062         print_tracking(s, p);
1063
1064         print_slab_info(slab);
1065
1066         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
1067                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
1068
1069         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
1070                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p - s->red_left_pad,
1071                               s->red_left_pad);
1072         else if (p > addr + 16)
1073                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
1074
1075         print_section(KERN_ERR,         "Object   ", p,
1076                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
1077         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
1078                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p + s->object_size,
1079                         s->inuse - s->object_size);
1080
1081         off = get_info_end(s);
1082
1083         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1084                 off += 2 * sizeof(struct track);
1085
1086         if (slub_debug_orig_size(s))
1087                 off += sizeof(unsigned int);
1088
1089         off += kasan_metadata_size(s, false);
1090
1091         if (off != size_from_object(s))
1092                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
1093                 print_section(KERN_ERR, "Padding  ", p + off,
1094                               size_from_object(s) - off);
1095
1096         dump_stack();
1097 }
1098
1099 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1100                         u8 *object, char *reason)
1101 {
1102         if (slab_add_kunit_errors())
1103                 return;
1104
1105         slab_bug(s, "%s", reason);
1106         print_trailer(s, slab, object);
1107         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
1108 }
1109
1110 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1111                                void **freelist, void *nextfree)
1112 {
1113         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
1114             !check_valid_pointer(s, slab, nextfree) && freelist) {
1115                 object_err(s, slab, *freelist, "Freechain corrupt");
1116                 *freelist = NULL;
1117                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
1118                 return true;
1119         }
1120
1121         return false;
1122 }
1123
1124 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1125                         const char *fmt, ...)
1126 {
1127         va_list args;
1128         char buf[100];
1129
1130         if (slab_add_kunit_errors())
1131                 return;
1132
1133         va_start(args, fmt);
1134         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
1135         va_end(args);
1136         slab_bug(s, "%s", buf);
1137         print_slab_info(slab);
1138         dump_stack();
1139         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
1140 }
1141
1142 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
1143 {
1144         u8 *p = kasan_reset_tag(object);
1145         unsigned int poison_size = s->object_size;
1146
1147         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1148                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
1149
1150                 if (slub_debug_orig_size(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE) {
1151                         /*
1152                          * Redzone the extra allocated space by kmalloc than
1153                          * requested, and the poison size will be limited to
1154                          * the original request size accordingly.
1155                          */
1156                         poison_size = get_orig_size(s, object);
1157                 }
1158         }
1159
1160         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
1161                 memset(p, POISON_FREE, poison_size - 1);
1162                 p[poison_size - 1] = POISON_END;
1163         }
1164
1165         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
1166                 memset(p + poison_size, val, s->inuse - poison_size);
1167 }
1168
1169 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
1170                                                 void *from, void *to)
1171 {
1172         slab_fix(s, "Restoring %s 0x%p-0x%p=0x%x", message, from, to - 1, data);
1173         memset(from, data, to - from);
1174 }
1175
1176 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1177                         u8 *object, char *what,
1178                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
1179 {
1180         u8 *fault;
1181         u8 *end;
1182         u8 *addr = slab_address(slab);
1183
1184         metadata_access_enable();
1185         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(start), value, bytes);
1186         metadata_access_disable();
1187         if (!fault)
1188                 return 1;
1189
1190         end = start + bytes;
1191         while (end > fault && end[-1] == value)
1192                 end--;
1193
1194         if (slab_add_kunit_errors())
1195                 goto skip_bug_print;
1196
1197         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
1198         pr_err("0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
1199                                         fault, end - 1, fault - addr,
1200                                         fault[0], value);
1201         print_trailer(s, slab, object);
1202         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
1203
1204 skip_bug_print:
1205         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
1206         return 0;
1207 }
1208
1209 /*
1210  * Object layout:
1211  *
1212  * object address
1213  *      Bytes of the object to be managed.
1214  *      If the freepointer may overlay the object then the free
1215  *      pointer is at the middle of the object.
1216  *
1217  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
1218  *      0xa5 (POISON_END)
1219  *
1220  * object + s->object_size
1221  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
1222  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
1223  *      object_size == inuse.
1224  *
1225  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
1226  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
1227  *
1228  * object + s->inuse
1229  *      Meta data starts here.
1230  *
1231  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
1232  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
1233  *      C. Original request size for kmalloc object (SLAB_STORE_USER enabled)
1234  *      D. Padding to reach required alignment boundary or at minimum
1235  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
1236  *              before the word boundary.
1237  *
1238  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
1239  *
1240  * object + s->size
1241  *      Nothing is used beyond s->size.
1242  *
1243  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
1244  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
1245  * may be used with merged slabcaches.
1246  */
1247
1248 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, u8 *p)
1249 {
1250         unsigned long off = get_info_end(s);    /* The end of info */
1251
1252         if (s->flags & SLAB_STORE_USER) {
1253                 /* We also have user information there */
1254                 off += 2 * sizeof(struct track);
1255
1256                 if (s->flags & SLAB_KMALLOC)
1257                         off += sizeof(unsigned int);
1258         }
1259
1260         off += kasan_metadata_size(s, false);
1261
1262         if (size_from_object(s) == off)
1263                 return 1;
1264
1265         return check_bytes_and_report(s, slab, p, "Object padding",
1266                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
1267 }
1268
1269 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
1270 static void slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1271 {
1272         u8 *start;
1273         u8 *fault;
1274         u8 *end;
1275         u8 *pad;
1276         int length;
1277         int remainder;
1278
1279         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
1280                 return;
1281
1282         start = slab_address(slab);
1283         length = slab_size(slab);
1284         end = start + length;
1285         remainder = length % s->size;
1286         if (!remainder)
1287                 return;
1288
1289         pad = end - remainder;
1290         metadata_access_enable();
1291         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(pad), POISON_INUSE, remainder);
1292         metadata_access_disable();
1293         if (!fault)
1294                 return;
1295         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
1296                 end--;
1297
1298         slab_err(s, slab, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
1299                         fault, end - 1, fault - start);
1300         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
1301
1302         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
1303 }
1304
1305 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1306                                         void *object, u8 val)
1307 {
1308         u8 *p = object;
1309         u8 *endobject = object + s->object_size;
1310         unsigned int orig_size, kasan_meta_size;
1311
1312         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1313                 if (!check_bytes_and_report(s, slab, object, "Left Redzone",
1314                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
1315                         return 0;
1316
1317                 if (!check_bytes_and_report(s, slab, object, "Right Redzone",
1318                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
1319                         return 0;
1320
1321                 if (slub_debug_orig_size(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE) {
1322                         orig_size = get_orig_size(s, object);
1323
1324                         if (s->object_size > orig_size  &&
1325                                 !check_bytes_and_report(s, slab, object,
1326                                         "kmalloc Redzone", p + orig_size,
1327                                         val, s->object_size - orig_size)) {
1328                                 return 0;
1329                         }
1330                 }
1331         } else {
1332                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
1333                         check_bytes_and_report(s, slab, p, "Alignment padding",
1334                                 endobject, POISON_INUSE,
1335                                 s->inuse - s->object_size);
1336                 }
1337         }
1338
1339         if (s->flags & SLAB_POISON) {
1340                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON)) {
1341                         /*
1342                          * KASAN can save its free meta data inside of the
1343                          * object at offset 0. Thus, skip checking the part of
1344                          * the redzone that overlaps with the meta data.
1345                          */
1346                         kasan_meta_size = kasan_metadata_size(s, true);
1347                         if (kasan_meta_size < s->object_size - 1 &&
1348                             !check_bytes_and_report(s, slab, p, "Poison",
1349                                         p + kasan_meta_size, POISON_FREE,
1350                                         s->object_size - kasan_meta_size - 1))
1351                                 return 0;
1352                         if (kasan_meta_size < s->object_size &&
1353                             !check_bytes_and_report(s, slab, p, "End Poison",
1354                                         p + s->object_size - 1, POISON_END, 1))
1355                                 return 0;
1356                 }
1357                 /*
1358                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
1359                  */
1360                 check_pad_bytes(s, slab, p);
1361         }
1362
1363         if (!freeptr_outside_object(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE)
1364                 /*
1365                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
1366                  * freepointer while object is allocated.
1367                  */
1368                 return 1;
1369
1370         /* Check free pointer validity */
1371         if (!check_valid_pointer(s, slab, get_freepointer(s, p))) {
1372                 object_err(s, slab, p, "Freepointer corrupt");
1373                 /*
1374                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
1375                  * of the free objects in this slab. May cause
1376                  * another error because the object count is now wrong.
1377                  */
1378                 set_freepointer(s, p, NULL);
1379                 return 0;
1380         }
1381         return 1;
1382 }
1383
1384 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1385 {
1386         int maxobj;
1387
1388         if (!folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1389                 slab_err(s, slab, "Not a valid slab page");
1390                 return 0;
1391         }
1392
1393         maxobj = order_objects(slab_order(slab), s->size);
1394         if (slab->objects > maxobj) {
1395                 slab_err(s, slab, "objects %u > max %u",
1396                         slab->objects, maxobj);
1397                 return 0;
1398         }
1399         if (slab->inuse > slab->objects) {
1400                 slab_err(s, slab, "inuse %u > max %u",
1401                         slab->inuse, slab->objects);
1402                 return 0;
1403         }
1404         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
1405         slab_pad_check(s, slab);
1406         return 1;
1407 }
1408
1409 /*
1410  * Determine if a certain object in a slab is on the freelist. Must hold the
1411  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
1412  */
1413 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *search)
1414 {
1415         int nr = 0;
1416         void *fp;
1417         void *object = NULL;
1418         int max_objects;
1419
1420         fp = slab->freelist;
1421         while (fp && nr <= slab->objects) {
1422                 if (fp == search)
1423                         return 1;
1424                 if (!check_valid_pointer(s, slab, fp)) {
1425                         if (object) {
1426                                 object_err(s, slab, object,
1427                                         "Freechain corrupt");
1428                                 set_freepointer(s, object, NULL);
1429                         } else {
1430                                 slab_err(s, slab, "Freepointer corrupt");
1431                                 slab->freelist = NULL;
1432                                 slab->inuse = slab->objects;
1433                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
1434                                 return 0;
1435                         }
1436                         break;
1437                 }
1438                 object = fp;
1439                 fp = get_freepointer(s, object);
1440                 nr++;
1441         }
1442
1443         max_objects = order_objects(slab_order(slab), s->size);
1444         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1445                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1446
1447         if (slab->objects != max_objects) {
1448                 slab_err(s, slab, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1449                          slab->objects, max_objects);
1450                 slab->objects = max_objects;
1451                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted");
1452         }
1453         if (slab->inuse != slab->objects - nr) {
1454                 slab_err(s, slab, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1455                          slab->inuse, slab->objects - nr);
1456                 slab->inuse = slab->objects - nr;
1457                 slab_fix(s, "Object count adjusted");
1458         }
1459         return search == NULL;
1460 }
1461
1462 static void trace(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *object,
1463                                                                 int alloc)
1464 {
1465         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1466                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1467                         s->name,
1468                         alloc ? "alloc" : "free",
1469                         object, slab->inuse,
1470                         slab->freelist);
1471
1472                 if (!alloc)
1473                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1474                                         s->object_size);
1475
1476                 dump_stack();
1477         }
1478 }
1479
1480 /*
1481  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1482  */
1483 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1484         struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab)
1485 {
1486         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1487                 return;
1488
1489         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1490         list_add(&slab->slab_list, &n->full);
1491 }
1492
1493 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab)
1494 {
1495         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1496                 return;
1497
1498         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1499         list_del(&slab->slab_list);
1500 }
1501
1502 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1503 {
1504         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1505 }
1506
1507 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1508 {
1509         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1510
1511         atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1512         atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1513 }
1514 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1515 {
1516         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1517
1518         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1519         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1520 }
1521
1522 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1523 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, void *object)
1524 {
1525         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON))
1526                 return;
1527
1528         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1529         init_tracking(s, object);
1530 }
1531
1532 static
1533 void setup_slab_debug(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *addr)
1534 {
1535         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_POISON))
1536                 return;
1537
1538         metadata_access_enable();
1539         memset(kasan_reset_tag(addr), POISON_INUSE, slab_size(slab));
1540         metadata_access_disable();
1541 }
1542
1543 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1544                                         struct slab *slab, void *object)
1545 {
1546         if (!check_slab(s, slab))
1547                 return 0;
1548
1549         if (!check_valid_pointer(s, slab, object)) {
1550                 object_err(s, slab, object, "Freelist Pointer check fails");
1551                 return 0;
1552         }
1553
1554         if (!check_object(s, slab, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1555                 return 0;
1556
1557         return 1;
1558 }
1559
1560 static noinline bool alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1561                         struct slab *slab, void *object, int orig_size)
1562 {
1563         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1564                 if (!alloc_consistency_checks(s, slab, object))
1565                         goto bad;
1566         }
1567
1568         /* Success. Perform special debug activities for allocs */
1569         trace(s, slab, object, 1);
1570         set_orig_size(s, object, orig_size);
1571         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1572         return true;
1573
1574 bad:
1575         if (folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1576                 /*
1577                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1578                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1579                  * as used avoids touching the remaining objects.
1580                  */
1581                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1582                 slab->inuse = slab->objects;
1583                 slab->freelist = NULL;
1584         }
1585         return false;
1586 }
1587
1588 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1589                 struct slab *slab, void *object, unsigned long addr)
1590 {
1591         if (!check_valid_pointer(s, slab, object)) {
1592                 slab_err(s, slab, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1593                 return 0;
1594         }
1595
1596         if (on_freelist(s, slab, object)) {
1597                 object_err(s, slab, object, "Object already free");
1598                 return 0;
1599         }
1600
1601         if (!check_object(s, slab, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1602                 return 0;
1603
1604         if (unlikely(s != slab->slab_cache)) {
1605                 if (!folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1606                         slab_err(s, slab, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1607                                  object);
1608                 } else if (!slab->slab_cache) {
1609                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1610                                object);
1611                         dump_stack();
1612                 } else
1613                         object_err(s, slab, object,
1614                                         "page slab pointer corrupt.");
1615                 return 0;
1616         }
1617         return 1;
1618 }
1619
1620 /*
1621  * Parse a block of slab_debug options. Blocks are delimited by ';'
1622  *
1623  * @str:    start of block
1624  * @flags:  returns parsed flags, or DEBUG_DEFAULT_FLAGS if none specified
1625  * @slabs:  return start of list of slabs, or NULL when there's no list
1626  * @init:   assume this is initial parsing and not per-kmem-create parsing
1627  *
1628  * returns the start of next block if there's any, or NULL
1629  */
1630 static char *
1631 parse_slub_debug_flags(char *str, slab_flags_t *flags, char **slabs, bool init)
1632 {
1633         bool higher_order_disable = false;
1634
1635         /* Skip any completely empty blocks */
1636         while (*str && *str == ';')
1637                 str++;
1638
1639         if (*str == ',') {
1640                 /*
1641                  * No options but restriction on slabs. This means full
1642                  * debugging for slabs matching a pattern.
1643                  */
1644                 *flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1645                 goto check_slabs;
1646         }
1647         *flags = 0;
1648
1649         /* Determine which debug features should be switched on */
1650         for (; *str && *str != ',' && *str != ';'; str++) {
1651                 switch (tolower(*str)) {
1652                 case '-':
1653                         *flags = 0;
1654                         break;
1655                 case 'f':
1656                         *flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1657                         break;
1658                 case 'z':
1659                         *flags |= SLAB_RED_ZONE;
1660                         break;
1661                 case 'p':
1662                         *flags |= SLAB_POISON;
1663                         break;
1664                 case 'u':
1665                         *flags |= SLAB_STORE_USER;
1666                         break;
1667                 case 't':
1668                         *flags |= SLAB_TRACE;
1669                         break;
1670                 case 'a':
1671                         *flags |= SLAB_FAILSLAB;
1672                         break;
1673                 case 'o':
1674                         /*
1675                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1676                          * order would increase as a result.
1677                          */
1678                         higher_order_disable = true;
1679                         break;
1680                 default:
1681                         if (init)
1682                                 pr_err("slab_debug option '%c' unknown. skipped\n", *str);
1683                 }
1684         }
1685 check_slabs:
1686         if (*str == ',')
1687                 *slabs = ++str;
1688         else
1689                 *slabs = NULL;
1690
1691         /* Skip over the slab list */
1692         while (*str && *str != ';')
1693                 str++;
1694
1695         /* Skip any completely empty blocks */
1696         while (*str && *str == ';')
1697                 str++;
1698
1699         if (init && higher_order_disable)
1700                 disable_higher_order_debug = 1;
1701
1702         if (*str)
1703                 return str;
1704         else
1705                 return NULL;
1706 }
1707
1708 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1709 {
1710         slab_flags_t flags;
1711         slab_flags_t global_flags;
1712         char *saved_str;
1713         char *slab_list;
1714         bool global_slub_debug_changed = false;
1715         bool slab_list_specified = false;
1716
1717         global_flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1718         if (*str++ != '=' || !*str)
1719                 /*
1720                  * No options specified. Switch on full debugging.
1721                  */
1722                 goto out;
1723
1724         saved_str = str;
1725         while (str) {
1726                 str = parse_slub_debug_flags(str, &flags, &slab_list, true);
1727
1728                 if (!slab_list) {
1729                         global_flags = flags;
1730                         global_slub_debug_changed = true;
1731                 } else {
1732                         slab_list_specified = true;
1733                         if (flags & SLAB_STORE_USER)
1734                                 stack_depot_request_early_init();
1735                 }
1736         }
1737
1738         /*
1739          * For backwards compatibility, a single list of flags with list of
1740          * slabs means debugging is only changed for those slabs, so the global
1741          * slab_debug should be unchanged (0 or DEBUG_DEFAULT_FLAGS, depending
1742          * on CONFIG_SLUB_DEBUG_ON). We can extended that to multiple lists as
1743          * long as there is no option specifying flags without a slab list.
1744          */
1745         if (slab_list_specified) {
1746                 if (!global_slub_debug_changed)
1747                         global_flags = slub_debug;
1748                 slub_debug_string = saved_str;
1749         }
1750 out:
1751         slub_debug = global_flags;
1752         if (slub_debug & SLAB_STORE_USER)
1753                 stack_depot_request_early_init();
1754         if (slub_debug != 0 || slub_debug_string)
1755                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
1756         else
1757                 static_branch_disable(&slub_debug_enabled);
1758         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1759              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1760             (slub_debug & SLAB_POISON))
1761                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1762         return 1;
1763 }
1764
1765 __setup("slab_debug", setup_slub_debug);
1766 __setup_param("slub_debug", slub_debug, setup_slub_debug, 0);
1767
1768 /*
1769  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1770  * @flags:              flags to set
1771  * @name:               name of the cache
1772  *
1773  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1774  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1775  * slab_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1776  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1777  */
1778 slab_flags_t kmem_cache_flags(slab_flags_t flags, const char *name)
1779 {
1780         char *iter;
1781         size_t len;
1782         char *next_block;
1783         slab_flags_t block_flags;
1784         slab_flags_t slub_debug_local = slub_debug;
1785
1786         if (flags & SLAB_NO_USER_FLAGS)
1787                 return flags;
1788
1789         /*
1790          * If the slab cache is for debugging (e.g. kmemleak) then
1791          * don't store user (stack trace) information by default,
1792          * but let the user enable it via the command line below.
1793          */
1794         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1795                 slub_debug_local &= ~SLAB_STORE_USER;
1796
1797         len = strlen(name);
1798         next_block = slub_debug_string;
1799         /* Go through all blocks of debug options, see if any matches our slab's name */
1800         while (next_block) {
1801                 next_block = parse_slub_debug_flags(next_block, &block_flags, &iter, false);
1802                 if (!iter)
1803                         continue;
1804                 /* Found a block that has a slab list, search it */
1805                 while (*iter) {
1806                         char *end, *glob;
1807                         size_t cmplen;
1808
1809                         end = strchrnul(iter, ',');
1810                         if (next_block && next_block < end)
1811                                 end = next_block - 1;
1812
1813                         glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1814                         if (glob)
1815                                 cmplen = glob - iter;
1816                         else
1817                                 cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1818
1819                         if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1820                                 flags |= block_flags;
1821                                 return flags;
1822                         }
1823
1824                         if (!*end || *end == ';')
1825                                 break;
1826                         iter = end + 1;
1827                 }
1828         }
1829
1830         return flags | slub_debug_local;
1831 }
1832 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1833 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, void *object) {}
1834 static inline
1835 void setup_slab_debug(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *addr) {}
1836
1837 static inline bool alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1838         struct slab *slab, void *object, int orig_size) { return true; }
1839
1840 static inline bool free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1841         struct slab *slab, void *head, void *tail, int *bulk_cnt,
1842         unsigned long addr, depot_stack_handle_t handle) { return true; }
1843
1844 static inline void slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct slab *slab) {}
1845 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1846                         void *object, u8 val) { return 1; }
1847 static inline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void) { return 0; }
1848 static inline void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
1849                              enum track_item alloc, unsigned long addr) {}
1850 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1851                                         struct slab *slab) {}
1852 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1853                                         struct slab *slab) {}
1854 slab_flags_t kmem_cache_flags(slab_flags_t flags, const char *name)
1855 {
1856         return flags;
1857 }
1858 #define slub_debug 0
1859
1860 #define disable_higher_order_debug 0
1861
1862 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1863                                                         { return 0; }
1864 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1865                                                         int objects) {}
1866 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1867                                                         int objects) {}
1868
1869 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
1870 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1871                                void **freelist, void *nextfree)
1872 {
1873         return false;
1874 }
1875 #endif
1876 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1877
1878 static inline enum node_stat_item cache_vmstat_idx(struct kmem_cache *s)
1879 {
1880         return (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1881                 NR_SLAB_RECLAIMABLE_B : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B;
1882 }
1883
1884 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
1885 static inline void memcg_free_slab_cgroups(struct slab *slab)
1886 {
1887         kfree(slab_objcgs(slab));
1888         slab->memcg_data = 0;
1889 }
1890
1891 static inline size_t obj_full_size(struct kmem_cache *s)
1892 {
1893         /*
1894          * For each accounted object there is an extra space which is used
1895          * to store obj_cgroup membership. Charge it too.
1896          */
1897         return s->size + sizeof(struct obj_cgroup *);
1898 }
1899
1900 /*
1901  * Returns false if the allocation should fail.
1902  */
1903 static bool __memcg_slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
1904                                         struct list_lru *lru,
1905                                         struct obj_cgroup **objcgp,
1906                                         size_t objects, gfp_t flags)
1907 {
1908         /*
1909          * The obtained objcg pointer is safe to use within the current scope,
1910          * defined by current task or set_active_memcg() pair.
1911          * obj_cgroup_get() is used to get a permanent reference.
1912          */
1913         struct obj_cgroup *objcg = current_obj_cgroup();
1914         if (!objcg)
1915                 return true;
1916
1917         if (lru) {
1918                 int ret;
1919                 struct mem_cgroup *memcg;
1920
1921                 memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
1922                 ret = memcg_list_lru_alloc(memcg, lru, flags);
1923                 css_put(&memcg->css);
1924
1925                 if (ret)
1926                         return false;
1927         }
1928
1929         if (obj_cgroup_charge(objcg, flags, objects * obj_full_size(s)))
1930                 return false;
1931
1932         *objcgp = objcg;
1933         return true;
1934 }
1935
1936 /*
1937  * Returns false if the allocation should fail.
1938  */
1939 static __fastpath_inline
1940 bool memcg_slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
1941                                struct obj_cgroup **objcgp, size_t objects,
1942                                gfp_t flags)
1943 {
1944         if (!memcg_kmem_online())
1945                 return true;
1946
1947         if (likely(!(flags & __GFP_ACCOUNT) && !(s->flags & SLAB_ACCOUNT)))
1948                 return true;
1949
1950         return likely(__memcg_slab_pre_alloc_hook(s, lru, objcgp, objects,
1951                                                   flags));
1952 }
1953
1954 static void __memcg_slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
1955                                          struct obj_cgroup *objcg,
1956                                          gfp_t flags, size_t size,
1957                                          void **p)
1958 {
1959         struct slab *slab;
1960         unsigned long off;
1961         size_t i;
1962
1963         flags &= gfp_allowed_mask;
1964
1965         for (i = 0; i < size; i++) {
1966                 if (likely(p[i])) {
1967                         slab = virt_to_slab(p[i]);
1968
1969                         if (!slab_objcgs(slab) &&
1970                             memcg_alloc_slab_cgroups(slab, s, flags, false)) {
1971                                 obj_cgroup_uncharge(objcg, obj_full_size(s));
1972                                 continue;
1973                         }
1974
1975                         off = obj_to_index(s, slab, p[i]);
1976                         obj_cgroup_get(objcg);
1977                         slab_objcgs(slab)[off] = objcg;
1978                         mod_objcg_state(objcg, slab_pgdat(slab),
1979                                         cache_vmstat_idx(s), obj_full_size(s));
1980                 } else {
1981                         obj_cgroup_uncharge(objcg, obj_full_size(s));
1982                 }
1983         }
1984 }
1985
1986 static __fastpath_inline
1987 void memcg_slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, struct obj_cgroup *objcg,
1988                                 gfp_t flags, size_t size, void **p)
1989 {
1990         if (likely(!memcg_kmem_online() || !objcg))
1991                 return;
1992
1993         return __memcg_slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p);
1994 }
1995
1996 static void __memcg_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1997                                    void **p, int objects,
1998                                    struct obj_cgroup **objcgs)
1999 {
2000         for (int i = 0; i < objects; i++) {
2001                 struct obj_cgroup *objcg;
2002                 unsigned int off;
2003
2004                 off = obj_to_index(s, slab, p[i]);
2005                 objcg = objcgs[off];
2006                 if (!objcg)
2007                         continue;
2008
2009                 objcgs[off] = NULL;
2010                 obj_cgroup_uncharge(objcg, obj_full_size(s));
2011                 mod_objcg_state(objcg, slab_pgdat(slab), cache_vmstat_idx(s),
2012                                 -obj_full_size(s));
2013                 obj_cgroup_put(objcg);
2014         }
2015 }
2016
2017 static __fastpath_inline
2018 void memcg_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void **p,
2019                           int objects)
2020 {
2021         struct obj_cgroup **objcgs;
2022
2023         if (!memcg_kmem_online())
2024                 return;
2025
2026         objcgs = slab_objcgs(slab);
2027         if (likely(!objcgs))
2028                 return;
2029
2030         __memcg_slab_free_hook(s, slab, p, objects, objcgs);
2031 }
2032
2033 static inline
2034 void memcg_slab_alloc_error_hook(struct kmem_cache *s, int objects,
2035                            struct obj_cgroup *objcg)
2036 {
2037         if (objcg)
2038                 obj_cgroup_uncharge(objcg, objects * obj_full_size(s));
2039 }
2040 #else /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2041 static inline void memcg_free_slab_cgroups(struct slab *slab)
2042 {
2043 }
2044
2045 static inline bool memcg_slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
2046                                              struct list_lru *lru,
2047                                              struct obj_cgroup **objcgp,
2048                                              size_t objects, gfp_t flags)
2049 {
2050         return true;
2051 }
2052
2053 static inline void memcg_slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
2054                                               struct obj_cgroup *objcg,
2055                                               gfp_t flags, size_t size,
2056                                               void **p)
2057 {
2058 }
2059
2060 static inline void memcg_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2061                                         void **p, int objects)
2062 {
2063 }
2064
2065 static inline
2066 void memcg_slab_alloc_error_hook(struct kmem_cache *s, int objects,
2067                                  struct obj_cgroup *objcg)
2068 {
2069 }
2070 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2071
2072 /*
2073  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
2074  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
2075  *
2076  * Returns true if freeing of the object can proceed, false if its reuse
2077  * was delayed by KASAN quarantine, or it was returned to KFENCE.
2078  */
2079 static __always_inline
2080 bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x, bool init)
2081 {
2082         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
2083         kmsan_slab_free(s, x);
2084
2085         debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
2086
2087         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
2088                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
2089
2090         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
2091         if (!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
2092                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
2093                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
2094
2095         if (kfence_free(x))
2096                 return false;
2097
2098         /*
2099          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
2100          * kasan_slab_free and initialization memset's must be
2101          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
2102          *
2103          * The initialization memset's clear the object and the metadata,
2104          * but don't touch the SLAB redzone.
2105          *
2106          * The object's freepointer is also avoided if stored outside the
2107          * object.
2108          */
2109         if (unlikely(init)) {
2110                 int rsize;
2111                 unsigned int inuse;
2112
2113                 inuse = get_info_end(s);
2114                 if (!kasan_has_integrated_init())
2115                         memset(kasan_reset_tag(x), 0, s->object_size);
2116                 rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad : 0;
2117                 memset((char *)kasan_reset_tag(x) + inuse, 0,
2118                        s->size - inuse - rsize);
2119         }
2120         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse. */
2121         return !kasan_slab_free(s, x, init);
2122 }
2123
2124 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
2125                                            void **head, void **tail,
2126                                            int *cnt)
2127 {
2128
2129         void *object;
2130         void *next = *head;
2131         void *old_tail = *tail;
2132         bool init;
2133
2134         if (is_kfence_address(next)) {
2135                 slab_free_hook(s, next, false);
2136                 return false;
2137         }
2138
2139         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
2140         *head = NULL;
2141         *tail = NULL;
2142
2143         init = slab_want_init_on_free(s);
2144
2145         do {
2146                 object = next;
2147                 next = get_freepointer(s, object);
2148
2149                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
2150                 if (likely(slab_free_hook(s, object, init))) {
2151                         /* Move object to the new freelist */
2152                         set_freepointer(s, object, *head);
2153                         *head = object;
2154                         if (!*tail)
2155                                 *tail = object;
2156                 } else {
2157                         /*
2158                          * Adjust the reconstructed freelist depth
2159                          * accordingly if object's reuse is delayed.
2160                          */
2161                         --(*cnt);
2162                 }
2163         } while (object != old_tail);
2164
2165         return *head != NULL;
2166 }
2167
2168 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, void *object)
2169 {
2170         setup_object_debug(s, object);
2171         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
2172         if (unlikely(s->ctor)) {
2173                 kasan_unpoison_new_object(s, object);
2174                 s->ctor(object);
2175                 kasan_poison_new_object(s, object);
2176         }
2177         return object;
2178 }
2179
2180 /*
2181  * Slab allocation and freeing
2182  */
2183 static inline struct slab *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
2184                 struct kmem_cache_order_objects oo)
2185 {
2186         struct folio *folio;
2187         struct slab *slab;
2188         unsigned int order = oo_order(oo);
2189
2190         folio = (struct folio *)alloc_pages_node(node, flags, order);
2191         if (!folio)
2192                 return NULL;
2193
2194         slab = folio_slab(folio);
2195         __folio_set_slab(folio);
2196         /* Make the flag visible before any changes to folio->mapping */
2197         smp_wmb();
2198         if (folio_is_pfmemalloc(folio))
2199                 slab_set_pfmemalloc(slab);
2200
2201         return slab;
2202 }
2203
2204 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
2205 /* Pre-initialize the random sequence cache */
2206 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
2207 {
2208         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
2209         int err;
2210
2211         /* Bailout if already initialised */
2212         if (s->random_seq)
2213                 return 0;
2214
2215         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
2216         if (err) {
2217                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
2218                         s->name);
2219                 return err;
2220         }
2221
2222         /* Transform to an offset on the set of pages */
2223         if (s->random_seq) {
2224                 unsigned int i;
2225
2226                 for (i = 0; i < count; i++)
2227                         s->random_seq[i] *= s->size;
2228         }
2229         return 0;
2230 }
2231
2232 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
2233 static void __init init_freelist_randomization(void)
2234 {
2235         struct kmem_cache *s;
2236
2237         mutex_lock(&slab_mutex);
2238
2239         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2240                 init_cache_random_seq(s);
2241
2242         mutex_unlock(&slab_mutex);
2243 }
2244
2245 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
2246 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s,
2247                                 unsigned long *pos, void *start,
2248                                 unsigned long page_limit,
2249                                 unsigned long freelist_count)
2250 {
2251         unsigned int idx;
2252
2253         /*
2254          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
2255          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
2256          */
2257         do {
2258                 idx = s->random_seq[*pos];
2259                 *pos += 1;
2260                 if (*pos >= freelist_count)
2261                         *pos = 0;
2262         } while (unlikely(idx >= page_limit));
2263
2264         return (char *)start + idx;
2265 }
2266
2267 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
2268 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2269 {
2270         void *start;
2271         void *cur;
2272         void *next;
2273         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
2274
2275         if (slab->objects < 2 || !s->random_seq)
2276                 return false;
2277
2278         freelist_count = oo_objects(s->oo);
2279         pos = get_random_u32_below(freelist_count);
2280
2281         page_limit = slab->objects * s->size;
2282         start = fixup_red_left(s, slab_address(slab));
2283
2284         /* First entry is used as the base of the freelist */
2285         cur = next_freelist_entry(s, &pos, start, page_limit, freelist_count);
2286         cur = setup_object(s, cur);
2287         slab->freelist = cur;
2288
2289         for (idx = 1; idx < slab->objects; idx++) {
2290                 next = next_freelist_entry(s, &pos, start, page_limit,
2291                         freelist_count);
2292                 next = setup_object(s, next);
2293                 set_freepointer(s, cur, next);
2294                 cur = next;
2295         }
2296         set_freepointer(s, cur, NULL);
2297
2298         return true;
2299 }
2300 #else
2301 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
2302 {
2303         return 0;
2304 }
2305 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
2306 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2307 {
2308         return false;
2309 }
2310 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
2311
2312 static __always_inline void account_slab(struct slab *slab, int order,
2313                                          struct kmem_cache *s, gfp_t gfp)
2314 {
2315         if (memcg_kmem_online() && (s->flags & SLAB_ACCOUNT))
2316                 memcg_alloc_slab_cgroups(slab, s, gfp, true);
2317
2318         mod_node_page_state(slab_pgdat(slab), cache_vmstat_idx(s),
2319                             PAGE_SIZE << order);
2320 }
2321
2322 static __always_inline void unaccount_slab(struct slab *slab, int order,
2323                                            struct kmem_cache *s)
2324 {
2325         if (memcg_kmem_online())
2326                 memcg_free_slab_cgroups(slab);
2327
2328         mod_node_page_state(slab_pgdat(slab), cache_vmstat_idx(s),
2329                             -(PAGE_SIZE << order));
2330 }
2331
2332 static struct slab *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
2333 {
2334         struct slab *slab;
2335         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
2336         gfp_t alloc_gfp;
2337         void *start, *p, *next;
2338         int idx;
2339         bool shuffle;
2340
2341         flags &= gfp_allowed_mask;
2342
2343         flags |= s->allocflags;
2344
2345         /*
2346          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
2347          * so we fall-back to the minimum order allocation.
2348          */
2349         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
2350         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
2351                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~__GFP_RECLAIM;
2352
2353         slab = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
2354         if (unlikely(!slab)) {
2355                 oo = s->min;
2356                 alloc_gfp = flags;
2357                 /*
2358                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
2359                  * Try a lower order alloc if possible
2360                  */
2361                 slab = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
2362                 if (unlikely(!slab))
2363                         return NULL;
2364                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
2365         }
2366
2367         slab->objects = oo_objects(oo);
2368         slab->inuse = 0;
2369         slab->frozen = 0;
2370
2371         account_slab(slab, oo_order(oo), s, flags);
2372
2373         slab->slab_cache = s;
2374
2375         kasan_poison_slab(slab);
2376
2377         start = slab_address(slab);
2378
2379         setup_slab_debug(s, slab, start);
2380
2381         shuffle = shuffle_freelist(s, slab);
2382
2383         if (!shuffle) {
2384                 start = fixup_red_left(s, start);
2385                 start = setup_object(s, start);
2386                 slab->freelist = start;
2387                 for (idx = 0, p = start; idx < slab->objects - 1; idx++) {
2388                         next = p + s->size;
2389                         next = setup_object(s, next);
2390                         set_freepointer(s, p, next);
2391                         p = next;
2392                 }
2393                 set_freepointer(s, p, NULL);
2394         }
2395
2396         return slab;
2397 }
2398
2399 static struct slab *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
2400 {
2401         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
2402                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
2403
2404         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2405
2406         return allocate_slab(s,
2407                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
2408 }
2409
2410 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2411 {
2412         struct folio *folio = slab_folio(slab);
2413         int order = folio_order(folio);
2414         int pages = 1 << order;
2415
2416         __slab_clear_pfmemalloc(slab);
2417         folio->mapping = NULL;
2418         /* Make the mapping reset visible before clearing the flag */
2419         smp_wmb();
2420         __folio_clear_slab(folio);
2421         mm_account_reclaimed_pages(pages);
2422         unaccount_slab(slab, order, s);
2423         __free_pages(&folio->page, order);
2424 }
2425
2426 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
2427 {
2428         struct slab *slab = container_of(h, struct slab, rcu_head);
2429
2430         __free_slab(slab->slab_cache, slab);
2431 }
2432
2433 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2434 {
2435         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
2436                 void *p;
2437
2438                 slab_pad_check(s, slab);
2439                 for_each_object(p, s, slab_address(slab), slab->objects)
2440                         check_object(s, slab, p, SLUB_RED_INACTIVE);
2441         }
2442
2443         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
2444                 call_rcu(&slab->rcu_head, rcu_free_slab);
2445         else
2446                 __free_slab(s, slab);
2447 }
2448
2449 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2450 {
2451         dec_slabs_node(s, slab_nid(slab), slab->objects);
2452         free_slab(s, slab);
2453 }
2454
2455 /*
2456  * SLUB reuses PG_workingset bit to keep track of whether it's on
2457  * the per-node partial list.
2458  */
2459 static inline bool slab_test_node_partial(const struct slab *slab)
2460 {
2461         return folio_test_workingset((struct folio *)slab_folio(slab));
2462 }
2463
2464 static inline void slab_set_node_partial(struct slab *slab)
2465 {
2466         set_bit(PG_workingset, folio_flags(slab_folio(slab), 0));
2467 }
2468
2469 static inline void slab_clear_node_partial(struct slab *slab)
2470 {
2471         clear_bit(PG_workingset, folio_flags(slab_folio(slab), 0));
2472 }
2473
2474 /*
2475  * Management of partially allocated slabs.
2476  */
2477 static inline void
2478 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab, int tail)
2479 {
2480         n->nr_partial++;
2481         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
2482                 list_add_tail(&slab->slab_list, &n->partial);
2483         else
2484                 list_add(&slab->slab_list, &n->partial);
2485         slab_set_node_partial(slab);
2486 }
2487
2488 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
2489                                 struct slab *slab, int tail)
2490 {
2491         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2492         __add_partial(n, slab, tail);
2493 }
2494
2495 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
2496                                         struct slab *slab)
2497 {
2498         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2499         list_del(&slab->slab_list);
2500         slab_clear_node_partial(slab);
2501         n->nr_partial--;
2502 }
2503
2504 /*
2505  * Called only for kmem_cache_debug() caches instead of remove_partial(), with a
2506  * slab from the n->partial list. Remove only a single object from the slab, do
2507  * the alloc_debug_processing() checks and leave the slab on the list, or move
2508  * it to full list if it was the last free object.
2509  */
2510 static void *alloc_single_from_partial(struct kmem_cache *s,
2511                 struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab, int orig_size)
2512 {
2513         void *object;
2514
2515         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2516
2517         object = slab->freelist;
2518         slab->freelist = get_freepointer(s, object);
2519         slab->inuse++;
2520
2521         if (!alloc_debug_processing(s, slab, object, orig_size)) {
2522                 remove_partial(n, slab);
2523                 return NULL;
2524         }
2525
2526         if (slab->inuse == slab->objects) {
2527                 remove_partial(n, slab);
2528                 add_full(s, n, slab);
2529         }
2530
2531         return object;
2532 }
2533
2534 /*
2535  * Called only for kmem_cache_debug() caches to allocate from a freshly
2536  * allocated slab. Allocate a single object instead of whole freelist
2537  * and put the slab to the partial (or full) list.
2538  */
2539 static void *alloc_single_from_new_slab(struct kmem_cache *s,
2540                                         struct slab *slab, int orig_size)
2541 {
2542         int nid = slab_nid(slab);
2543         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, nid);
2544         unsigned long flags;
2545         void *object;
2546
2547
2548         object = slab->freelist;
2549         slab->freelist = get_freepointer(s, object);
2550         slab->inuse = 1;
2551
2552         if (!alloc_debug_processing(s, slab, object, orig_size))
2553                 /*
2554                  * It's not really expected that this would fail on a
2555                  * freshly allocated slab, but a concurrent memory
2556                  * corruption in theory could cause that.
2557                  */
2558                 return NULL;
2559
2560         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2561
2562         if (slab->inuse == slab->objects)
2563                 add_full(s, n, slab);
2564         else
2565                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2566
2567         inc_slabs_node(s, nid, slab->objects);
2568         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2569
2570         return object;
2571 }
2572
2573 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2574 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, int drain);
2575 #else
2576 static inline void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2577                                    int drain) { }
2578 #endif
2579 static inline bool pfmemalloc_match(struct slab *slab, gfp_t gfpflags);
2580
2581 /*
2582  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
2583  */
2584 static struct slab *get_partial_node(struct kmem_cache *s,
2585                                      struct kmem_cache_node *n,
2586                                      struct partial_context *pc)
2587 {
2588         struct slab *slab, *slab2, *partial = NULL;
2589         unsigned long flags;
2590         unsigned int partial_slabs = 0;
2591
2592         /*
2593          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
2594          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
2595          * partial slab and there is none available then get_partial()
2596          * will return NULL.
2597          */
2598         if (!n || !n->nr_partial)
2599                 return NULL;
2600
2601         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2602         list_for_each_entry_safe(slab, slab2, &n->partial, slab_list) {
2603                 if (!pfmemalloc_match(slab, pc->flags))
2604                         continue;
2605
2606                 if (IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) || kmem_cache_debug(s)) {
2607                         void *object = alloc_single_from_partial(s, n, slab,
2608                                                         pc->orig_size);
2609                         if (object) {
2610                                 partial = slab;
2611                                 pc->object = object;
2612                                 break;
2613                         }
2614                         continue;
2615                 }
2616
2617                 remove_partial(n, slab);
2618
2619                 if (!partial) {
2620                         partial = slab;
2621                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
2622
2623                         if ((slub_get_cpu_partial(s) == 0)) {
2624                                 break;
2625                         }
2626                 } else {
2627                         put_cpu_partial(s, slab, 0);
2628                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
2629
2630                         if (++partial_slabs > slub_get_cpu_partial(s) / 2) {
2631                                 break;
2632                         }
2633                 }
2634         }
2635         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2636         return partial;
2637 }
2638
2639 /*
2640  * Get a slab from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2641  */
2642 static struct slab *get_any_partial(struct kmem_cache *s,
2643                                     struct partial_context *pc)
2644 {
2645 #ifdef CONFIG_NUMA
2646         struct zonelist *zonelist;
2647         struct zoneref *z;
2648         struct zone *zone;
2649         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(pc->flags);
2650         struct slab *slab;
2651         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2652
2653         /*
2654          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2655          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2656          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2657          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2658          *
2659          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2660          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2661          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2662          * from other nodes and filled up.
2663          *
2664          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2665          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2666          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2667          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2668          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2669          * with available objects.
2670          */
2671         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2672                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2673                 return NULL;
2674
2675         do {
2676                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2677                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), pc->flags);
2678                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2679                         struct kmem_cache_node *n;
2680
2681                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2682
2683                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, pc->flags) &&
2684                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2685                                 slab = get_partial_node(s, n, pc);
2686                                 if (slab) {
2687                                         /*
2688                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2689                                          * here - if mems_allowed was updated in
2690                                          * parallel, that was a harmless race
2691                                          * between allocation and the cpuset
2692                                          * update
2693                                          */
2694                                         return slab;
2695                                 }
2696                         }
2697                 }
2698         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2699 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2700         return NULL;
2701 }
2702
2703 /*
2704  * Get a partial slab, lock it and return it.
2705  */
2706 static struct slab *get_partial(struct kmem_cache *s, int node,
2707                                 struct partial_context *pc)
2708 {
2709         struct slab *slab;
2710         int searchnode = node;
2711
2712         if (node == NUMA_NO_NODE)
2713                 searchnode = numa_mem_id();
2714
2715         slab = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), pc);
2716         if (slab || (node != NUMA_NO_NODE && (pc->flags & __GFP_THISNODE)))
2717                 return slab;
2718
2719         return get_any_partial(s, pc);
2720 }
2721
2722 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
2723
2724 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2725 /*
2726  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2727  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2728  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2729  */
2730 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2731 #else
2732 /*
2733  * No preemption supported therefore also no need to check for
2734  * different cpus.
2735  */
2736 #define TID_STEP 1
2737 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
2738
2739 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2740 {
2741         return tid + TID_STEP;
2742 }
2743
2744 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2745 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2746 {
2747         return tid % TID_STEP;
2748 }
2749
2750 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2751 {
2752         return tid / TID_STEP;
2753 }
2754 #endif
2755
2756 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2757 {
2758         return cpu;
2759 }
2760
2761 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2762                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2763 {
2764 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2765         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2766
2767         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2768
2769 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2770         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2771                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2772                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2773         else
2774 #endif
2775         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2776                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2777                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2778         else
2779                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2780                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2781 #endif
2782         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2783 }
2784
2785 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2786 {
2787         int cpu;
2788         struct kmem_cache_cpu *c;
2789
2790         for_each_possible_cpu(cpu) {
2791                 c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2792                 local_lock_init(&c->lock);
2793                 c->tid = init_tid(cpu);
2794         }
2795 }
2796
2797 /*
2798  * Finishes removing the cpu slab. Merges cpu's freelist with slab's freelist,
2799  * unfreezes the slabs and puts it on the proper list.
2800  * Assumes the slab has been already safely taken away from kmem_cache_cpu
2801  * by the caller.
2802  */
2803 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2804                             void *freelist)
2805 {
2806         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, slab_nid(slab));
2807         int free_delta = 0;
2808         void *nextfree, *freelist_iter, *freelist_tail;
2809         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2810         unsigned long flags = 0;
2811         struct slab new;
2812         struct slab old;
2813
2814         if (READ_ONCE(slab->freelist)) {
2815                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2816                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2817         }
2818
2819         /*
2820          * Stage one: Count the objects on cpu's freelist as free_delta and
2821          * remember the last object in freelist_tail for later splicing.
2822          */
2823         freelist_tail = NULL;
2824         freelist_iter = freelist;
2825         while (freelist_iter) {
2826                 nextfree = get_freepointer(s, freelist_iter);
2827
2828                 /*
2829                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2830                  * 'freelist_iter' is already corrupted.  So isolate all objects
2831                  * starting at 'freelist_iter' by skipping them.
2832                  */
2833                 if (freelist_corrupted(s, slab, &freelist_iter, nextfree))
2834                         break;
2835
2836                 freelist_tail = freelist_iter;
2837                 free_delta++;
2838
2839                 freelist_iter = nextfree;
2840         }
2841
2842         /*
2843          * Stage two: Unfreeze the slab while splicing the per-cpu
2844          * freelist to the head of slab's freelist.
2845          */
2846         do {
2847                 old.freelist = READ_ONCE(slab->freelist);
2848                 old.counters = READ_ONCE(slab->counters);
2849                 VM_BUG_ON(!old.frozen);
2850
2851                 /* Determine target state of the slab */
2852                 new.counters = old.counters;
2853                 new.frozen = 0;
2854                 if (freelist_tail) {
2855                         new.inuse -= free_delta;
2856                         set_freepointer(s, freelist_tail, old.freelist);
2857                         new.freelist = freelist;
2858                 } else {
2859                         new.freelist = old.freelist;
2860                 }
2861         } while (!slab_update_freelist(s, slab,
2862                 old.freelist, old.counters,
2863                 new.freelist, new.counters,
2864                 "unfreezing slab"));
2865
2866         /*
2867          * Stage three: Manipulate the slab list based on the updated state.
2868          */
2869         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial) {
2870                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2871                 discard_slab(s, slab);
2872                 stat(s, FREE_SLAB);
2873         } else if (new.freelist) {
2874                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2875                 add_partial(n, slab, tail);
2876                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2877                 stat(s, tail);
2878         } else {
2879                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2880         }
2881 }
2882
2883 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2884 static void __put_partials(struct kmem_cache *s, struct slab *partial_slab)
2885 {
2886         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2887         struct slab *slab, *slab_to_discard = NULL;
2888         unsigned long flags = 0;
2889
2890         while (partial_slab) {
2891                 slab = partial_slab;
2892                 partial_slab = slab->next;
2893
2894                 n2 = get_node(s, slab_nid(slab));
2895                 if (n != n2) {
2896                         if (n)
2897                                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2898
2899                         n = n2;
2900                         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2901                 }
2902
2903                 if (unlikely(!slab->inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2904                         slab->next = slab_to_discard;
2905                         slab_to_discard = slab;
2906                 } else {
2907                         add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2908                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2909                 }
2910         }
2911
2912         if (n)
2913                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2914
2915         while (slab_to_discard) {
2916                 slab = slab_to_discard;
2917                 slab_to_discard = slab_to_discard->next;
2918
2919                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2920                 discard_slab(s, slab);
2921                 stat(s, FREE_SLAB);
2922         }
2923 }
2924
2925 /*
2926  * Put all the cpu partial slabs to the node partial list.
2927  */
2928 static void put_partials(struct kmem_cache *s)
2929 {
2930         struct slab *partial_slab;
2931         unsigned long flags;
2932
2933         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
2934         partial_slab = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2935         this_cpu_write(s->cpu_slab->partial, NULL);
2936         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2937
2938         if (partial_slab)
2939                 __put_partials(s, partial_slab);
2940 }
2941
2942 static void put_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
2943                              struct kmem_cache_cpu *c)
2944 {
2945         struct slab *partial_slab;
2946
2947         partial_slab = slub_percpu_partial(c);
2948         c->partial = NULL;
2949
2950         if (partial_slab)
2951                 __put_partials(s, partial_slab);
2952 }
2953
2954 /*
2955  * Put a slab into a partial slab slot if available.
2956  *
2957  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2958  * per node partial list.
2959  */
2960 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, int drain)
2961 {
2962         struct slab *oldslab;
2963         struct slab *slab_to_put = NULL;
2964         unsigned long flags;
2965         int slabs = 0;
2966
2967         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
2968
2969         oldslab = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2970
2971         if (oldslab) {
2972                 if (drain && oldslab->slabs >= s->cpu_partial_slabs) {
2973                         /*
2974                          * Partial array is full. Move the existing set to the
2975                          * per node partial list. Postpone the actual unfreezing
2976                          * outside of the critical section.
2977                          */
2978                         slab_to_put = oldslab;
2979                         oldslab = NULL;
2980                 } else {
2981                         slabs = oldslab->slabs;
2982                 }
2983         }
2984
2985         slabs++;
2986
2987         slab->slabs = slabs;
2988         slab->next = oldslab;
2989
2990         this_cpu_write(s->cpu_slab->partial, slab);
2991
2992         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2993
2994         if (slab_to_put) {
2995                 __put_partials(s, slab_to_put);
2996                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2997         }
2998 }
2999
3000 #else   /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
3001
3002 static inline void put_partials(struct kmem_cache *s) { }
3003 static inline void put_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
3004                                     struct kmem_cache_cpu *c) { }
3005
3006 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
3007
3008 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
3009 {
3010         unsigned long flags;
3011         struct slab *slab;
3012         void *freelist;
3013
3014         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3015
3016         slab = c->slab;
3017         freelist = c->freelist;
3018
3019         c->slab = NULL;
3020         c->freelist = NULL;
3021         c->tid = next_tid(c->tid);
3022
3023         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3024
3025         if (slab) {
3026                 deactivate_slab(s, slab, freelist);
3027                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3028         }
3029 }
3030
3031 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
3032 {
3033         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
3034         void *freelist = c->freelist;
3035         struct slab *slab = c->slab;
3036
3037         c->slab = NULL;
3038         c->freelist = NULL;
3039         c->tid = next_tid(c->tid);
3040
3041         if (slab) {
3042                 deactivate_slab(s, slab, freelist);
3043                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3044         }
3045
3046         put_partials_cpu(s, c);
3047 }
3048
3049 struct slub_flush_work {
3050         struct work_struct work;
3051         struct kmem_cache *s;
3052         bool skip;
3053 };
3054
3055 /*
3056  * Flush cpu slab.
3057  *
3058  * Called from CPU work handler with migration disabled.
3059  */
3060 static void flush_cpu_slab(struct work_struct *w)
3061 {
3062         struct kmem_cache *s;
3063         struct kmem_cache_cpu *c;
3064         struct slub_flush_work *sfw;
3065
3066         sfw = container_of(w, struct slub_flush_work, work);
3067
3068         s = sfw->s;
3069         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3070
3071         if (c->slab)
3072                 flush_slab(s, c);
3073
3074         put_partials(s);
3075 }
3076
3077 static bool has_cpu_slab(int cpu, struct kmem_cache *s)
3078 {
3079         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
3080
3081         return c->slab || slub_percpu_partial(c);
3082 }
3083
3084 static DEFINE_MUTEX(flush_lock);
3085 static DEFINE_PER_CPU(struct slub_flush_work, slub_flush);
3086
3087 static void flush_all_cpus_locked(struct kmem_cache *s)
3088 {
3089         struct slub_flush_work *sfw;
3090         unsigned int cpu;
3091
3092         lockdep_assert_cpus_held();
3093         mutex_lock(&flush_lock);
3094
3095         for_each_online_cpu(cpu) {
3096                 sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
3097                 if (!has_cpu_slab(cpu, s)) {
3098                         sfw->skip = true;
3099                         continue;
3100                 }
3101                 INIT_WORK(&sfw->work, flush_cpu_slab);
3102                 sfw->skip = false;
3103                 sfw->s = s;
3104                 queue_work_on(cpu, flushwq, &sfw->work);
3105         }
3106
3107         for_each_online_cpu(cpu) {
3108                 sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
3109                 if (sfw->skip)
3110                         continue;
3111                 flush_work(&sfw->work);
3112         }
3113
3114         mutex_unlock(&flush_lock);
3115 }
3116
3117 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
3118 {
3119         cpus_read_lock();
3120         flush_all_cpus_locked(s);
3121         cpus_read_unlock();
3122 }
3123
3124 /*
3125  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3126  * necessary.
3127  */
3128 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
3129 {
3130         struct kmem_cache *s;
3131
3132         mutex_lock(&slab_mutex);
3133         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3134                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
3135         mutex_unlock(&slab_mutex);
3136         return 0;
3137 }
3138
3139 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
3140 static inline void flush_all_cpus_locked(struct kmem_cache *s) { }
3141 static inline void flush_all(struct kmem_cache *s) { }
3142 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu) { }
3143 static inline int slub_cpu_dead(unsigned int cpu) { return 0; }
3144 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
3145
3146 /*
3147  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
3148  * locality expectations.
3149  */
3150 static inline int node_match(struct slab *slab, int node)
3151 {
3152 #ifdef CONFIG_NUMA
3153         if (node != NUMA_NO_NODE && slab_nid(slab) != node)
3154                 return 0;
3155 #endif
3156         return 1;
3157 }
3158
3159 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3160 static int count_free(struct slab *slab)
3161 {
3162         return slab->objects - slab->inuse;
3163 }
3164
3165 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
3166 {
3167         return atomic_long_read(&n->total_objects);
3168 }
3169
3170 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
3171 static inline bool free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
3172         struct slab *slab, void *head, void *tail, int *bulk_cnt,
3173         unsigned long addr, depot_stack_handle_t handle)
3174 {
3175         bool checks_ok = false;
3176         void *object = head;
3177         int cnt = 0;
3178
3179         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
3180                 if (!check_slab(s, slab))
3181                         goto out;
3182         }
3183
3184         if (slab->inuse < *bulk_cnt) {
3185                 slab_err(s, slab, "Slab has %d allocated objects but %d are to be freed\n",
3186                          slab->inuse, *bulk_cnt);
3187                 goto out;
3188         }
3189
3190 next_object:
3191
3192         if (++cnt > *bulk_cnt)
3193                 goto out_cnt;
3194
3195         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
3196                 if (!free_consistency_checks(s, slab, object, addr))
3197                         goto out;
3198         }
3199
3200         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3201                 set_track_update(s, object, TRACK_FREE, addr, handle);
3202         trace(s, slab, object, 0);
3203         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
3204         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
3205
3206         /* Reached end of constructed freelist yet? */
3207         if (object != tail) {
3208                 object = get_freepointer(s, object);
3209                 goto next_object;
3210         }
3211         checks_ok = true;
3212
3213 out_cnt:
3214         if (cnt != *bulk_cnt) {
3215                 slab_err(s, slab, "Bulk free expected %d objects but found %d\n",
3216                          *bulk_cnt, cnt);
3217                 *bulk_cnt = cnt;
3218         }
3219
3220 out:
3221
3222         if (!checks_ok)
3223                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
3224
3225         return checks_ok;
3226 }
3227 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
3228
3229 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(SLAB_SUPPORTS_SYSFS)
3230 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
3231                                         int (*get_count)(struct slab *))
3232 {
3233         unsigned long flags;
3234         unsigned long x = 0;
3235         struct slab *slab;
3236
3237         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3238         list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
3239                 x += get_count(slab);
3240         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3241         return x;
3242 }
3243 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || SLAB_SUPPORTS_SYSFS */
3244
3245 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3246 #define MAX_PARTIAL_TO_SCAN 10000
3247
3248 static unsigned long count_partial_free_approx(struct kmem_cache_node *n)
3249 {
3250         unsigned long flags;
3251         unsigned long x = 0;
3252         struct slab *slab;
3253
3254         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3255         if (n->nr_partial <= MAX_PARTIAL_TO_SCAN) {
3256                 list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
3257                         x += slab->objects - slab->inuse;
3258         } else {
3259                 /*
3260                  * For a long list, approximate the total count of objects in
3261                  * it to meet the limit on the number of slabs to scan.
3262                  * Scan from both the list's head and tail for better accuracy.
3263                  */
3264                 unsigned long scanned = 0;
3265
3266                 list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list) {
3267                         x += slab->objects - slab->inuse;
3268                         if (++scanned == MAX_PARTIAL_TO_SCAN / 2)
3269                                 break;
3270                 }
3271                 list_for_each_entry_reverse(slab, &n->partial, slab_list) {
3272                         x += slab->objects - slab->inuse;
3273                         if (++scanned == MAX_PARTIAL_TO_SCAN)
3274                                 break;
3275                 }
3276                 x = mult_frac(x, n->nr_partial, scanned);
3277                 x = min(x, node_nr_objs(n));
3278         }
3279         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3280         return x;
3281 }
3282
3283 static noinline void
3284 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
3285 {
3286         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
3287                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
3288         int node;
3289         struct kmem_cache_node *n;
3290
3291         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
3292                 return;
3293
3294         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
3295                 nid, gfpflags, &gfpflags);
3296         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
3297                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
3298                 oo_order(s->min));
3299
3300         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
3301                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slab_debug=O to disable.\n",
3302                         s->name);
3303
3304         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3305                 unsigned long nr_slabs;
3306                 unsigned long nr_objs;
3307                 unsigned long nr_free;
3308
3309                 nr_free  = count_partial_free_approx(n);
3310                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
3311                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
3312
3313                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
3314                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
3315         }
3316 }
3317 #else /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
3318 static inline void
3319 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid) { }
3320 #endif
3321
3322 static inline bool pfmemalloc_match(struct slab *slab, gfp_t gfpflags)
3323 {
3324         if (unlikely(slab_test_pfmemalloc(slab)))
3325                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
3326
3327         return true;
3328 }
3329
3330 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
3331 static inline bool
3332 __update_cpu_freelist_fast(struct kmem_cache *s,
3333                            void *freelist_old, void *freelist_new,
3334                            unsigned long tid)
3335 {
3336         freelist_aba_t old = { .freelist = freelist_old, .counter = tid };
3337         freelist_aba_t new = { .freelist = freelist_new, .counter = next_tid(tid) };
3338
3339         return this_cpu_try_cmpxchg_freelist(s->cpu_slab->freelist_tid.full,
3340                                              &old.full, new.full);
3341 }
3342
3343 /*
3344  * Check the slab->freelist and either transfer the freelist to the
3345  * per cpu freelist or deactivate the slab.
3346  *
3347  * The slab is still frozen if the return value is not NULL.
3348  *
3349  * If this function returns NULL then the slab has been unfrozen.
3350  */
3351 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
3352 {
3353         struct slab new;
3354         unsigned long counters;
3355         void *freelist;
3356
3357         lockdep_assert_held(this_cpu_ptr(&s->cpu_slab->lock));
3358
3359         do {
3360                 freelist = slab->freelist;
3361                 counters = slab->counters;
3362
3363                 new.counters = counters;
3364
3365                 new.inuse = slab->objects;
3366                 new.frozen = freelist != NULL;
3367
3368         } while (!__slab_update_freelist(s, slab,
3369                 freelist, counters,
3370                 NULL, new.counters,
3371                 "get_freelist"));
3372
3373         return freelist;
3374 }
3375
3376 /*
3377  * Freeze the partial slab and return the pointer to the freelist.
3378  */
3379 static inline void *freeze_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
3380 {
3381         struct slab new;
3382         unsigned long counters;
3383         void *freelist;
3384
3385         do {
3386                 freelist = slab->freelist;
3387                 counters = slab->counters;
3388
3389                 new.counters = counters;
3390                 VM_BUG_ON(new.frozen);
3391
3392                 new.inuse = slab->objects;
3393                 new.frozen = 1;
3394
3395         } while (!slab_update_freelist(s, slab,
3396                 freelist, counters,
3397                 NULL, new.counters,
3398                 "freeze_slab"));
3399
3400         return freelist;
3401 }
3402
3403 /*
3404  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
3405  * debugging duties.
3406  *
3407  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
3408  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
3409  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
3410  *
3411  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
3412  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
3413  * rest of the freelist to the lockless freelist.
3414  *
3415  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
3416  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
3417  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
3418  *
3419  * Version of __slab_alloc to use when we know that preemption is
3420  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
3421  */
3422 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
3423                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c, unsigned int orig_size)
3424 {
3425         void *freelist;
3426         struct slab *slab;
3427         unsigned long flags;
3428         struct partial_context pc;
3429         bool try_thisnode = true;
3430
3431         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
3432
3433 reread_slab:
3434
3435         slab = READ_ONCE(c->slab);
3436         if (!slab) {
3437                 /*
3438                  * if the node is not online or has no normal memory, just
3439                  * ignore the node constraint
3440                  */
3441                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
3442                              !node_isset(node, slab_nodes)))
3443                         node = NUMA_NO_NODE;
3444                 goto new_slab;
3445         }
3446
3447         if (unlikely(!node_match(slab, node))) {
3448                 /*
3449                  * same as above but node_match() being false already
3450                  * implies node != NUMA_NO_NODE
3451                  */
3452                 if (!node_isset(node, slab_nodes)) {
3453                         node = NUMA_NO_NODE;
3454                 } else {
3455                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
3456                         goto deactivate_slab;
3457                 }
3458         }
3459
3460         /*
3461          * By rights, we should be searching for a slab page that was
3462          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
3463          * information when the page leaves the per-cpu allocator
3464          */
3465         if (unlikely(!pfmemalloc_match(slab, gfpflags)))
3466                 goto deactivate_slab;
3467
3468         /* must check again c->slab in case we got preempted and it changed */
3469         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3470         if (unlikely(slab != c->slab)) {
3471                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3472                 goto reread_slab;
3473         }
3474         freelist = c->freelist;
3475         if (freelist)
3476                 goto load_freelist;
3477
3478         freelist = get_freelist(s, slab);
3479
3480         if (!freelist) {
3481                 c->slab = NULL;
3482                 c->tid = next_tid(c->tid);
3483                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3484                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
3485                 goto new_slab;
3486         }
3487
3488         stat(s, ALLOC_REFILL);
3489
3490 load_freelist:
3491
3492         lockdep_assert_held(this_cpu_ptr(&s->cpu_slab->lock));
3493
3494         /*
3495          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
3496          * slab is pointing to the slab from which the objects are obtained.
3497          * That slab must be frozen for per cpu allocations to work.
3498          */
3499         VM_BUG_ON(!c->slab->frozen);
3500         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
3501         c->tid = next_tid(c->tid);
3502         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3503         return freelist;
3504
3505 deactivate_slab:
3506
3507         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3508         if (slab != c->slab) {
3509                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3510                 goto reread_slab;
3511         }
3512         freelist = c->freelist;
3513         c->slab = NULL;
3514         c->freelist = NULL;
3515         c->tid = next_tid(c->tid);
3516         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3517         deactivate_slab(s, slab, freelist);
3518
3519 new_slab:
3520
3521 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3522         while (slub_percpu_partial(c)) {
3523                 local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3524                 if (unlikely(c->slab)) {
3525                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3526                         goto reread_slab;
3527                 }
3528                 if (unlikely(!slub_percpu_partial(c))) {
3529                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3530                         /* we were preempted and partial list got empty */
3531                         goto new_objects;
3532                 }
3533
3534                 slab = slub_percpu_partial(c);
3535                 slub_set_percpu_partial(c, slab);
3536
3537                 if (likely(node_match(slab, node) &&
3538                            pfmemalloc_match(slab, gfpflags))) {
3539                         c->slab = slab;
3540                         freelist = get_freelist(s, slab);
3541                         VM_BUG_ON(!freelist);
3542                         stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
3543                         goto load_freelist;
3544                 }
3545
3546                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3547
3548                 slab->next = NULL;
3549                 __put_partials(s, slab);
3550         }
3551 #endif
3552
3553 new_objects:
3554
3555         pc.flags = gfpflags;
3556         /*
3557          * When a preferred node is indicated but no __GFP_THISNODE
3558          *
3559          * 1) try to get a partial slab from target node only by having
3560          *    __GFP_THISNODE in pc.flags for get_partial()
3561          * 2) if 1) failed, try to allocate a new slab from target node with
3562          *    GPF_NOWAIT | __GFP_THISNODE opportunistically
3563          * 3) if 2) failed, retry with original gfpflags which will allow
3564          *    get_partial() try partial lists of other nodes before potentially
3565          *    allocating new page from other nodes
3566          */
3567         if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE && !(gfpflags & __GFP_THISNODE)
3568                      && try_thisnode))
3569                 pc.flags = GFP_NOWAIT | __GFP_THISNODE;
3570
3571         pc.orig_size = orig_size;
3572         slab = get_partial(s, node, &pc);
3573         if (slab) {
3574                 if (kmem_cache_debug(s)) {
3575                         freelist = pc.object;
3576                         /*
3577                          * For debug caches here we had to go through
3578                          * alloc_single_from_partial() so just store the
3579                          * tracking info and return the object.
3580                          */
3581                         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3582                                 set_track(s, freelist, TRACK_ALLOC, addr);
3583
3584                         return freelist;
3585                 }
3586
3587                 freelist = freeze_slab(s, slab);
3588                 goto retry_load_slab;
3589         }
3590
3591         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3592         slab = new_slab(s, pc.flags, node);
3593         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3594
3595         if (unlikely(!slab)) {
3596                 if (node != NUMA_NO_NODE && !(gfpflags & __GFP_THISNODE)
3597                     && try_thisnode) {
3598                         try_thisnode = false;
3599                         goto new_objects;
3600                 }
3601                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
3602                 return NULL;
3603         }
3604
3605         stat(s, ALLOC_SLAB);
3606
3607         if (kmem_cache_debug(s)) {
3608                 freelist = alloc_single_from_new_slab(s, slab, orig_size);
3609
3610                 if (unlikely(!freelist))
3611                         goto new_objects;
3612
3613                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3614                         set_track(s, freelist, TRACK_ALLOC, addr);
3615
3616                 return freelist;
3617         }
3618
3619         /*
3620          * No other reference to the slab yet so we can
3621          * muck around with it freely without cmpxchg
3622          */
3623         freelist = slab->freelist;
3624         slab->freelist = NULL;
3625         slab->inuse = slab->objects;
3626         slab->frozen = 1;
3627
3628         inc_slabs_node(s, slab_nid(slab), slab->objects);
3629
3630         if (unlikely(!pfmemalloc_match(slab, gfpflags))) {
3631                 /*
3632                  * For !pfmemalloc_match() case we don't load freelist so that
3633                  * we don't make further mismatched allocations easier.
3634                  */
3635                 deactivate_slab(s, slab, get_freepointer(s, freelist));
3636                 return freelist;
3637         }
3638
3639 retry_load_slab:
3640
3641         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3642         if (unlikely(c->slab)) {
3643                 void *flush_freelist = c->freelist;
3644                 struct slab *flush_slab = c->slab;
3645
3646                 c->slab = NULL;
3647                 c->freelist = NULL;
3648                 c->tid = next_tid(c->tid);
3649
3650                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3651
3652                 deactivate_slab(s, flush_slab, flush_freelist);
3653
3654                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3655
3656                 goto retry_load_slab;
3657         }
3658         c->slab = slab;
3659
3660         goto load_freelist;
3661 }
3662
3663 /*
3664  * A wrapper for ___slab_alloc() for contexts where preemption is not yet
3665  * disabled. Compensates for possible cpu changes by refetching the per cpu area
3666  * pointer.
3667  */
3668 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
3669                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c, unsigned int orig_size)
3670 {
3671         void *p;
3672
3673 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3674         /*
3675          * We may have been preempted and rescheduled on a different
3676          * cpu before disabling preemption. Need to reload cpu area
3677          * pointer.
3678          */
3679         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3680 #endif
3681
3682         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c, orig_size);
3683 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3684         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3685 #endif
3686         return p;
3687 }
3688
3689 static __always_inline void *__slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
3690                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3691 {
3692         struct kmem_cache_cpu *c;
3693         struct slab *slab;
3694         unsigned long tid;
3695         void *object;
3696
3697 redo:
3698         /*
3699          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
3700          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
3701          * reading from one cpu area. That does not matter as long
3702          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
3703          *
3704          * We must guarantee that tid and kmem_cache_cpu are retrieved on the
3705          * same cpu. We read first the kmem_cache_cpu pointer and use it to read
3706          * the tid. If we are preempted and switched to another cpu between the
3707          * two reads, it's OK as the two are still associated with the same cpu
3708          * and cmpxchg later will validate the cpu.
3709          */
3710         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3711         tid = READ_ONCE(c->tid);
3712
3713         /*
3714          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
3715          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
3716          * on c to guarantee that object and slab associated with previous tid
3717          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
3718          * slab could be one associated with next tid and our alloc/free
3719          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
3720          */
3721         barrier();
3722
3723         /*
3724          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
3725          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
3726          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
3727          * linked list in between.
3728          */
3729
3730         object = c->freelist;
3731         slab = c->slab;
3732
3733         if (!USE_LOCKLESS_FAST_PATH() ||
3734             unlikely(!object || !slab || !node_match(slab, node))) {
3735                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c, orig_size);
3736         } else {
3737                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
3738
3739                 /*
3740                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
3741                  * operation and if we are on the right processor.
3742                  *
3743                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
3744                  * semantics!)
3745                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
3746                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
3747                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
3748                  *
3749                  * Since this is without lock semantics the protection is only
3750                  * against code executing on this cpu *not* from access by
3751                  * other cpus.
3752                  */
3753                 if (unlikely(!__update_cpu_freelist_fast(s, object, next_object, tid))) {
3754                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
3755                         goto redo;
3756                 }
3757                 prefetch_freepointer(s, next_object);
3758                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
3759         }
3760
3761         return object;
3762 }
3763 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
3764 static void *__slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
3765                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3766 {
3767         struct partial_context pc;
3768         struct slab *slab;
3769         void *object;
3770
3771         pc.flags = gfpflags;
3772         pc.orig_size = orig_size;
3773         slab = get_partial(s, node, &pc);
3774
3775         if (slab)
3776                 return pc.object;
3777
3778         slab = new_slab(s, gfpflags, node);
3779         if (unlikely(!slab)) {
3780                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
3781                 return NULL;
3782         }
3783
3784         object = alloc_single_from_new_slab(s, slab, orig_size);
3785
3786         return object;
3787 }
3788 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
3789
3790 /*
3791  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
3792  * zeroing out freelist pointer.
3793  */
3794 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
3795                                                    void *obj)
3796 {
3797         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj &&
3798             !freeptr_outside_object(s))
3799                 memset((void *)((char *)kasan_reset_tag(obj) + s->offset),
3800                         0, sizeof(void *));
3801 }
3802
3803 noinline int should_failslab(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
3804 {
3805         if (__should_failslab(s, gfpflags))
3806                 return -ENOMEM;
3807         return 0;
3808 }
3809 ALLOW_ERROR_INJECTION(should_failslab, ERRNO);
3810
3811 static __fastpath_inline
3812 struct kmem_cache *slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
3813                                        struct list_lru *lru,
3814                                        struct obj_cgroup **objcgp,
3815                                        size_t size, gfp_t flags)
3816 {
3817         flags &= gfp_allowed_mask;
3818
3819         might_alloc(flags);
3820
3821         if (unlikely(should_failslab(s, flags)))
3822                 return NULL;
3823
3824         if (unlikely(!memcg_slab_pre_alloc_hook(s, lru, objcgp, size, flags)))
3825                 return NULL;
3826
3827         return s;
3828 }
3829
3830 static __fastpath_inline
3831 void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, struct obj_cgroup *objcg,
3832                           gfp_t flags, size_t size, void **p, bool init,
3833                           unsigned int orig_size)
3834 {
3835         unsigned int zero_size = s->object_size;
3836         bool kasan_init = init;
3837         size_t i;
3838         gfp_t init_flags = flags & gfp_allowed_mask;
3839
3840         /*
3841          * For kmalloc object, the allocated memory size(object_size) is likely
3842          * larger than the requested size(orig_size). If redzone check is
3843          * enabled for the extra space, don't zero it, as it will be redzoned
3844          * soon. The redzone operation for this extra space could be seen as a
3845          * replacement of current poisoning under certain debug option, and
3846          * won't break other sanity checks.
3847          */
3848         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER | SLAB_RED_ZONE) &&
3849             (s->flags & SLAB_KMALLOC))
3850                 zero_size = orig_size;
3851
3852         /*
3853          * When slab_debug is enabled, avoid memory initialization integrated
3854          * into KASAN and instead zero out the memory via the memset below with
3855          * the proper size. Otherwise, KASAN might overwrite SLUB redzones and
3856          * cause false-positive reports. This does not lead to a performance
3857          * penalty on production builds, as slab_debug is not intended to be
3858          * enabled there.
3859          */
3860         if (__slub_debug_enabled())
3861                 kasan_init = false;
3862
3863         /*
3864          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
3865          * kasan_slab_alloc and initialization memset must be
3866          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
3867          *
3868          * As p[i] might get tagged, memset and kmemleak hook come after KASAN.
3869          */
3870         for (i = 0; i < size; i++) {
3871                 p[i] = kasan_slab_alloc(s, p[i], init_flags, kasan_init);
3872                 if (p[i] && init && (!kasan_init ||
3873                                      !kasan_has_integrated_init()))
3874                         memset(p[i], 0, zero_size);
3875                 kmemleak_alloc_recursive(p[i], s->object_size, 1,
3876                                          s->flags, init_flags);
3877                 kmsan_slab_alloc(s, p[i], init_flags);
3878         }
3879
3880         memcg_slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p);
3881 }
3882
3883 /*
3884  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
3885  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
3886  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
3887  *
3888  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
3889  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
3890  *
3891  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
3892  */
3893 static __fastpath_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3894                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3895 {
3896         void *object;
3897         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3898         bool init = false;
3899
3900         s = slab_pre_alloc_hook(s, lru, &objcg, 1, gfpflags);
3901         if (unlikely(!s))
3902                 return NULL;
3903
3904         object = kfence_alloc(s, orig_size, gfpflags);
3905         if (unlikely(object))
3906                 goto out;
3907
3908         object = __slab_alloc_node(s, gfpflags, node, addr, orig_size);
3909
3910         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
3911         init = slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s);
3912
3913 out:
3914         /*
3915          * When init equals 'true', like for kzalloc() family, only
3916          * @orig_size bytes might be zeroed instead of s->object_size
3917          */
3918         slab_post_alloc_hook(s, objcg, gfpflags, 1, &object, init, orig_size);
3919
3920         return object;
3921 }
3922
3923 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
3924 {
3925         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_,
3926                                     s->object_size);
3927
3928         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
3929
3930         return ret;
3931 }
3932 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3933
3934 void *kmem_cache_alloc_lru(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3935                            gfp_t gfpflags)
3936 {
3937         void *ret = slab_alloc_node(s, lru, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_,
3938                                     s->object_size);
3939
3940         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
3941
3942         return ret;
3943 }
3944 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_lru);
3945
3946 /**
3947  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3948  * @s: The cache to allocate from.
3949  * @gfpflags: See kmalloc().
3950  * @node: node number of the target node.
3951  *
3952  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3953  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3954  *
3955  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3956  *
3957  * Return: pointer to the new object or %NULL in case of error
3958  */
3959 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
3960 {
3961         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, _RET_IP_, s->object_size);
3962
3963         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, node);
3964
3965         return ret;
3966 }
3967 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3968
3969 /*
3970  * To avoid unnecessary overhead, we pass through large allocation requests
3971  * directly to the page allocator. We use __GFP_COMP, because we will need to
3972  * know the allocation order to free the pages properly in kfree.
3973  */
3974 static void *__kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3975 {
3976         struct folio *folio;
3977         void *ptr = NULL;
3978         unsigned int order = get_order(size);
3979
3980         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
3981                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
3982
3983         flags |= __GFP_COMP;
3984         folio = (struct folio *)alloc_pages_node(node, flags, order);
3985         if (folio) {
3986                 ptr = folio_address(folio);
3987                 lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3988                                       PAGE_SIZE << order);
3989         }
3990
3991         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
3992         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
3993         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3994         kmsan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
3995
3996         return ptr;
3997 }
3998
3999 void *kmalloc_large(size_t size, gfp_t flags)
4000 {
4001         void *ret = __kmalloc_large_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
4002
4003         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4004                       flags, NUMA_NO_NODE);
4005         return ret;
4006 }
4007 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_large);
4008
4009 void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4010 {
4011         void *ret = __kmalloc_large_node(size, flags, node);
4012
4013         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4014                       flags, node);
4015         return ret;
4016 }
4017 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_large_node);
4018
4019 static __always_inline
4020 void *__do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node,
4021                         unsigned long caller)
4022 {
4023         struct kmem_cache *s;
4024         void *ret;
4025
4026         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4027                 ret = __kmalloc_large_node(size, flags, node);
4028                 trace_kmalloc(caller, ret, size,
4029                               PAGE_SIZE << get_order(size), flags, node);
4030                 return ret;
4031         }
4032
4033         if (unlikely(!size))
4034                 return ZERO_SIZE_PTR;
4035
4036         s = kmalloc_slab(size, flags, caller);
4037
4038         ret = slab_alloc_node(s, NULL, flags, node, caller, size);
4039         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4040         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, flags, node);
4041         return ret;
4042 }
4043
4044 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4045 {
4046         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
4047 }
4048 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
4049
4050 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
4051 {
4052         return __do_kmalloc_node(size, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
4053 }
4054 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
4055
4056 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
4057                                   int node, unsigned long caller)
4058 {
4059         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
4060 }
4061 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
4062
4063 void *kmalloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
4064 {
4065         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, NUMA_NO_NODE,
4066                                             _RET_IP_, size);
4067
4068         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
4069
4070         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
4071         return ret;
4072 }
4073 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_trace);
4074
4075 void *kmalloc_node_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
4076                          int node, size_t size)
4077 {
4078         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, _RET_IP_, size);
4079
4080         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4081
4082         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
4083         return ret;
4084 }
4085 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node_trace);
4086
4087 static noinline void free_to_partial_list(
4088         struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
4089         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
4090         unsigned long addr)
4091 {
4092         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, slab_nid(slab));
4093         struct slab *slab_free = NULL;
4094         int cnt = bulk_cnt;
4095         unsigned long flags;
4096         depot_stack_handle_t handle = 0;
4097
4098         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
4099                 handle = set_track_prepare();
4100
4101         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4102
4103         if (free_debug_processing(s, slab, head, tail, &cnt, addr, handle)) {
4104                 void *prior = slab->freelist;
4105
4106                 /* Perform the actual freeing while we still hold the locks */
4107                 slab->inuse -= cnt;
4108                 set_freepointer(s, tail, prior);
4109                 slab->freelist = head;
4110
4111                 /*
4112                  * If the slab is empty, and node's partial list is full,
4113                  * it should be discarded anyway no matter it's on full or
4114                  * partial list.
4115                  */
4116                 if (slab->inuse == 0 && n->nr_partial >= s->min_partial)
4117                         slab_free = slab;
4118
4119                 if (!prior) {
4120                         /* was on full list */
4121                         remove_full(s, n, slab);
4122                         if (!slab_free) {
4123                                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
4124                                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
4125                         }
4126                 } else if (slab_free) {
4127                         remove_partial(n, slab);
4128                         stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
4129                 }
4130         }
4131
4132         if (slab_free) {
4133                 /*
4134                  * Update the counters while still holding n->list_lock to
4135                  * prevent spurious validation warnings
4136                  */
4137                 dec_slabs_node(s, slab_nid(slab_free), slab_free->objects);
4138         }
4139
4140         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4141
4142         if (slab_free) {
4143                 stat(s, FREE_SLAB);
4144                 free_slab(s, slab_free);
4145         }
4146 }
4147
4148 /*
4149  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
4150  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
4151  *
4152  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
4153  * lock and free the item. If there is no additional partial slab
4154  * handling required then we can return immediately.
4155  */
4156 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
4157                         void *head, void *tail, int cnt,
4158                         unsigned long addr)
4159
4160 {
4161         void *prior;
4162         int was_frozen;
4163         struct slab new;
4164         unsigned long counters;
4165         struct kmem_cache_node *n = NULL;
4166         unsigned long flags;
4167         bool on_node_partial;
4168
4169         stat(s, FREE_SLOWPATH);
4170
4171         if (IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) || kmem_cache_debug(s)) {
4172                 free_to_partial_list(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4173                 return;
4174         }
4175
4176         do {
4177                 if (unlikely(n)) {
4178                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4179                         n = NULL;
4180                 }
4181                 prior = slab->freelist;
4182                 counters = slab->counters;
4183                 set_freepointer(s, tail, prior);
4184                 new.counters = counters;
4185                 was_frozen = new.frozen;
4186                 new.inuse -= cnt;
4187                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
4188                         /* Needs to be taken off a list */
4189                         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) || prior) {
4190
4191                                 n = get_node(s, slab_nid(slab));
4192                                 /*
4193                                  * Speculatively acquire the list_lock.
4194                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
4195                                  * drop the list_lock without any processing.
4196                                  *
4197                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
4198                                  * other processors updating the list of slabs.
4199                                  */
4200                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4201
4202                                 on_node_partial = slab_test_node_partial(slab);
4203                         }
4204                 }
4205
4206         } while (!slab_update_freelist(s, slab,
4207                 prior, counters,
4208                 head, new.counters,
4209                 "__slab_free"));
4210
4211         if (likely(!n)) {
4212
4213                 if (likely(was_frozen)) {
4214                         /*
4215                          * The list lock was not taken therefore no list
4216                          * activity can be necessary.
4217                          */
4218                         stat(s, FREE_FROZEN);
4219                 } else if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
4220                         /*
4221                          * If we started with a full slab then put it onto the
4222                          * per cpu partial list.
4223                          */
4224                         put_cpu_partial(s, slab, 1);
4225                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
4226                 }
4227
4228                 return;
4229         }
4230
4231         /*
4232          * This slab was partially empty but not on the per-node partial list,
4233          * in which case we shouldn't manipulate its list, just return.
4234          */
4235         if (prior && !on_node_partial) {
4236                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4237                 return;
4238         }
4239
4240         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
4241                 goto slab_empty;
4242
4243         /*
4244          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
4245          * then add it.
4246          */
4247         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
4248                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
4249                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
4250         }
4251         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4252         return;
4253
4254 slab_empty:
4255         if (prior) {
4256                 /*
4257                  * Slab on the partial list.
4258                  */
4259                 remove_partial(n, slab);
4260                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
4261         }
4262
4263         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4264         stat(s, FREE_SLAB);
4265         discard_slab(s, slab);
4266 }
4267
4268 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4269 /*
4270  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
4271  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
4272  *
4273  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
4274  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
4275  * the item before.
4276  *
4277  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
4278  * with all sorts of special processing.
4279  *
4280  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
4281  * same slab) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
4282  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
4283  */
4284 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
4285                                 struct slab *slab, void *head, void *tail,
4286                                 int cnt, unsigned long addr)
4287 {
4288         struct kmem_cache_cpu *c;
4289         unsigned long tid;
4290         void **freelist;
4291
4292 redo:
4293         /*
4294          * Determine the currently cpus per cpu slab.
4295          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
4296          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
4297          * during the cmpxchg then the free will succeed.
4298          */
4299         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4300         tid = READ_ONCE(c->tid);
4301
4302         /* Same with comment on barrier() in __slab_alloc_node() */
4303         barrier();
4304
4305         if (unlikely(slab != c->slab)) {
4306                 __slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4307                 return;
4308         }
4309
4310         if (USE_LOCKLESS_FAST_PATH()) {
4311                 freelist = READ_ONCE(c->freelist);
4312
4313                 set_freepointer(s, tail, freelist);
4314
4315                 if (unlikely(!__update_cpu_freelist_fast(s, freelist, head, tid))) {
4316                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
4317                         goto redo;
4318                 }
4319         } else {
4320                 /* Update the free list under the local lock */
4321                 local_lock(&s->cpu_slab->lock);
4322                 c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4323                 if (unlikely(slab != c->slab)) {
4324                         local_unlock(&s->cpu_slab->lock);
4325                         goto redo;
4326                 }
4327                 tid = c->tid;
4328                 freelist = c->freelist;
4329
4330                 set_freepointer(s, tail, freelist);
4331                 c->freelist = head;
4332                 c->tid = next_tid(tid);
4333
4334                 local_unlock(&s->cpu_slab->lock);
4335         }
4336         stat_add(s, FREE_FASTPATH, cnt);
4337 }
4338 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
4339 static void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
4340                                 struct slab *slab, void *head, void *tail,
4341                                 int cnt, unsigned long addr)
4342 {
4343         __slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4344 }
4345 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4346
4347 static __fastpath_inline
4348 void slab_free(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *object,
4349                unsigned long addr)
4350 {
4351         memcg_slab_free_hook(s, slab, &object, 1);
4352
4353         if (likely(slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s))))
4354                 do_slab_free(s, slab, object, object, 1, addr);
4355 }
4356
4357 static __fastpath_inline
4358 void slab_free_bulk(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *head,
4359                     void *tail, void **p, int cnt, unsigned long addr)
4360 {
4361         memcg_slab_free_hook(s, slab, p, cnt);
4362         /*
4363          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
4364          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
4365          */
4366         if (likely(slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail, &cnt)))
4367                 do_slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4368 }
4369
4370 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
4371 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
4372 {
4373         do_slab_free(cache, virt_to_slab(x), x, x, 1, addr);
4374 }
4375 #endif
4376
4377 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
4378 {
4379         struct slab *slab;
4380
4381         slab = virt_to_slab(obj);
4382         if (WARN_ONCE(!slab, "%s: Object is not a Slab page!\n", __func__))
4383                 return NULL;
4384         return slab->slab_cache;
4385 }
4386
4387 static inline struct kmem_cache *cache_from_obj(struct kmem_cache *s, void *x)
4388 {
4389         struct kmem_cache *cachep;
4390
4391         if (!IS_ENABLED(CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED) &&
4392             !kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS))
4393                 return s;
4394
4395         cachep = virt_to_cache(x);
4396         if (WARN(cachep && cachep != s,
4397                  "%s: Wrong slab cache. %s but object is from %s\n",
4398                  __func__, s->name, cachep->name))
4399                 print_tracking(cachep, x);
4400         return cachep;
4401 }
4402
4403 /**
4404  * kmem_cache_free - Deallocate an object
4405  * @s: The cache the allocation was from.
4406  * @x: The previously allocated object.
4407  *
4408  * Free an object which was previously allocated from this
4409  * cache.
4410  */
4411 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
4412 {
4413         s = cache_from_obj(s, x);
4414         if (!s)
4415                 return;
4416         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x, s);
4417         slab_free(s, virt_to_slab(x), x, _RET_IP_);
4418 }
4419 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
4420
4421 static void free_large_kmalloc(struct folio *folio, void *object)
4422 {
4423         unsigned int order = folio_order(folio);
4424
4425         if (WARN_ON_ONCE(order == 0))
4426                 pr_warn_once("object pointer: 0x%p\n", object);
4427
4428         kmemleak_free(object);
4429         kasan_kfree_large(object);
4430         kmsan_kfree_large(object);
4431
4432         lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4433                               -(PAGE_SIZE << order));
4434         folio_put(folio);
4435 }
4436
4437 /**
4438  * kfree - free previously allocated memory
4439  * @object: pointer returned by kmalloc() or kmem_cache_alloc()
4440  *
4441  * If @object is NULL, no operation is performed.
4442  */
4443 void kfree(const void *object)
4444 {
4445         struct folio *folio;
4446         struct slab *slab;
4447         struct kmem_cache *s;
4448         void *x = (void *)object;
4449
4450         trace_kfree(_RET_IP_, object);
4451
4452         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(object)))
4453                 return;
4454
4455         folio = virt_to_folio(object);
4456         if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
4457                 free_large_kmalloc(folio, (void *)object);
4458                 return;
4459         }
4460
4461         slab = folio_slab(folio);
4462         s = slab->slab_cache;
4463         slab_free(s, slab, x, _RET_IP_);
4464 }
4465 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4466
4467 struct detached_freelist {
4468         struct slab *slab;
4469         void *tail;
4470         void *freelist;
4471         int cnt;
4472         struct kmem_cache *s;
4473 };
4474
4475 /*
4476  * This function progressively scans the array with free objects (with
4477  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
4478  * slab.  It builds a detached freelist directly within the given
4479  * slab/objects.  This can happen without any need for
4480  * synchronization, because the objects are owned by running process.
4481  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
4482  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
4483  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
4484  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
4485  * to performance reasons.
4486  */
4487 static inline
4488 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
4489                             void **p, struct detached_freelist *df)
4490 {
4491         int lookahead = 3;
4492         void *object;
4493         struct folio *folio;
4494         size_t same;
4495
4496         object = p[--size];
4497         folio = virt_to_folio(object);
4498         if (!s) {
4499                 /* Handle kalloc'ed objects */
4500                 if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
4501                         free_large_kmalloc(folio, object);
4502                         df->slab = NULL;
4503                         return size;
4504                 }
4505                 /* Derive kmem_cache from object */
4506                 df->slab = folio_slab(folio);
4507                 df->s = df->slab->slab_cache;
4508         } else {
4509                 df->slab = folio_slab(folio);
4510                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
4511         }
4512
4513         /* Start new detached freelist */
4514         df->tail = object;
4515         df->freelist = object;
4516         df->cnt = 1;
4517
4518         if (is_kfence_address(object))
4519                 return size;
4520
4521         set_freepointer(df->s, object, NULL);
4522
4523         same = size;
4524         while (size) {
4525                 object = p[--size];
4526                 /* df->slab is always set at this point */
4527                 if (df->slab == virt_to_slab(object)) {
4528                         /* Opportunity build freelist */
4529                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
4530                         df->freelist = object;
4531                         df->cnt++;
4532                         same--;
4533                         if (size != same)
4534                                 swap(p[size], p[same]);
4535                         continue;
4536                 }
4537
4538                 /* Limit look ahead search */
4539                 if (!--lookahead)
4540                         break;
4541         }
4542
4543         return same;
4544 }
4545
4546 /*
4547  * Internal bulk free of objects that were not initialised by the post alloc
4548  * hooks and thus should not be processed by the free hooks
4549  */
4550 static void __kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
4551 {
4552         if (!size)
4553                 return;
4554
4555         do {
4556                 struct detached_freelist df;
4557
4558                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
4559                 if (!df.slab)
4560                         continue;
4561
4562                 do_slab_free(df.s, df.slab, df.freelist, df.tail, df.cnt,
4563                              _RET_IP_);
4564         } while (likely(size));
4565 }
4566
4567 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
4568 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
4569 {
4570         if (!size)
4571                 return;
4572
4573         do {
4574                 struct detached_freelist df;
4575
4576                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
4577                 if (!df.slab)
4578                         continue;
4579
4580                 slab_free_bulk(df.s, df.slab, df.freelist, df.tail, &p[size],
4581                                df.cnt, _RET_IP_);
4582         } while (likely(size));
4583 }
4584 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
4585
4586 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4587 static inline
4588 int __kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
4589                             void **p)
4590 {
4591         struct kmem_cache_cpu *c;
4592         unsigned long irqflags;
4593         int i;
4594
4595         /*
4596          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
4597          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
4598          * handlers invoking normal fastpath.
4599          */
4600         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4601         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4602
4603         for (i = 0; i < size; i++) {
4604                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
4605
4606                 if (unlikely(object)) {
4607                         p[i] = object;
4608                         continue;
4609                 }
4610
4611                 object = c->freelist;
4612                 if (unlikely(!object)) {
4613                         /*
4614                          * We may have removed an object from c->freelist using
4615                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
4616                          * c->tid has not been bumped yet.
4617                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
4618                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
4619                          */
4620                         c->tid = next_tid(c->tid);
4621
4622                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4623
4624                         /*
4625                          * Invoking slow path likely have side-effect
4626                          * of re-populating per CPU c->freelist
4627                          */
4628                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
4629                                             _RET_IP_, c, s->object_size);
4630                         if (unlikely(!p[i]))
4631                                 goto error;
4632
4633                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4634                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4635
4636                         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4637
4638                         continue; /* goto for-loop */
4639                 }
4640                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
4641                 p[i] = object;
4642                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4643                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
4644         }
4645         c->tid = next_tid(c->tid);
4646         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4647         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4648
4649         return i;
4650
4651 error:
4652         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4653         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
4654         return 0;
4655
4656 }
4657 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
4658 static int __kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
4659                                    size_t size, void **p)
4660 {
4661         int i;
4662
4663         for (i = 0; i < size; i++) {
4664                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
4665
4666                 if (unlikely(object)) {
4667                         p[i] = object;
4668                         continue;
4669                 }
4670
4671                 p[i] = __slab_alloc_node(s, flags, NUMA_NO_NODE,
4672                                          _RET_IP_, s->object_size);
4673                 if (unlikely(!p[i]))
4674                         goto error;
4675
4676                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4677         }
4678
4679         return i;
4680
4681 error:
4682         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
4683         return 0;
4684 }
4685 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4686
4687 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
4688 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
4689                           void **p)
4690 {
4691         int i;
4692         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
4693
4694         if (!size)
4695                 return 0;
4696
4697         /* memcg and kmem_cache debug support */
4698         s = slab_pre_alloc_hook(s, NULL, &objcg, size, flags);
4699         if (unlikely(!s))
4700                 return 0;
4701
4702         i = __kmem_cache_alloc_bulk(s, flags, size, p);
4703
4704         /*
4705          * memcg and kmem_cache debug support and memory initialization.
4706          * Done outside of the IRQ disabled fastpath loop.
4707          */
4708         if (likely(i != 0)) {
4709                 slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p,
4710                         slab_want_init_on_alloc(flags, s), s->object_size);
4711         } else {
4712                 memcg_slab_alloc_error_hook(s, size, objcg);
4713         }
4714
4715         return i;
4716 }
4717 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
4718
4719
4720 /*
4721  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
4722  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
4723  * get the required alignment by putting one properly sized object after
4724  * another.
4725  *
4726  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
4727  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
4728  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
4729  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
4730  * locking overhead.
4731  */
4732
4733 /*
4734  * Minimum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
4735  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
4736  * and increases the number of allocations possible without having to
4737  * take the list_lock.
4738  */
4739 static unsigned int slub_min_order;
4740 static unsigned int slub_max_order =
4741         IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) ? 1 : PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
4742 static unsigned int slub_min_objects;
4743
4744 /*
4745  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
4746  *
4747  * The order of allocation has significant impact on performance and other
4748  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
4749  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
4750  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
4751  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
4752  * would be wasted.
4753  *
4754  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
4755  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
4756  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
4757  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
4758  *
4759  * slab_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
4760  * number of objects in a slab as critical. If we reach slab_max_order then
4761  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
4762  * of space in favor of a small page order.
4763  *
4764  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
4765  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
4766  * requested a higher minimum order then we start with that one instead of
4767  * the smallest order which will fit the object.
4768  */
4769 static inline unsigned int calc_slab_order(unsigned int size,
4770                 unsigned int min_order, unsigned int max_order,
4771                 unsigned int fract_leftover)
4772 {
4773         unsigned int order;
4774
4775         for (order = min_order; order <= max_order; order++) {
4776
4777                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
4778                 unsigned int rem;
4779
4780                 rem = slab_size % size;
4781
4782                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
4783                         break;
4784         }
4785
4786         return order;
4787 }
4788
4789 static inline int calculate_order(unsigned int size)
4790 {
4791         unsigned int order;
4792         unsigned int min_objects;
4793         unsigned int max_objects;
4794         unsigned int min_order;
4795
4796         min_objects = slub_min_objects;
4797         if (!min_objects) {
4798                 /*
4799                  * Some architectures will only update present cpus when
4800                  * onlining them, so don't trust the number if it's just 1. But
4801                  * we also don't want to use nr_cpu_ids always, as on some other
4802                  * architectures, there can be many possible cpus, but never
4803                  * onlined. Here we compromise between trying to avoid too high
4804                  * order on systems that appear larger than they are, and too
4805                  * low order on systems that appear smaller than they are.
4806                  */
4807                 unsigned int nr_cpus = num_present_cpus();
4808                 if (nr_cpus <= 1)
4809                         nr_cpus = nr_cpu_ids;
4810                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpus) + 1);
4811         }
4812         /* min_objects can't be 0 because get_order(0) is undefined */
4813         max_objects = max(order_objects(slub_max_order, size), 1U);
4814         min_objects = min(min_objects, max_objects);
4815
4816         min_order = max_t(unsigned int, slub_min_order,
4817                           get_order(min_objects * size));
4818         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
4819                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
4820
4821         /*
4822          * Attempt to find best configuration for a slab. This works by first
4823          * attempting to generate a layout with the best possible configuration
4824          * and backing off gradually.
4825          *
4826          * We start with accepting at most 1/16 waste and try to find the
4827          * smallest order from min_objects-derived/slab_min_order up to
4828          * slab_max_order that will satisfy the constraint. Note that increasing
4829          * the order can only result in same or less fractional waste, not more.
4830          *
4831          * If that fails, we increase the acceptable fraction of waste and try
4832          * again. The last iteration with fraction of 1/2 would effectively
4833          * accept any waste and give us the order determined by min_objects, as
4834          * long as at least single object fits within slab_max_order.
4835          */
4836         for (unsigned int fraction = 16; fraction > 1; fraction /= 2) {
4837                 order = calc_slab_order(size, min_order, slub_max_order,
4838                                         fraction);
4839                 if (order <= slub_max_order)
4840                         return order;
4841         }
4842
4843         /*
4844          * Doh this slab cannot be placed using slab_max_order.
4845          */
4846         order = get_order(size);
4847         if (order <= MAX_PAGE_ORDER)
4848                 return order;
4849         return -ENOSYS;
4850 }
4851
4852 static void
4853 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
4854 {
4855         n->nr_partial = 0;
4856         spin_lock_init(&n->list_lock);
4857         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
4858 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4859         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
4860         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
4861         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
4862 #endif
4863 }
4864
4865 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4866 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
4867 {
4868         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
4869                         NR_KMALLOC_TYPES * KMALLOC_SHIFT_HIGH *
4870                         sizeof(struct kmem_cache_cpu));
4871
4872         /*
4873          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
4874          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
4875          */
4876         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
4877                                      2 * sizeof(void *));
4878
4879         if (!s->cpu_slab)
4880                 return 0;
4881
4882         init_kmem_cache_cpus(s);
4883
4884         return 1;
4885 }
4886 #else
4887 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
4888 {
4889         return 1;
4890 }
4891 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4892
4893 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
4894
4895 /*
4896  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
4897  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
4898  * possible.
4899  *
4900  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
4901  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
4902  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
4903  */
4904 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
4905 {
4906         struct slab *slab;
4907         struct kmem_cache_node *n;
4908
4909         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
4910
4911         slab = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
4912
4913         BUG_ON(!slab);
4914         if (slab_nid(slab) != node) {
4915                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
4916                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
4917         }
4918
4919         n = slab->freelist;
4920         BUG_ON(!n);
4921 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4922         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
4923 #endif
4924         n = kasan_slab_alloc(kmem_cache_node, n, GFP_KERNEL, false);
4925         slab->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
4926         slab->inuse = 1;
4927         kmem_cache_node->node[node] = n;
4928         init_kmem_cache_node(n);
4929         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, slab->objects);
4930
4931         /*
4932          * No locks need to be taken here as it has just been
4933          * initialized and there is no concurrent access.
4934          */
4935         __add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_HEAD);
4936 }
4937
4938 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
4939 {
4940         int node;
4941         struct kmem_cache_node *n;
4942
4943         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4944                 s->node[node] = NULL;
4945                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
4946         }
4947 }
4948
4949 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
4950 {
4951         cache_random_seq_destroy(s);
4952 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4953         free_percpu(s->cpu_slab);
4954 #endif
4955         free_kmem_cache_nodes(s);
4956 }
4957
4958 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
4959 {
4960         int node;
4961
4962         for_each_node_mask(node, slab_nodes) {
4963                 struct kmem_cache_node *n;
4964
4965                 if (slab_state == DOWN) {
4966                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
4967                         continue;
4968                 }
4969                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
4970                                                 GFP_KERNEL, node);
4971
4972                 if (!n) {
4973                         free_kmem_cache_nodes(s);
4974                         return 0;
4975                 }
4976
4977                 init_kmem_cache_node(n);
4978                 s->node[node] = n;
4979         }
4980         return 1;
4981 }
4982
4983 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
4984 {
4985 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
4986         unsigned int nr_objects;
4987
4988         /*
4989          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
4990          * per cpu partial lists of a processor.
4991          *
4992          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
4993          * object freed. If they are used for allocation then they can be
4994          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
4995          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
4996          *
4997          * For backwards compatibility reasons, this is determined as number
4998          * of objects, even though we now limit maximum number of pages, see
4999          * slub_set_cpu_partial()
5000          */
5001         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5002                 nr_objects = 0;
5003         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
5004                 nr_objects = 6;
5005         else if (s->size >= 1024)
5006                 nr_objects = 24;
5007         else if (s->size >= 256)
5008                 nr_objects = 52;
5009         else
5010                 nr_objects = 120;
5011
5012         slub_set_cpu_partial(s, nr_objects);
5013 #endif
5014 }
5015
5016 /*
5017  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
5018  * a slab object.
5019  */
5020 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
5021 {
5022         slab_flags_t flags = s->flags;
5023         unsigned int size = s->object_size;
5024         unsigned int order;
5025
5026         /*
5027          * Round up object size to the next word boundary. We can only
5028          * place the free pointer at word boundaries and this determines
5029          * the possible location of the free pointer.
5030          */
5031         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
5032
5033 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5034         /*
5035          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
5036          * the slab may touch the object after free or before allocation
5037          * then we should never poison the object itself.
5038          */
5039         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
5040                         !s->ctor)
5041                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
5042         else
5043                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
5044
5045
5046         /*
5047          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
5048          * end of the object and the free pointer. If not then add an
5049          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
5050          */
5051         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
5052                 size += sizeof(void *);
5053 #endif
5054
5055         /*
5056          * With that we have determined the number of bytes in actual use
5057          * by the object and redzoning.
5058          */
5059         s->inuse = size;
5060
5061         if (slub_debug_orig_size(s) ||
5062             (flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
5063             ((flags & SLAB_RED_ZONE) && s->object_size < sizeof(void *)) ||
5064             s->ctor) {
5065                 /*
5066                  * Relocate free pointer after the object if it is not
5067                  * permitted to overwrite the first word of the object on
5068                  * kmem_cache_free.
5069                  *
5070                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
5071                  * destructor, are poisoning the objects, or are
5072                  * redzoning an object smaller than sizeof(void *).
5073                  *
5074                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
5075                  * pointer is outside of the object is used in the
5076                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
5077                  * longer true, the function needs to be modified.
5078                  */
5079                 s->offset = size;
5080                 size += sizeof(void *);
5081         } else {
5082                 /*
5083                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
5084                  * it away from the edges of the object to avoid small
5085                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
5086                  */
5087                 s->offset = ALIGN_DOWN(s->object_size / 2, sizeof(void *));
5088         }
5089
5090 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5091         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
5092                 /*
5093                  * Need to store information about allocs and frees after
5094                  * the object.
5095                  */
5096                 size += 2 * sizeof(struct track);
5097
5098                 /* Save the original kmalloc request size */
5099                 if (flags & SLAB_KMALLOC)
5100                         size += sizeof(unsigned int);
5101         }
5102 #endif
5103
5104         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
5105 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5106         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
5107                 /*
5108                  * Add some empty padding so that we can catch
5109                  * overwrites from earlier objects rather than let
5110                  * tracking information or the free pointer be
5111                  * corrupted if a user writes before the start
5112                  * of the object.
5113                  */
5114                 size += sizeof(void *);
5115
5116                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
5117                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
5118                 size += s->red_left_pad;
5119         }
5120 #endif
5121
5122         /*
5123          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
5124          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
5125          * each object to conform to the alignment.
5126          */
5127         size = ALIGN(size, s->align);
5128         s->size = size;
5129         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
5130         order = calculate_order(size);
5131
5132         if ((int)order < 0)
5133                 return 0;
5134
5135         s->allocflags = __GFP_COMP;
5136
5137         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5138                 s->allocflags |= GFP_DMA;
5139
5140         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5141                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
5142
5143         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5144                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
5145
5146         /*
5147          * Determine the number of objects per slab
5148          */
5149         s->oo = oo_make(order, size);
5150         s->min = oo_make(get_order(size), size);
5151
5152         return !!oo_objects(s->oo);
5153 }
5154
5155 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
5156 {
5157         s->flags = kmem_cache_flags(flags, s->name);
5158 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
5159         s->random = get_random_long();
5160 #endif
5161
5162         if (!calculate_sizes(s))
5163                 goto error;
5164         if (disable_higher_order_debug) {
5165                 /*
5166                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
5167                  * order increased.
5168                  */
5169                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
5170                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
5171                         s->offset = 0;
5172                         if (!calculate_sizes(s))
5173                                 goto error;
5174                 }
5175         }
5176
5177 #ifdef system_has_freelist_aba
5178         if (system_has_freelist_aba() && !(s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG)) {
5179                 /* Enable fast mode */
5180                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
5181         }
5182 #endif
5183
5184         /*
5185          * The larger the object size is, the more slabs we want on the partial
5186          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
5187          */
5188         s->min_partial = min_t(unsigned long, MAX_PARTIAL, ilog2(s->size) / 2);
5189         s->min_partial = max_t(unsigned long, MIN_PARTIAL, s->min_partial);
5190
5191         set_cpu_partial(s);
5192
5193 #ifdef CONFIG_NUMA
5194         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
5195 #endif
5196
5197         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
5198         if (slab_state >= UP) {
5199                 if (init_cache_random_seq(s))
5200                         goto error;
5201         }
5202
5203         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
5204                 goto error;
5205
5206         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
5207                 return 0;
5208
5209 error:
5210         __kmem_cache_release(s);
5211         return -EINVAL;
5212 }
5213
5214 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
5215                               const char *text)
5216 {
5217 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5218         void *addr = slab_address(slab);
5219         void *p;
5220
5221         slab_err(s, slab, text, s->name);
5222
5223         spin_lock(&object_map_lock);
5224         __fill_map(object_map, s, slab);
5225
5226         for_each_object(p, s, addr, slab->objects) {
5227
5228                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), object_map)) {
5229                         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
5230                         print_tracking(s, p);
5231                 }
5232         }
5233         spin_unlock(&object_map_lock);
5234 #endif
5235 }
5236
5237 /*
5238  * Attempt to free all partial slabs on a node.
5239  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
5240  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
5241  */
5242 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
5243 {
5244         LIST_HEAD(discard);
5245         struct slab *slab, *h;
5246
5247         BUG_ON(irqs_disabled());
5248         spin_lock_irq(&n->list_lock);
5249         list_for_each_entry_safe(slab, h, &n->partial, slab_list) {
5250                 if (!slab->inuse) {
5251                         remove_partial(n, slab);
5252                         list_add(&slab->slab_list, &discard);
5253                 } else {
5254                         list_slab_objects(s, slab,
5255                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
5256                 }
5257         }
5258         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
5259
5260         list_for_each_entry_safe(slab, h, &discard, slab_list)
5261                 discard_slab(s, slab);
5262 }
5263
5264 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
5265 {
5266         int node;
5267         struct kmem_cache_node *n;
5268
5269         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
5270                 if (n->nr_partial || node_nr_slabs(n))
5271                         return false;
5272         return true;
5273 }
5274
5275 /*
5276  * Release all resources used by a slab cache.
5277  */
5278 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
5279 {
5280         int node;
5281         struct kmem_cache_node *n;
5282
5283         flush_all_cpus_locked(s);
5284         /* Attempt to free all objects */
5285         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5286                 free_partial(s, n);
5287                 if (n->nr_partial || node_nr_slabs(n))
5288                         return 1;
5289         }
5290         return 0;
5291 }
5292
5293 #ifdef CONFIG_PRINTK
5294 void __kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct slab *slab)
5295 {
5296         void *base;
5297         int __maybe_unused i;
5298         unsigned int objnr;
5299         void *objp;
5300         void *objp0;
5301         struct kmem_cache *s = slab->slab_cache;
5302         struct track __maybe_unused *trackp;
5303
5304         kpp->kp_ptr = object;
5305         kpp->kp_slab = slab;
5306         kpp->kp_slab_cache = s;
5307         base = slab_address(slab);
5308         objp0 = kasan_reset_tag(object);
5309 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5310         objp = restore_red_left(s, objp0);
5311 #else
5312         objp = objp0;
5313 #endif
5314         objnr = obj_to_index(s, slab, objp);
5315         kpp->kp_data_offset = (unsigned long)((char *)objp0 - (char *)objp);
5316         objp = base + s->size * objnr;
5317         kpp->kp_objp = objp;
5318         if (WARN_ON_ONCE(objp < base || objp >= base + slab->objects * s->size
5319                          || (objp - base) % s->size) ||
5320             !(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5321                 return;
5322 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5323         objp = fixup_red_left(s, objp);
5324         trackp = get_track(s, objp, TRACK_ALLOC);
5325         kpp->kp_ret = (void *)trackp->addr;
5326 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
5327         {
5328                 depot_stack_handle_t handle;
5329                 unsigned long *entries;
5330                 unsigned int nr_entries;
5331
5332                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
5333                 if (handle) {
5334                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
5335                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
5336                                 kpp->kp_stack[i] = (void *)entries[i];
5337                 }
5338
5339                 trackp = get_track(s, objp, TRACK_FREE);
5340                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
5341                 if (handle) {
5342                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
5343                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
5344                                 kpp->kp_free_stack[i] = (void *)entries[i];
5345                 }
5346         }
5347 #endif
5348 #endif
5349 }
5350 #endif
5351
5352 /********************************************************************
5353  *              Kmalloc subsystem
5354  *******************************************************************/
5355
5356 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
5357 {
5358         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
5359
5360         if (slub_min_order > slub_max_order)
5361                 slub_max_order = slub_min_order;
5362
5363         return 1;
5364 }
5365
5366 __setup("slab_min_order=", setup_slub_min_order);
5367 __setup_param("slub_min_order=", slub_min_order, setup_slub_min_order, 0);
5368
5369
5370 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
5371 {
5372         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
5373         slub_max_order = min_t(unsigned int, slub_max_order, MAX_PAGE_ORDER);
5374
5375         if (slub_min_order > slub_max_order)
5376                 slub_min_order = slub_max_order;
5377
5378         return 1;
5379 }
5380
5381 __setup("slab_max_order=", setup_slub_max_order);
5382 __setup_param("slub_max_order=", slub_max_order, setup_slub_max_order, 0);
5383
5384 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
5385 {
5386         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
5387
5388         return 1;
5389 }
5390
5391 __setup("slab_min_objects=", setup_slub_min_objects);
5392 __setup_param("slub_min_objects=", slub_min_objects, setup_slub_min_objects, 0);
5393
5394 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
5395 /*
5396  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
5397  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
5398  * cache's usercopy region.
5399  *
5400  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
5401  * to indicate an error.
5402  */
5403 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n,
5404                          const struct slab *slab, bool to_user)
5405 {
5406         struct kmem_cache *s;
5407         unsigned int offset;
5408         bool is_kfence = is_kfence_address(ptr);
5409
5410         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
5411
5412         /* Find object and usable object size. */
5413         s = slab->slab_cache;
5414
5415         /* Reject impossible pointers. */
5416         if (ptr < slab_address(slab))
5417                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
5418                                to_user, 0, n);
5419
5420         /* Find offset within object. */
5421         if (is_kfence)
5422                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
5423         else
5424                 offset = (ptr - slab_address(slab)) % s->size;
5425
5426         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
5427         if (!is_kfence && kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
5428                 if (offset < s->red_left_pad)
5429                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
5430                                        s->name, to_user, offset, n);
5431                 offset -= s->red_left_pad;
5432         }
5433
5434         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
5435         if (offset >= s->useroffset &&
5436             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
5437             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
5438                 return;
5439
5440         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
5441 }
5442 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
5443
5444 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
5445
5446 /*
5447  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
5448  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
5449  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
5450  *
5451  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
5452  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
5453  * are freed in them.
5454  */
5455 static int __kmem_cache_do_shrink(struct kmem_cache *s)
5456 {
5457         int node;
5458         int i;
5459         struct kmem_cache_node *n;
5460         struct slab *slab;
5461         struct slab *t;
5462         struct list_head discard;
5463         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
5464         unsigned long flags;
5465         int ret = 0;
5466
5467         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5468                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
5469                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
5470                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
5471
5472                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5473
5474                 /*
5475                  * Build lists of slabs to discard or promote.
5476                  *
5477                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
5478                  * list_lock. slab->inuse here is the upper limit.
5479                  */
5480                 list_for_each_entry_safe(slab, t, &n->partial, slab_list) {
5481                         int free = slab->objects - slab->inuse;
5482
5483                         /* Do not reread slab->inuse */
5484                         barrier();
5485
5486                         /* We do not keep full slabs on the list */
5487                         BUG_ON(free <= 0);
5488
5489                         if (free == slab->objects) {
5490                                 list_move(&slab->slab_list, &discard);
5491                                 slab_clear_node_partial(slab);
5492                                 n->nr_partial--;
5493                                 dec_slabs_node(s, node, slab->objects);
5494                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
5495                                 list_move(&slab->slab_list, promote + free - 1);
5496                 }
5497
5498                 /*
5499                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
5500                  * partial list.
5501                  */
5502                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
5503                         list_splice(promote + i, &n->partial);
5504
5505                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5506
5507                 /* Release empty slabs */
5508                 list_for_each_entry_safe(slab, t, &discard, slab_list)
5509                         free_slab(s, slab);
5510
5511                 if (node_nr_slabs(n))
5512                         ret = 1;
5513         }
5514
5515         return ret;
5516 }
5517
5518 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
5519 {
5520         flush_all(s);
5521         return __kmem_cache_do_shrink(s);
5522 }
5523
5524 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
5525 {
5526         struct kmem_cache *s;
5527
5528         mutex_lock(&slab_mutex);
5529         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5530                 flush_all_cpus_locked(s);
5531                 __kmem_cache_do_shrink(s);
5532         }
5533         mutex_unlock(&slab_mutex);
5534
5535         return 0;
5536 }
5537
5538 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
5539 {
5540         struct memory_notify *marg = arg;
5541         int offline_node;
5542
5543         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
5544
5545         /*
5546          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
5547          * for it yet.
5548          */
5549         if (offline_node < 0)
5550                 return;
5551
5552         mutex_lock(&slab_mutex);
5553         node_clear(offline_node, slab_nodes);
5554         /*
5555          * We no longer free kmem_cache_node structures here, as it would be
5556          * racy with all get_node() users, and infeasible to protect them with
5557          * slab_mutex.
5558          */
5559         mutex_unlock(&slab_mutex);
5560 }
5561
5562 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
5563 {
5564         struct kmem_cache_node *n;
5565         struct kmem_cache *s;
5566         struct memory_notify *marg = arg;
5567         int nid = marg->status_change_nid_normal;
5568         int ret = 0;
5569
5570         /*
5571          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
5572          * already created. Nothing to do.
5573          */
5574         if (nid < 0)
5575                 return 0;
5576
5577         /*
5578          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
5579          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
5580          * online.
5581          */
5582         mutex_lock(&slab_mutex);
5583         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5584                 /*
5585                  * The structure may already exist if the node was previously
5586                  * onlined and offlined.
5587                  */
5588                 if (get_node(s, nid))
5589                         continue;
5590                 /*
5591                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
5592                  *      since memory is not yet available from the node that
5593                  *      is brought up.
5594                  */
5595                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
5596                 if (!n) {
5597                         ret = -ENOMEM;
5598                         goto out;
5599                 }
5600                 init_kmem_cache_node(n);
5601                 s->node[nid] = n;
5602         }
5603         /*
5604          * Any cache created after this point will also have kmem_cache_node
5605          * initialized for the new node.
5606          */
5607         node_set(nid, slab_nodes);
5608 out:
5609         mutex_unlock(&slab_mutex);
5610         return ret;
5611 }
5612
5613 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
5614                                 unsigned long action, void *arg)
5615 {
5616         int ret = 0;
5617
5618         switch (action) {
5619         case MEM_GOING_ONLINE:
5620                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
5621                 break;
5622         case MEM_GOING_OFFLINE:
5623                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
5624                 break;
5625         case MEM_OFFLINE:
5626         case MEM_CANCEL_ONLINE:
5627                 slab_mem_offline_callback(arg);
5628                 break;
5629         case MEM_ONLINE:
5630         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
5631                 break;
5632         }
5633         if (ret)
5634                 ret = notifier_from_errno(ret);
5635         else
5636                 ret = NOTIFY_OK;
5637         return ret;
5638 }
5639
5640 /********************************************************************
5641  *                      Basic setup of slabs
5642  *******************************************************************/
5643
5644 /*
5645  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
5646  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
5647  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
5648  */
5649
5650 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
5651 {
5652         int node;
5653         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
5654         struct kmem_cache_node *n;
5655
5656         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
5657
5658         /*
5659          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
5660          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
5661          * IPIs around.
5662          */
5663         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
5664         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5665                 struct slab *p;
5666
5667                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
5668                         p->slab_cache = s;
5669
5670 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5671                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
5672                         p->slab_cache = s;
5673 #endif
5674         }
5675         list_add(&s->list, &slab_caches);
5676         return s;
5677 }
5678
5679 void __init kmem_cache_init(void)
5680 {
5681         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
5682                 boot_kmem_cache_node;
5683         int node;
5684
5685         if (debug_guardpage_minorder())
5686                 slub_max_order = 0;
5687
5688         /* Print slub debugging pointers without hashing */
5689         if (__slub_debug_enabled())
5690                 no_hash_pointers_enable(NULL);
5691
5692         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
5693         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
5694
5695         /*
5696          * Initialize the nodemask for which we will allocate per node
5697          * structures. Here we don't need taking slab_mutex yet.
5698          */
5699         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
5700                 node_set(node, slab_nodes);
5701
5702         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
5703                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
5704
5705         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
5706
5707         /* Able to allocate the per node structures */
5708         slab_state = PARTIAL;
5709
5710         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
5711                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
5712                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
5713                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
5714
5715         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
5716         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
5717
5718         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
5719         setup_kmalloc_cache_index_table();
5720         create_kmalloc_caches();
5721
5722         /* Setup random freelists for each cache */
5723         init_freelist_randomization();
5724
5725         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
5726                                   slub_cpu_dead);
5727
5728         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
5729                 cache_line_size(),
5730                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
5731                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
5732 }
5733
5734 void __init kmem_cache_init_late(void)
5735 {
5736 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
5737         flushwq = alloc_workqueue("slub_flushwq", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
5738         WARN_ON(!flushwq);
5739 #endif
5740 }
5741
5742 struct kmem_cache *
5743 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
5744                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
5745 {
5746         struct kmem_cache *s;
5747
5748         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
5749         if (s) {
5750                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
5751                         return NULL;
5752
5753                 s->refcount++;
5754
5755                 /*
5756                  * Adjust the object sizes so that we clear
5757                  * the complete object on kzalloc.
5758                  */
5759                 s->object_size = max(s->object_size, size);
5760                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
5761         }
5762
5763         return s;
5764 }
5765
5766 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
5767 {
5768         int err;
5769
5770         err = kmem_cache_open(s, flags);
5771         if (err)
5772                 return err;
5773
5774         /* Mutex is not taken during early boot */
5775         if (slab_state <= UP)
5776                 return 0;
5777
5778         err = sysfs_slab_add(s);
5779         if (err) {
5780                 __kmem_cache_release(s);
5781                 return err;
5782         }
5783
5784         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
5785                 debugfs_slab_add(s);
5786
5787         return 0;
5788 }
5789
5790 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
5791 static int count_inuse(struct slab *slab)
5792 {
5793         return slab->inuse;
5794 }
5795
5796 static int count_total(struct slab *slab)
5797 {
5798         return slab->objects;
5799 }
5800 #endif
5801
5802 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5803 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
5804                           unsigned long *obj_map)
5805 {
5806         void *p;
5807         void *addr = slab_address(slab);
5808
5809         if (!check_slab(s, slab) || !on_freelist(s, slab, NULL))
5810                 return;
5811
5812         /* Now we know that a valid freelist exists */
5813         __fill_map(obj_map, s, slab);
5814         for_each_object(p, s, addr, slab->objects) {
5815                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map) ?
5816                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
5817
5818                 if (!check_object(s, slab, p, val))
5819                         break;
5820         }
5821 }
5822
5823 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
5824                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *obj_map)
5825 {
5826         unsigned long count = 0;
5827         struct slab *slab;
5828         unsigned long flags;
5829
5830         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5831
5832         list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list) {
5833                 validate_slab(s, slab, obj_map);
5834                 count++;
5835         }
5836         if (count != n->nr_partial) {
5837                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
5838                        s->name, count, n->nr_partial);
5839                 slab_add_kunit_errors();
5840         }
5841
5842         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5843                 goto out;
5844
5845         list_for_each_entry(slab, &n->full, slab_list) {
5846                 validate_slab(s, slab, obj_map);
5847                 count++;
5848         }
5849         if (count != node_nr_slabs(n)) {
5850                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
5851                        s->name, count, node_nr_slabs(n));
5852                 slab_add_kunit_errors();
5853         }
5854
5855 out:
5856         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5857         return count;
5858 }
5859
5860 long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
5861 {
5862         int node;
5863         unsigned long count = 0;
5864         struct kmem_cache_node *n;
5865         unsigned long *obj_map;
5866
5867         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
5868         if (!obj_map)
5869                 return -ENOMEM;
5870
5871         flush_all(s);
5872         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
5873                 count += validate_slab_node(s, n, obj_map);
5874
5875         bitmap_free(obj_map);
5876
5877         return count;
5878 }
5879 EXPORT_SYMBOL(validate_slab_cache);
5880
5881 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
5882 /*
5883  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
5884  * and freed.
5885  */
5886
5887 struct location {
5888         depot_stack_handle_t handle;
5889         unsigned long count;
5890         unsigned long addr;
5891         unsigned long waste;
5892         long long sum_time;
5893         long min_time;
5894         long max_time;
5895         long min_pid;
5896         long max_pid;
5897         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
5898         nodemask_t nodes;
5899 };
5900
5901 struct loc_track {
5902         unsigned long max;
5903         unsigned long count;
5904         struct location *loc;
5905         loff_t idx;
5906 };
5907
5908 static struct dentry *slab_debugfs_root;
5909
5910 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
5911 {
5912         if (t->max)
5913                 free_pages((unsigned long)t->loc,
5914                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
5915 }
5916
5917 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
5918 {
5919         struct location *l;
5920         int order;
5921
5922         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
5923
5924         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
5925         if (!l)
5926                 return 0;
5927
5928         if (t->count) {
5929                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
5930                 free_loc_track(t);
5931         }
5932         t->max = max;
5933         t->loc = l;
5934         return 1;
5935 }
5936
5937 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
5938                                 const struct track *track,
5939                                 unsigned int orig_size)
5940 {
5941         long start, end, pos;
5942         struct location *l;
5943         unsigned long caddr, chandle, cwaste;
5944         unsigned long age = jiffies - track->when;
5945         depot_stack_handle_t handle = 0;
5946         unsigned int waste = s->object_size - orig_size;
5947
5948 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
5949         handle = READ_ONCE(track->handle);
5950 #endif
5951         start = -1;
5952         end = t->count;
5953
5954         for ( ; ; ) {
5955                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
5956
5957                 /*
5958                  * There is nothing at "end". If we end up there
5959                  * we need to add something to before end.
5960                  */
5961                 if (pos == end)
5962                         break;
5963
5964                 l = &t->loc[pos];
5965                 caddr = l->addr;
5966                 chandle = l->handle;
5967                 cwaste = l->waste;
5968                 if ((track->addr == caddr) && (handle == chandle) &&
5969                         (waste == cwaste)) {
5970
5971                         l->count++;
5972                         if (track->when) {
5973                                 l->sum_time += age;
5974                                 if (age < l->min_time)
5975                                         l->min_time = age;
5976                                 if (age > l->max_time)
5977                                         l->max_time = age;
5978
5979                                 if (track->pid < l->min_pid)
5980                                         l->min_pid = track->pid;
5981                                 if (track->pid > l->max_pid)
5982                                         l->max_pid = track->pid;
5983
5984                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
5985                                                 to_cpumask(l->cpus));
5986                         }
5987                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
5988                         return 1;
5989                 }
5990
5991                 if (track->addr < caddr)
5992                         end = pos;
5993                 else if (track->addr == caddr && handle < chandle)
5994                         end = pos;
5995                 else if (track->addr == caddr && handle == chandle &&
5996                                 waste < cwaste)
5997                         end = pos;
5998                 else
5999                         start = pos;
6000         }
6001
6002         /*
6003          * Not found. Insert new tracking element.
6004          */
6005         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
6006                 return 0;
6007
6008         l = t->loc + pos;
6009         if (pos < t->count)
6010                 memmove(l + 1, l,
6011                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
6012         t->count++;
6013         l->count = 1;
6014         l->addr = track->addr;
6015         l->sum_time = age;
6016         l->min_time = age;
6017         l->max_time = age;
6018         l->min_pid = track->pid;
6019         l->max_pid = track->pid;
6020         l->handle = handle;
6021         l->waste = waste;
6022         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
6023         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
6024         nodes_clear(l->nodes);
6025         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
6026         return 1;
6027 }
6028
6029 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
6030                 struct slab *slab, enum track_item alloc,
6031                 unsigned long *obj_map)
6032 {
6033         void *addr = slab_address(slab);
6034         bool is_alloc = (alloc == TRACK_ALLOC);
6035         void *p;
6036
6037         __fill_map(obj_map, s, slab);
6038
6039         for_each_object(p, s, addr, slab->objects)
6040                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map))
6041                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc),
6042                                      is_alloc ? get_orig_size(s, p) :
6043                                                 s->object_size);
6044 }
6045 #endif  /* CONFIG_DEBUG_FS   */
6046 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
6047
6048 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
6049 enum slab_stat_type {
6050         SL_ALL,                 /* All slabs */
6051         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
6052         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
6053         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
6054         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
6055 };
6056
6057 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
6058 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
6059 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
6060 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
6061 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
6062
6063 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
6064                                  char *buf, unsigned long flags)
6065 {
6066         unsigned long total = 0;
6067         int node;
6068         int x;
6069         unsigned long *nodes;
6070         int len = 0;
6071
6072         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
6073         if (!nodes)
6074                 return -ENOMEM;
6075
6076         if (flags & SO_CPU) {
6077                 int cpu;
6078
6079                 for_each_possible_cpu(cpu) {
6080                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
6081                                                                cpu);
6082                         int node;
6083                         struct slab *slab;
6084
6085                         slab = READ_ONCE(c->slab);
6086                         if (!slab)
6087                                 continue;
6088
6089                         node = slab_nid(slab);
6090                         if (flags & SO_TOTAL)
6091                                 x = slab->objects;
6092                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6093                                 x = slab->inuse;
6094                         else
6095                                 x = 1;
6096
6097                         total += x;
6098                         nodes[node] += x;
6099
6100 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6101                         slab = slub_percpu_partial_read_once(c);
6102                         if (slab) {
6103                                 node = slab_nid(slab);
6104                                 if (flags & SO_TOTAL)
6105                                         WARN_ON_ONCE(1);
6106                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
6107                                         WARN_ON_ONCE(1);
6108                                 else
6109                                         x = data_race(slab->slabs);
6110                                 total += x;
6111                                 nodes[node] += x;
6112                         }
6113 #endif
6114                 }
6115         }
6116
6117         /*
6118          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
6119          * already held which will conflict with an existing lock order:
6120          *
6121          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
6122          *
6123          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
6124          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
6125          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
6126          */
6127
6128 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6129         if (flags & SO_ALL) {
6130                 struct kmem_cache_node *n;
6131
6132                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6133
6134                         if (flags & SO_TOTAL)
6135                                 x = node_nr_objs(n);
6136                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6137                                 x = node_nr_objs(n) - count_partial(n, count_free);
6138                         else
6139                                 x = node_nr_slabs(n);
6140                         total += x;
6141                         nodes[node] += x;
6142                 }
6143
6144         } else
6145 #endif
6146         if (flags & SO_PARTIAL) {
6147                 struct kmem_cache_node *n;
6148
6149                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6150                         if (flags & SO_TOTAL)
6151                                 x = count_partial(n, count_total);
6152                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6153                                 x = count_partial(n, count_inuse);
6154                         else
6155                                 x = n->nr_partial;
6156                         total += x;
6157                         nodes[node] += x;
6158                 }
6159         }
6160
6161         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", total);
6162 #ifdef CONFIG_NUMA
6163         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
6164                 if (nodes[node])
6165                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " N%d=%lu",
6166                                              node, nodes[node]);
6167         }
6168 #endif
6169         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6170         kfree(nodes);
6171
6172         return len;
6173 }
6174
6175 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
6176 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
6177
6178 struct slab_attribute {
6179         struct attribute attr;
6180         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
6181         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
6182 };
6183
6184 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
6185         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO_MODE(_name, 0400)
6186
6187 #define SLAB_ATTR(_name) \
6188         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RW_MODE(_name, 0600)
6189
6190 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6191 {
6192         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->size);
6193 }
6194 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
6195
6196 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6197 {
6198         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->align);
6199 }
6200 SLAB_ATTR_RO(align);
6201
6202 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6203 {
6204         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->object_size);
6205 }
6206 SLAB_ATTR_RO(object_size);
6207
6208 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6209 {
6210         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
6211 }
6212 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
6213
6214 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6215 {
6216         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
6217 }
6218 SLAB_ATTR_RO(order);
6219
6220 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6221 {
6222         return sysfs_emit(buf, "%lu\n", s->min_partial);
6223 }
6224
6225 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6226                                  size_t length)
6227 {
6228         unsigned long min;
6229         int err;
6230
6231         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
6232         if (err)
6233                 return err;
6234
6235         s->min_partial = min;
6236         return length;
6237 }
6238 SLAB_ATTR(min_partial);
6239
6240 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6241 {
6242         unsigned int nr_partial = 0;
6243 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6244         nr_partial = s->cpu_partial;
6245 #endif
6246
6247         return sysfs_emit(buf, "%u\n", nr_partial);
6248 }
6249
6250 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6251                                  size_t length)
6252 {
6253         unsigned int objects;
6254         int err;
6255
6256         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
6257         if (err)
6258                 return err;
6259         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
6260                 return -EINVAL;
6261
6262         slub_set_cpu_partial(s, objects);
6263         flush_all(s);
6264         return length;
6265 }
6266 SLAB_ATTR(cpu_partial);
6267
6268 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6269 {
6270         if (!s->ctor)
6271                 return 0;
6272         return sysfs_emit(buf, "%pS\n", s->ctor);
6273 }
6274 SLAB_ATTR_RO(ctor);
6275
6276 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6277 {
6278         return sysfs_emit(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
6279 }
6280 SLAB_ATTR_RO(aliases);
6281
6282 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6283 {
6284         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
6285 }
6286 SLAB_ATTR_RO(partial);
6287
6288 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6289 {
6290         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
6291 }
6292 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
6293
6294 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6295 {
6296         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
6297 }
6298 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
6299
6300 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6301 {
6302         int objects = 0;
6303         int slabs = 0;
6304         int cpu __maybe_unused;
6305         int len = 0;
6306
6307 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6308         for_each_online_cpu(cpu) {
6309                 struct slab *slab;
6310
6311                 slab = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
6312
6313                 if (slab)
6314                         slabs += data_race(slab->slabs);
6315         }
6316 #endif
6317
6318         /* Approximate half-full slabs, see slub_set_cpu_partial() */
6319         objects = (slabs * oo_objects(s->oo)) / 2;
6320         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%d(%d)", objects, slabs);
6321
6322 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6323         for_each_online_cpu(cpu) {
6324                 struct slab *slab;
6325
6326                 slab = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
6327                 if (slab) {
6328                         slabs = data_race(slab->slabs);
6329                         objects = (slabs * oo_objects(s->oo)) / 2;
6330                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%d(%d)",
6331                                              cpu, objects, slabs);
6332                 }
6333         }
6334 #endif
6335         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6336
6337         return len;
6338 }
6339 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
6340
6341 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6342 {
6343         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
6344 }
6345 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
6346
6347 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6348 {
6349         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
6350 }
6351 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
6352
6353 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
6354 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6355 {
6356         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
6357 }
6358 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
6359 #endif
6360
6361 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
6362 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6363 {
6364         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->usersize);
6365 }
6366 SLAB_ATTR_RO(usersize);
6367 #endif
6368
6369 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6370 {
6371         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
6372 }
6373 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
6374
6375 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6376 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6377 {
6378         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
6379 }
6380 SLAB_ATTR_RO(slabs);
6381
6382 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6383 {
6384         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
6385 }
6386 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
6387
6388 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6389 {
6390         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
6391 }
6392 SLAB_ATTR_RO(objects);
6393
6394 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6395 {
6396         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
6397 }
6398 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
6399
6400 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6401 {
6402         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
6403 }
6404 SLAB_ATTR_RO(trace);
6405
6406 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6407 {
6408         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
6409 }
6410
6411 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
6412
6413 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6414 {
6415         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
6416 }
6417
6418 SLAB_ATTR_RO(poison);
6419
6420 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6421 {
6422         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
6423 }
6424
6425 SLAB_ATTR_RO(store_user);
6426
6427 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6428 {
6429         return 0;
6430 }
6431
6432 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
6433                         const char *buf, size_t length)
6434 {
6435         int ret = -EINVAL;
6436
6437         if (buf[0] == '1' && kmem_cache_debug(s)) {
6438                 ret = validate_slab_cache(s);
6439                 if (ret >= 0)
6440                         ret = length;
6441         }
6442         return ret;
6443 }
6444 SLAB_ATTR(validate);
6445
6446 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
6447
6448 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
6449 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6450 {
6451         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
6452 }
6453
6454 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6455                                 size_t length)
6456 {
6457         if (s->refcount > 1)
6458                 return -EINVAL;
6459
6460         if (buf[0] == '1')
6461                 WRITE_ONCE(s->flags, s->flags | SLAB_FAILSLAB);
6462         else
6463                 WRITE_ONCE(s->flags, s->flags & ~SLAB_FAILSLAB);
6464
6465         return length;
6466 }
6467 SLAB_ATTR(failslab);
6468 #endif
6469
6470 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6471 {
6472         return 0;
6473 }
6474
6475 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
6476                         const char *buf, size_t length)
6477 {
6478         if (buf[0] == '1')
6479                 kmem_cache_shrink(s);
6480         else
6481                 return -EINVAL;
6482         return length;
6483 }
6484 SLAB_ATTR(shrink);
6485
6486 #ifdef CONFIG_NUMA
6487 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6488 {
6489         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
6490 }
6491
6492 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
6493                                 const char *buf, size_t length)
6494 {
6495         unsigned int ratio;
6496         int err;
6497
6498         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
6499         if (err)
6500                 return err;
6501         if (ratio > 100)
6502                 return -ERANGE;
6503
6504         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
6505
6506         return length;
6507 }
6508 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
6509 #endif
6510
6511 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
6512 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
6513 {
6514         unsigned long sum  = 0;
6515         int cpu;
6516         int len = 0;
6517         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
6518
6519         if (!data)
6520                 return -ENOMEM;
6521
6522         for_each_online_cpu(cpu) {
6523                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
6524
6525                 data[cpu] = x;
6526                 sum += x;
6527         }
6528
6529         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", sum);
6530
6531 #ifdef CONFIG_SMP
6532         for_each_online_cpu(cpu) {
6533                 if (data[cpu])
6534                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%u",
6535                                              cpu, data[cpu]);
6536         }
6537 #endif
6538         kfree(data);
6539         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6540
6541         return len;
6542 }
6543
6544 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
6545 {
6546         int cpu;
6547
6548         for_each_online_cpu(cpu)
6549                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
6550 }
6551
6552 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
6553 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
6554 {                                                               \
6555         return show_stat(s, buf, si);                           \
6556 }                                                               \
6557 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
6558                                 const char *buf, size_t length) \
6559 {                                                               \
6560         if (buf[0] != '0')                                      \
6561                 return -EINVAL;                                 \
6562         clear_stat(s, si);                                      \
6563         return length;                                          \
6564 }                                                               \
6565 SLAB_ATTR(text);                                                \
6566
6567 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
6568 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
6569 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
6570 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
6571 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
6572 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
6573 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
6574 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
6575 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
6576 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
6577 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
6578 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
6579 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
6580 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
6581 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
6582 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
6583 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
6584 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
6585 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
6586 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
6587 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
6588 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
6589 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
6590 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
6591 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
6592 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
6593 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
6594
6595 #ifdef CONFIG_KFENCE
6596 static ssize_t skip_kfence_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6597 {
6598         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_SKIP_KFENCE));
6599 }
6600
6601 static ssize_t skip_kfence_store(struct kmem_cache *s,
6602                         const char *buf, size_t length)
6603 {
6604         int ret = length;
6605
6606         if (buf[0] == '0')
6607                 s->flags &= ~SLAB_SKIP_KFENCE;
6608         else if (buf[0] == '1')
6609                 s->flags |= SLAB_SKIP_KFENCE;
6610         else
6611                 ret = -EINVAL;
6612
6613         return ret;
6614 }
6615 SLAB_ATTR(skip_kfence);
6616 #endif
6617
6618 static struct attribute *slab_attrs[] = {
6619         &slab_size_attr.attr,
6620         &object_size_attr.attr,
6621         &objs_per_slab_attr.attr,
6622         &order_attr.attr,
6623         &min_partial_attr.attr,
6624         &cpu_partial_attr.attr,
6625         &objects_partial_attr.attr,
6626         &partial_attr.attr,
6627         &cpu_slabs_attr.attr,
6628         &ctor_attr.attr,
6629         &aliases_attr.attr,
6630         &align_attr.attr,
6631         &hwcache_align_attr.attr,
6632         &reclaim_account_attr.attr,
6633         &destroy_by_rcu_attr.attr,
6634         &shrink_attr.attr,
6635         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
6636 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6637         &total_objects_attr.attr,
6638         &objects_attr.attr,
6639         &slabs_attr.attr,
6640         &sanity_checks_attr.attr,
6641         &trace_attr.attr,
6642         &red_zone_attr.attr,
6643         &poison_attr.attr,
6644         &store_user_attr.attr,
6645         &validate_attr.attr,
6646 #endif
6647 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
6648         &cache_dma_attr.attr,
6649 #endif
6650 #ifdef CONFIG_NUMA
6651         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
6652 #endif
6653 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
6654         &alloc_fastpath_attr.attr,
6655         &alloc_slowpath_attr.attr,
6656         &free_fastpath_attr.attr,
6657         &free_slowpath_attr.attr,
6658         &free_frozen_attr.attr,
6659         &free_add_partial_attr.attr,
6660         &free_remove_partial_attr.attr,
6661         &alloc_from_partial_attr.attr,
6662         &alloc_slab_attr.attr,
6663         &alloc_refill_attr.attr,
6664         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
6665         &free_slab_attr.attr,
6666         &cpuslab_flush_attr.attr,
6667         &deactivate_full_attr.attr,
6668         &deactivate_empty_attr.attr,
6669         &deactivate_to_head_attr.attr,
6670         &deactivate_to_tail_attr.attr,
6671         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
6672         &deactivate_bypass_attr.attr,
6673         &order_fallback_attr.attr,
6674         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
6675         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
6676         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
6677         &cpu_partial_free_attr.attr,
6678         &cpu_partial_node_attr.attr,
6679         &cpu_partial_drain_attr.attr,
6680 #endif
6681 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
6682         &failslab_attr.attr,
6683 #endif
6684 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
6685         &usersize_attr.attr,
6686 #endif
6687 #ifdef CONFIG_KFENCE
6688         &skip_kfence_attr.attr,
6689 #endif
6690
6691         NULL
6692 };
6693
6694 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
6695         .attrs = slab_attrs,
6696 };
6697
6698 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
6699                                 struct attribute *attr,
6700                                 char *buf)
6701 {
6702         struct slab_attribute *attribute;
6703         struct kmem_cache *s;
6704
6705         attribute = to_slab_attr(attr);
6706         s = to_slab(kobj);
6707
6708         if (!attribute->show)
6709                 return -EIO;
6710
6711         return attribute->show(s, buf);
6712 }
6713
6714 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
6715                                 struct attribute *attr,
6716                                 const char *buf, size_t len)
6717 {
6718         struct slab_attribute *attribute;
6719         struct kmem_cache *s;
6720
6721         attribute = to_slab_attr(attr);
6722         s = to_slab(kobj);
6723
6724         if (!attribute->store)
6725                 return -EIO;
6726
6727         return attribute->store(s, buf, len);
6728 }
6729
6730 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
6731 {
6732         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
6733 }
6734
6735 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
6736         .show = slab_attr_show,
6737         .store = slab_attr_store,
6738 };
6739
6740 static const struct kobj_type slab_ktype = {
6741         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
6742         .release = kmem_cache_release,
6743 };
6744
6745 static struct kset *slab_kset;
6746
6747 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
6748 {
6749         return slab_kset;
6750 }
6751
6752 #define ID_STR_LENGTH 32
6753
6754 /* Create a unique string id for a slab cache:
6755  *
6756  * Format       :[flags-]size
6757  */
6758 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
6759 {
6760         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
6761         char *p = name;
6762
6763         if (!name)
6764                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6765
6766         *p++ = ':';
6767         /*
6768          * First flags affecting slabcache operations. We will only
6769          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
6770          * too many flags. The flags here must cover all flags that
6771          * are matched during merging to guarantee that the id is
6772          * unique.
6773          */
6774         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
6775                 *p++ = 'd';
6776         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
6777                 *p++ = 'D';
6778         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
6779                 *p++ = 'a';
6780         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
6781                 *p++ = 'F';
6782         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
6783                 *p++ = 'A';
6784         if (p != name + 1)
6785                 *p++ = '-';
6786         p += snprintf(p, ID_STR_LENGTH - (p - name), "%07u", s->size);
6787
6788         if (WARN_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1)) {
6789                 kfree(name);
6790                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6791         }
6792         kmsan_unpoison_memory(name, p - name);
6793         return name;
6794 }
6795
6796 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
6797 {
6798         int err;
6799         const char *name;
6800         struct kset *kset = cache_kset(s);
6801         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
6802
6803         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
6804                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
6805                 unmergeable = 1;
6806
6807         if (unmergeable) {
6808                 /*
6809                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
6810                  * This is typically the case for debug situations. In that
6811                  * case we can catch duplicate names easily.
6812                  */
6813                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
6814                 name = s->name;
6815         } else {
6816                 /*
6817                  * Create a unique name for the slab as a target
6818                  * for the symlinks.
6819                  */
6820                 name = create_unique_id(s);
6821                 if (IS_ERR(name))
6822                         return PTR_ERR(name);
6823         }
6824
6825         s->kobj.kset = kset;
6826         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
6827         if (err)
6828                 goto out;
6829
6830         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
6831         if (err)
6832                 goto out_del_kobj;
6833
6834         if (!unmergeable) {
6835                 /* Setup first alias */
6836                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
6837         }
6838 out:
6839         if (!unmergeable)
6840                 kfree(name);
6841         return err;
6842 out_del_kobj:
6843         kobject_del(&s->kobj);
6844         goto out;
6845 }
6846
6847 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
6848 {
6849         kobject_del(&s->kobj);
6850 }
6851
6852 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
6853 {
6854         kobject_put(&s->kobj);
6855 }
6856
6857 /*
6858  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
6859  * available lest we lose that information.
6860  */
6861 struct saved_alias {
6862         struct kmem_cache *s;
6863         const char *name;
6864         struct saved_alias *next;
6865 };
6866
6867 static struct saved_alias *alias_list;
6868
6869 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
6870 {
6871         struct saved_alias *al;
6872
6873         if (slab_state == FULL) {
6874                 /*
6875                  * If we have a leftover link then remove it.
6876                  */
6877                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
6878                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
6879         }
6880
6881         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
6882         if (!al)
6883                 return -ENOMEM;
6884
6885         al->s = s;
6886         al->name = name;
6887         al->next = alias_list;
6888         alias_list = al;
6889         kmsan_unpoison_memory(al, sizeof(*al));
6890         return 0;
6891 }
6892
6893 static int __init slab_sysfs_init(void)
6894 {
6895         struct kmem_cache *s;
6896         int err;
6897
6898         mutex_lock(&slab_mutex);
6899
6900         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
6901         if (!slab_kset) {
6902                 mutex_unlock(&slab_mutex);
6903                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
6904                 return -ENOMEM;
6905         }
6906
6907         slab_state = FULL;
6908
6909         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
6910                 err = sysfs_slab_add(s);
6911                 if (err)
6912                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
6913                                s->name);
6914         }
6915
6916         while (alias_list) {
6917                 struct saved_alias *al = alias_list;
6918
6919                 alias_list = alias_list->next;
6920                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
6921                 if (err)
6922                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
6923                                al->name);
6924                 kfree(al);
6925         }
6926
6927         mutex_unlock(&slab_mutex);
6928         return 0;
6929 }
6930 late_initcall(slab_sysfs_init);
6931 #endif /* SLAB_SUPPORTS_SYSFS */
6932
6933 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) && defined(CONFIG_DEBUG_FS)
6934 static int slab_debugfs_show(struct seq_file *seq, void *v)
6935 {
6936         struct loc_track *t = seq->private;
6937         struct location *l;
6938         unsigned long idx;
6939
6940         idx = (unsigned long) t->idx;
6941         if (idx < t->count) {
6942                 l = &t->loc[idx];
6943
6944                 seq_printf(seq, "%7ld ", l->count);
6945
6946                 if (l->addr)
6947                         seq_printf(seq, "%pS", (void *)l->addr);
6948                 else
6949                         seq_puts(seq, "<not-available>");
6950
6951                 if (l->waste)
6952                         seq_printf(seq, " waste=%lu/%lu",
6953                                 l->count * l->waste, l->waste);
6954
6955                 if (l->sum_time != l->min_time) {
6956                         seq_printf(seq, " age=%ld/%llu/%ld",
6957                                 l->min_time, div_u64(l->sum_time, l->count),
6958                                 l->max_time);
6959                 } else
6960                         seq_printf(seq, " age=%ld", l->min_time);
6961
6962                 if (l->min_pid != l->max_pid)
6963                         seq_printf(seq, " pid=%ld-%ld", l->min_pid, l->max_pid);
6964                 else
6965                         seq_printf(seq, " pid=%ld",
6966                                 l->min_pid);
6967
6968                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)))
6969                         seq_printf(seq, " cpus=%*pbl",
6970                                  cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
6971
6972                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes))
6973                         seq_printf(seq, " nodes=%*pbl",
6974                                  nodemask_pr_args(&l->nodes));
6975
6976 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
6977                 {
6978                         depot_stack_handle_t handle;
6979                         unsigned long *entries;
6980                         unsigned int nr_entries, j;
6981
6982                         handle = READ_ONCE(l->handle);
6983                         if (handle) {
6984                                 nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
6985                                 seq_puts(seq, "\n");
6986                                 for (j = 0; j < nr_entries; j++)
6987                                         seq_printf(seq, "        %pS\n", (void *)entries[j]);
6988                         }
6989                 }
6990 #endif
6991                 seq_puts(seq, "\n");
6992         }
6993
6994         if (!idx && !t->count)
6995                 seq_puts(seq, "No data\n");
6996
6997         return 0;
6998 }
6999
7000 static void slab_debugfs_stop(struct seq_file *seq, void *v)
7001 {
7002 }
7003
7004 static void *slab_debugfs_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *ppos)
7005 {
7006         struct loc_track *t = seq->private;
7007
7008         t->idx = ++(*ppos);
7009         if (*ppos <= t->count)
7010                 return ppos;
7011
7012         return NULL;
7013 }
7014
7015 static int cmp_loc_by_count(const void *a, const void *b, const void *data)
7016 {
7017         struct location *loc1 = (struct location *)a;
7018         struct location *loc2 = (struct location *)b;
7019
7020         if (loc1->count > loc2->count)
7021                 return -1;
7022         else
7023                 return 1;
7024 }
7025
7026 static void *slab_debugfs_start(struct seq_file *seq, loff_t *ppos)
7027 {
7028         struct loc_track *t = seq->private;
7029
7030         t->idx = *ppos;
7031         return ppos;
7032 }
7033
7034 static const struct seq_operations slab_debugfs_sops = {
7035         .start  = slab_debugfs_start,
7036         .next   = slab_debugfs_next,
7037         .stop   = slab_debugfs_stop,
7038         .show   = slab_debugfs_show,
7039 };
7040
7041 static int slab_debug_trace_open(struct inode *inode, struct file *filep)
7042 {
7043
7044         struct kmem_cache_node *n;
7045         enum track_item alloc;
7046         int node;
7047         struct loc_track *t = __seq_open_private(filep, &slab_debugfs_sops,
7048                                                 sizeof(struct loc_track));
7049         struct kmem_cache *s = file_inode(filep)->i_private;
7050         unsigned long *obj_map;
7051
7052         if (!t)
7053                 return -ENOMEM;
7054
7055         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
7056         if (!obj_map) {
7057                 seq_release_private(inode, filep);
7058                 return -ENOMEM;
7059         }
7060
7061         if (strcmp(filep->f_path.dentry->d_name.name, "alloc_traces") == 0)
7062                 alloc = TRACK_ALLOC;
7063         else
7064                 alloc = TRACK_FREE;
7065
7066         if (!alloc_loc_track(t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location), GFP_KERNEL)) {
7067                 bitmap_free(obj_map);
7068                 seq_release_private(inode, filep);
7069                 return -ENOMEM;
7070         }
7071
7072         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
7073                 unsigned long flags;
7074                 struct slab *slab;
7075
7076                 if (!node_nr_slabs(n))
7077                         continue;
7078
7079                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
7080                 list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
7081                         process_slab(t, s, slab, alloc, obj_map);
7082                 list_for_each_entry(slab, &n->full, slab_list)
7083                         process_slab(t, s, slab, alloc, obj_map);
7084                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
7085         }
7086
7087         /* Sort locations by count */
7088         sort_r(t->loc, t->count, sizeof(struct location),
7089                 cmp_loc_by_count, NULL, NULL);
7090
7091         bitmap_free(obj_map);
7092         return 0;
7093 }
7094
7095 static int slab_debug_trace_release(struct inode *inode, struct file *file)
7096 {
7097         struct seq_file *seq = file->private_data;
7098         struct loc_track *t = seq->private;
7099
7100         free_loc_track(t);
7101         return seq_release_private(inode, file);
7102 }
7103
7104 static const struct file_operations slab_debugfs_fops = {
7105         .open    = slab_debug_trace_open,
7106         .read    = seq_read,
7107         .llseek  = seq_lseek,
7108         .release = slab_debug_trace_release,
7109 };
7110
7111 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
7112 {
7113         struct dentry *slab_cache_dir;
7114
7115         if (unlikely(!slab_debugfs_root))
7116                 return;
7117
7118         slab_cache_dir = debugfs_create_dir(s->name, slab_debugfs_root);
7119
7120         debugfs_create_file("alloc_traces", 0400,
7121                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
7122
7123         debugfs_create_file("free_traces", 0400,
7124                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
7125 }
7126
7127 void debugfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
7128 {
7129         debugfs_lookup_and_remove(s->name, slab_debugfs_root);
7130 }
7131
7132 static int __init slab_debugfs_init(void)
7133 {
7134         struct kmem_cache *s;
7135
7136         slab_debugfs_root = debugfs_create_dir("slab", NULL);
7137
7138         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
7139                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
7140                         debugfs_slab_add(s);
7141
7142         return 0;
7143
7144 }
7145 __initcall(slab_debugfs_init);
7146 #endif
7147 /*
7148  * The /proc/slabinfo ABI
7149  */
7150 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
7151 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
7152 {
7153         unsigned long nr_slabs = 0;
7154         unsigned long nr_objs = 0;
7155         unsigned long nr_free = 0;
7156         int node;
7157         struct kmem_cache_node *n;
7158
7159         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
7160                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
7161                 nr_objs += node_nr_objs(n);
7162                 nr_free += count_partial_free_approx(n);
7163         }
7164
7165         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
7166         sinfo->num_objs = nr_objs;
7167         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
7168         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
7169         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
7170         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
7171 }
7172 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
This page took 0.436523 seconds and 4 git commands to generate.