]> Git Repo - linux.git/blob - mm/slub.c
Merge tag 'ftrace-v6.13' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/trace/linux...
[linux.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operations
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* mm_account_reclaimed_pages() */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/swab.h>
19 #include <linux/bitops.h>
20 #include <linux/slab.h>
21 #include "slab.h"
22 #include <linux/proc_fs.h>
23 #include <linux/seq_file.h>
24 #include <linux/kasan.h>
25 #include <linux/kmsan.h>
26 #include <linux/cpu.h>
27 #include <linux/cpuset.h>
28 #include <linux/mempolicy.h>
29 #include <linux/ctype.h>
30 #include <linux/stackdepot.h>
31 #include <linux/debugobjects.h>
32 #include <linux/kallsyms.h>
33 #include <linux/kfence.h>
34 #include <linux/memory.h>
35 #include <linux/math64.h>
36 #include <linux/fault-inject.h>
37 #include <linux/kmemleak.h>
38 #include <linux/stacktrace.h>
39 #include <linux/prefetch.h>
40 #include <linux/memcontrol.h>
41 #include <linux/random.h>
42 #include <kunit/test.h>
43 #include <kunit/test-bug.h>
44 #include <linux/sort.h>
45
46 #include <linux/debugfs.h>
47 #include <trace/events/kmem.h>
48
49 #include "internal.h"
50
51 /*
52  * Lock order:
53  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
54  *   2. node->list_lock (Spinlock)
55  *   3. kmem_cache->cpu_slab->lock (Local lock)
56  *   4. slab_lock(slab) (Only on some arches)
57  *   5. object_map_lock (Only for debugging)
58  *
59  *   slab_mutex
60  *
61  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
62  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
63  *   Also synchronizes memory hotplug callbacks.
64  *
65  *   slab_lock
66  *
67  *   The slab_lock is a wrapper around the page lock, thus it is a bit
68  *   spinlock.
69  *
70  *   The slab_lock is only used on arches that do not have the ability
71  *   to do a cmpxchg_double. It only protects:
72  *
73  *      A. slab->freelist       -> List of free objects in a slab
74  *      B. slab->inuse          -> Number of objects in use
75  *      C. slab->objects        -> Number of objects in slab
76  *      D. slab->frozen         -> frozen state
77  *
78  *   Frozen slabs
79  *
80  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is
81  *   the cpu slab which is actively allocated from by the processor that
82  *   froze it and it is not on any list. The processor that froze the
83  *   slab is the one who can perform list operations on the slab. Other
84  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
85  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
86  *   slab's freelist.
87  *
88  *   CPU partial slabs
89  *
90  *   The partially empty slabs cached on the CPU partial list are used
91  *   for performance reasons, which speeds up the allocation process.
92  *   These slabs are not frozen, but are also exempt from list management,
93  *   by clearing the PG_workingset flag when moving out of the node
94  *   partial list. Please see __slab_free() for more details.
95  *
96  *   To sum up, the current scheme is:
97  *   - node partial slab: PG_Workingset && !frozen
98  *   - cpu partial slab: !PG_Workingset && !frozen
99  *   - cpu slab: !PG_Workingset && frozen
100  *   - full slab: !PG_Workingset && !frozen
101  *
102  *   list_lock
103  *
104  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
105  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
106  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
107  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
108  *   modified without taking the list lock).
109  *
110  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
111  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
112  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
113  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
114  *   the list lock.
115  *
116  *   For debug caches, all allocations are forced to go through a list_lock
117  *   protected region to serialize against concurrent validation.
118  *
119  *   cpu_slab->lock local lock
120  *
121  *   This locks protect slowpath manipulation of all kmem_cache_cpu fields
122  *   except the stat counters. This is a percpu structure manipulated only by
123  *   the local cpu, so the lock protects against being preempted or interrupted
124  *   by an irq. Fast path operations rely on lockless operations instead.
125  *
126  *   On PREEMPT_RT, the local lock neither disables interrupts nor preemption
127  *   which means the lockless fastpath cannot be used as it might interfere with
128  *   an in-progress slow path operations. In this case the local lock is always
129  *   taken but it still utilizes the freelist for the common operations.
130  *
131  *   lockless fastpaths
132  *
133  *   The fast path allocation (slab_alloc_node()) and freeing (do_slab_free())
134  *   are fully lockless when satisfied from the percpu slab (and when
135  *   cmpxchg_double is possible to use, otherwise slab_lock is taken).
136  *   They also don't disable preemption or migration or irqs. They rely on
137  *   the transaction id (tid) field to detect being preempted or moved to
138  *   another cpu.
139  *
140  *   irq, preemption, migration considerations
141  *
142  *   Interrupts are disabled as part of list_lock or local_lock operations, or
143  *   around the slab_lock operation, in order to make the slab allocator safe
144  *   to use in the context of an irq.
145  *
146  *   In addition, preemption (or migration on PREEMPT_RT) is disabled in the
147  *   allocation slowpath, bulk allocation, and put_cpu_partial(), so that the
148  *   local cpu doesn't change in the process and e.g. the kmem_cache_cpu pointer
149  *   doesn't have to be revalidated in each section protected by the local lock.
150  *
151  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
152  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
153  *
154  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
155  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
156  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
157  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
158  * cannot scan all objects.
159  *
160  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
161  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
162  * fast frees and allocs.
163  *
164  * slab->frozen         The slab is frozen and exempt from list processing.
165  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
166  *                      such as satisfying allocations for a specific
167  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
168  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
169  *                      list operations. It is up to the processor holding
170  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
171  *                      when the slab is no longer needed.
172  *
173  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
174  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
175  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
176  *                      freelist that allows lockless access to
177  *                      free objects in addition to the regular freelist
178  *                      that requires the slab lock.
179  *
180  * SLAB_DEBUG_FLAGS     Slab requires special handling due to debug
181  *                      options set. This moves slab handling out of
182  *                      the fast path and disables lockless freelists.
183  */
184
185 /*
186  * We could simply use migrate_disable()/enable() but as long as it's a
187  * function call even on !PREEMPT_RT, use inline preempt_disable() there.
188  */
189 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
190 #define slub_get_cpu_ptr(var)           get_cpu_ptr(var)
191 #define slub_put_cpu_ptr(var)           put_cpu_ptr(var)
192 #define USE_LOCKLESS_FAST_PATH()        (true)
193 #else
194 #define slub_get_cpu_ptr(var)           \
195 ({                                      \
196         migrate_disable();              \
197         this_cpu_ptr(var);              \
198 })
199 #define slub_put_cpu_ptr(var)           \
200 do {                                    \
201         (void)(var);                    \
202         migrate_enable();               \
203 } while (0)
204 #define USE_LOCKLESS_FAST_PATH()        (false)
205 #endif
206
207 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
208 #define __fastpath_inline __always_inline
209 #else
210 #define __fastpath_inline
211 #endif
212
213 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
214 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
215 DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(slub_debug_enabled);
216 #else
217 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(slub_debug_enabled);
218 #endif
219 #endif          /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
220
221 /* Structure holding parameters for get_partial() call chain */
222 struct partial_context {
223         gfp_t flags;
224         unsigned int orig_size;
225         void *object;
226 };
227
228 static inline bool kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
229 {
230         return kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_DEBUG_FLAGS);
231 }
232
233 static inline bool slub_debug_orig_size(struct kmem_cache *s)
234 {
235         return (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER) &&
236                         (s->flags & SLAB_KMALLOC));
237 }
238
239 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
240 {
241         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE))
242                 p += s->red_left_pad;
243
244         return p;
245 }
246
247 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
248 {
249 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
250         return !kmem_cache_debug(s);
251 #else
252         return false;
253 #endif
254 }
255
256 /*
257  * Issues still to be resolved:
258  *
259  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
260  *
261  * - Variable sizing of the per node arrays
262  */
263
264 /* Enable to log cmpxchg failures */
265 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
266
267 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
268 /*
269  * Minimum number of partial slabs. These will be left on the partial
270  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
271  */
272 #define MIN_PARTIAL 5
273
274 /*
275  * Maximum number of desirable partial slabs.
276  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
277  * sort the partial list by the number of objects in use.
278  */
279 #define MAX_PARTIAL 10
280 #else
281 #define MIN_PARTIAL 0
282 #define MAX_PARTIAL 0
283 #endif
284
285 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
286                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
287
288 /*
289  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
290  * issues when checking or reading debug information
291  */
292 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
293                                 SLAB_TRACE)
294
295
296 /*
297  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
298  * disabled when slab_debug=O is used and a cache's min order increases with
299  * metadata.
300  */
301 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
302
303 #define OO_SHIFT        16
304 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
305 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since slab.objects is u15 */
306
307 /* Internal SLUB flags */
308 /* Poison object */
309 #define __OBJECT_POISON         __SLAB_FLAG_BIT(_SLAB_OBJECT_POISON)
310 /* Use cmpxchg_double */
311
312 #ifdef system_has_freelist_aba
313 #define __CMPXCHG_DOUBLE        __SLAB_FLAG_BIT(_SLAB_CMPXCHG_DOUBLE)
314 #else
315 #define __CMPXCHG_DOUBLE        __SLAB_FLAG_UNUSED
316 #endif
317
318 /*
319  * Tracking user of a slab.
320  */
321 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
322 struct track {
323         unsigned long addr;     /* Called from address */
324 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
325         depot_stack_handle_t handle;
326 #endif
327         int cpu;                /* Was running on cpu */
328         int pid;                /* Pid context */
329         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
330 };
331
332 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
333
334 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
335 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
336 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
337 #else
338 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
339 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
340                                                         { return 0; }
341 #endif
342
343 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
344 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *);
345 #else
346 static inline void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { }
347 #endif
348
349 enum stat_item {
350         ALLOC_FASTPATH,         /* Allocation from cpu slab */
351         ALLOC_SLOWPATH,         /* Allocation by getting a new cpu slab */
352         FREE_FASTPATH,          /* Free to cpu slab */
353         FREE_SLOWPATH,          /* Freeing not to cpu slab */
354         FREE_FROZEN,            /* Freeing to frozen slab */
355         FREE_ADD_PARTIAL,       /* Freeing moves slab to partial list */
356         FREE_REMOVE_PARTIAL,    /* Freeing removes last object */
357         ALLOC_FROM_PARTIAL,     /* Cpu slab acquired from node partial list */
358         ALLOC_SLAB,             /* Cpu slab acquired from page allocator */
359         ALLOC_REFILL,           /* Refill cpu slab from slab freelist */
360         ALLOC_NODE_MISMATCH,    /* Switching cpu slab */
361         FREE_SLAB,              /* Slab freed to the page allocator */
362         CPUSLAB_FLUSH,          /* Abandoning of the cpu slab */
363         DEACTIVATE_FULL,        /* Cpu slab was full when deactivated */
364         DEACTIVATE_EMPTY,       /* Cpu slab was empty when deactivated */
365         DEACTIVATE_TO_HEAD,     /* Cpu slab was moved to the head of partials */
366         DEACTIVATE_TO_TAIL,     /* Cpu slab was moved to the tail of partials */
367         DEACTIVATE_REMOTE_FREES,/* Slab contained remotely freed objects */
368         DEACTIVATE_BYPASS,      /* Implicit deactivation */
369         ORDER_FALLBACK,         /* Number of times fallback was necessary */
370         CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL,/* Failures of this_cpu_cmpxchg_double */
371         CMPXCHG_DOUBLE_FAIL,    /* Failures of slab freelist update */
372         CPU_PARTIAL_ALLOC,      /* Used cpu partial on alloc */
373         CPU_PARTIAL_FREE,       /* Refill cpu partial on free */
374         CPU_PARTIAL_NODE,       /* Refill cpu partial from node partial */
375         CPU_PARTIAL_DRAIN,      /* Drain cpu partial to node partial */
376         NR_SLUB_STAT_ITEMS
377 };
378
379 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
380 /*
381  * When changing the layout, make sure freelist and tid are still compatible
382  * with this_cpu_cmpxchg_double() alignment requirements.
383  */
384 struct kmem_cache_cpu {
385         union {
386                 struct {
387                         void **freelist;        /* Pointer to next available object */
388                         unsigned long tid;      /* Globally unique transaction id */
389                 };
390                 freelist_aba_t freelist_tid;
391         };
392         struct slab *slab;      /* The slab from which we are allocating */
393 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
394         struct slab *partial;   /* Partially allocated slabs */
395 #endif
396         local_lock_t lock;      /* Protects the fields above */
397 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
398         unsigned int stat[NR_SLUB_STAT_ITEMS];
399 #endif
400 };
401 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
402
403 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
404 {
405 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
406         /*
407          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
408          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
409          */
410         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
411 #endif
412 }
413
414 static inline
415 void stat_add(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si, int v)
416 {
417 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
418         raw_cpu_add(s->cpu_slab->stat[si], v);
419 #endif
420 }
421
422 /*
423  * The slab lists for all objects.
424  */
425 struct kmem_cache_node {
426         spinlock_t list_lock;
427         unsigned long nr_partial;
428         struct list_head partial;
429 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
430         atomic_long_t nr_slabs;
431         atomic_long_t total_objects;
432         struct list_head full;
433 #endif
434 };
435
436 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
437 {
438         return s->node[node];
439 }
440
441 /*
442  * Iterator over all nodes. The body will be executed for each node that has
443  * a kmem_cache_node structure allocated (which is true for all online nodes)
444  */
445 #define for_each_kmem_cache_node(__s, __node, __n) \
446         for (__node = 0; __node < nr_node_ids; __node++) \
447                  if ((__n = get_node(__s, __node)))
448
449 /*
450  * Tracks for which NUMA nodes we have kmem_cache_nodes allocated.
451  * Corresponds to node_state[N_NORMAL_MEMORY], but can temporarily
452  * differ during memory hotplug/hotremove operations.
453  * Protected by slab_mutex.
454  */
455 static nodemask_t slab_nodes;
456
457 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
458 /*
459  * Workqueue used for flush_cpu_slab().
460  */
461 static struct workqueue_struct *flushwq;
462 #endif
463
464 /********************************************************************
465  *                      Core slab cache functions
466  *******************************************************************/
467
468 /*
469  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
470  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
471  * random number.
472  */
473 static inline freeptr_t freelist_ptr_encode(const struct kmem_cache *s,
474                                             void *ptr, unsigned long ptr_addr)
475 {
476         unsigned long encoded;
477
478 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
479         encoded = (unsigned long)ptr ^ s->random ^ swab(ptr_addr);
480 #else
481         encoded = (unsigned long)ptr;
482 #endif
483         return (freeptr_t){.v = encoded};
484 }
485
486 static inline void *freelist_ptr_decode(const struct kmem_cache *s,
487                                         freeptr_t ptr, unsigned long ptr_addr)
488 {
489         void *decoded;
490
491 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
492         decoded = (void *)(ptr.v ^ s->random ^ swab(ptr_addr));
493 #else
494         decoded = (void *)ptr.v;
495 #endif
496         return decoded;
497 }
498
499 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
500 {
501         unsigned long ptr_addr;
502         freeptr_t p;
503
504         object = kasan_reset_tag(object);
505         ptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
506         p = *(freeptr_t *)(ptr_addr);
507         return freelist_ptr_decode(s, p, ptr_addr);
508 }
509
510 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
511 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
512 {
513         prefetchw(object + s->offset);
514 }
515 #endif
516
517 /*
518  * When running under KMSAN, get_freepointer_safe() may return an uninitialized
519  * pointer value in the case the current thread loses the race for the next
520  * memory chunk in the freelist. In that case this_cpu_cmpxchg_double() in
521  * slab_alloc_node() will fail, so the uninitialized value won't be used, but
522  * KMSAN will still check all arguments of cmpxchg because of imperfect
523  * handling of inline assembly.
524  * To work around this problem, we apply __no_kmsan_checks to ensure that
525  * get_freepointer_safe() returns initialized memory.
526  */
527 __no_kmsan_checks
528 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
529 {
530         unsigned long freepointer_addr;
531         freeptr_t p;
532
533         if (!debug_pagealloc_enabled_static())
534                 return get_freepointer(s, object);
535
536         object = kasan_reset_tag(object);
537         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
538         copy_from_kernel_nofault(&p, (freeptr_t *)freepointer_addr, sizeof(p));
539         return freelist_ptr_decode(s, p, freepointer_addr);
540 }
541
542 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
543 {
544         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
545
546 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
547         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
548 #endif
549
550         freeptr_addr = (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)freeptr_addr);
551         *(freeptr_t *)freeptr_addr = freelist_ptr_encode(s, fp, freeptr_addr);
552 }
553
554 /*
555  * See comment in calculate_sizes().
556  */
557 static inline bool freeptr_outside_object(struct kmem_cache *s)
558 {
559         return s->offset >= s->inuse;
560 }
561
562 /*
563  * Return offset of the end of info block which is inuse + free pointer if
564  * not overlapping with object.
565  */
566 static inline unsigned int get_info_end(struct kmem_cache *s)
567 {
568         if (freeptr_outside_object(s))
569                 return s->inuse + sizeof(void *);
570         else
571                 return s->inuse;
572 }
573
574 /* Loop over all objects in a slab */
575 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
576         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
577                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
578                 __p += (__s)->size)
579
580 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
581 {
582         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
583 }
584
585 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
586                 unsigned int size)
587 {
588         struct kmem_cache_order_objects x = {
589                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
590         };
591
592         return x;
593 }
594
595 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
596 {
597         return x.x >> OO_SHIFT;
598 }
599
600 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
601 {
602         return x.x & OO_MASK;
603 }
604
605 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
606 static void slub_set_cpu_partial(struct kmem_cache *s, unsigned int nr_objects)
607 {
608         unsigned int nr_slabs;
609
610         s->cpu_partial = nr_objects;
611
612         /*
613          * We take the number of objects but actually limit the number of
614          * slabs on the per cpu partial list, in order to limit excessive
615          * growth of the list. For simplicity we assume that the slabs will
616          * be half-full.
617          */
618         nr_slabs = DIV_ROUND_UP(nr_objects * 2, oo_objects(s->oo));
619         s->cpu_partial_slabs = nr_slabs;
620 }
621
622 static inline unsigned int slub_get_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
623 {
624         return s->cpu_partial_slabs;
625 }
626 #else
627 static inline void
628 slub_set_cpu_partial(struct kmem_cache *s, unsigned int nr_objects)
629 {
630 }
631
632 static inline unsigned int slub_get_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
633 {
634         return 0;
635 }
636 #endif /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
637
638 /*
639  * Per slab locking using the pagelock
640  */
641 static __always_inline void slab_lock(struct slab *slab)
642 {
643         bit_spin_lock(PG_locked, &slab->__page_flags);
644 }
645
646 static __always_inline void slab_unlock(struct slab *slab)
647 {
648         bit_spin_unlock(PG_locked, &slab->__page_flags);
649 }
650
651 static inline bool
652 __update_freelist_fast(struct slab *slab,
653                       void *freelist_old, unsigned long counters_old,
654                       void *freelist_new, unsigned long counters_new)
655 {
656 #ifdef system_has_freelist_aba
657         freelist_aba_t old = { .freelist = freelist_old, .counter = counters_old };
658         freelist_aba_t new = { .freelist = freelist_new, .counter = counters_new };
659
660         return try_cmpxchg_freelist(&slab->freelist_counter.full, &old.full, new.full);
661 #else
662         return false;
663 #endif
664 }
665
666 static inline bool
667 __update_freelist_slow(struct slab *slab,
668                       void *freelist_old, unsigned long counters_old,
669                       void *freelist_new, unsigned long counters_new)
670 {
671         bool ret = false;
672
673         slab_lock(slab);
674         if (slab->freelist == freelist_old &&
675             slab->counters == counters_old) {
676                 slab->freelist = freelist_new;
677                 slab->counters = counters_new;
678                 ret = true;
679         }
680         slab_unlock(slab);
681
682         return ret;
683 }
684
685 /*
686  * Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right), typically
687  * by an _irqsave() lock variant. On PREEMPT_RT the preempt_disable(), which is
688  * part of bit_spin_lock(), is sufficient because the policy is not to allow any
689  * allocation/ free operation in hardirq context. Therefore nothing can
690  * interrupt the operation.
691  */
692 static inline bool __slab_update_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
693                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
694                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
695                 const char *n)
696 {
697         bool ret;
698
699         if (USE_LOCKLESS_FAST_PATH())
700                 lockdep_assert_irqs_disabled();
701
702         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
703                 ret = __update_freelist_fast(slab, freelist_old, counters_old,
704                                             freelist_new, counters_new);
705         } else {
706                 ret = __update_freelist_slow(slab, freelist_old, counters_old,
707                                             freelist_new, counters_new);
708         }
709         if (likely(ret))
710                 return true;
711
712         cpu_relax();
713         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
714
715 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
716         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
717 #endif
718
719         return false;
720 }
721
722 static inline bool slab_update_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
723                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
724                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
725                 const char *n)
726 {
727         bool ret;
728
729         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
730                 ret = __update_freelist_fast(slab, freelist_old, counters_old,
731                                             freelist_new, counters_new);
732         } else {
733                 unsigned long flags;
734
735                 local_irq_save(flags);
736                 ret = __update_freelist_slow(slab, freelist_old, counters_old,
737                                             freelist_new, counters_new);
738                 local_irq_restore(flags);
739         }
740         if (likely(ret))
741                 return true;
742
743         cpu_relax();
744         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
745
746 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
747         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
748 #endif
749
750         return false;
751 }
752
753 /*
754  * kmalloc caches has fixed sizes (mostly power of 2), and kmalloc() API
755  * family will round up the real request size to these fixed ones, so
756  * there could be an extra area than what is requested. Save the original
757  * request size in the meta data area, for better debug and sanity check.
758  */
759 static inline void set_orig_size(struct kmem_cache *s,
760                                 void *object, unsigned int orig_size)
761 {
762         void *p = kasan_reset_tag(object);
763         unsigned int kasan_meta_size;
764
765         if (!slub_debug_orig_size(s))
766                 return;
767
768         /*
769          * KASAN can save its free meta data inside of the object at offset 0.
770          * If this meta data size is larger than 'orig_size', it will overlap
771          * the data redzone in [orig_size+1, object_size]. Thus, we adjust
772          * 'orig_size' to be as at least as big as KASAN's meta data.
773          */
774         kasan_meta_size = kasan_metadata_size(s, true);
775         if (kasan_meta_size > orig_size)
776                 orig_size = kasan_meta_size;
777
778         p += get_info_end(s);
779         p += sizeof(struct track) * 2;
780
781         *(unsigned int *)p = orig_size;
782 }
783
784 static inline unsigned int get_orig_size(struct kmem_cache *s, void *object)
785 {
786         void *p = kasan_reset_tag(object);
787
788         if (!slub_debug_orig_size(s))
789                 return s->object_size;
790
791         p += get_info_end(s);
792         p += sizeof(struct track) * 2;
793
794         return *(unsigned int *)p;
795 }
796
797 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
798 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
799 static DEFINE_SPINLOCK(object_map_lock);
800
801 static void __fill_map(unsigned long *obj_map, struct kmem_cache *s,
802                        struct slab *slab)
803 {
804         void *addr = slab_address(slab);
805         void *p;
806
807         bitmap_zero(obj_map, slab->objects);
808
809         for (p = slab->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
810                 set_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map);
811 }
812
813 #if IS_ENABLED(CONFIG_KUNIT)
814 static bool slab_add_kunit_errors(void)
815 {
816         struct kunit_resource *resource;
817
818         if (!kunit_get_current_test())
819                 return false;
820
821         resource = kunit_find_named_resource(current->kunit_test, "slab_errors");
822         if (!resource)
823                 return false;
824
825         (*(int *)resource->data)++;
826         kunit_put_resource(resource);
827         return true;
828 }
829
830 bool slab_in_kunit_test(void)
831 {
832         struct kunit_resource *resource;
833
834         if (!kunit_get_current_test())
835                 return false;
836
837         resource = kunit_find_named_resource(current->kunit_test, "slab_errors");
838         if (!resource)
839                 return false;
840
841         kunit_put_resource(resource);
842         return true;
843 }
844 #else
845 static inline bool slab_add_kunit_errors(void) { return false; }
846 #endif
847
848 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
849 {
850         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
851                 return s->size - s->red_left_pad;
852
853         return s->size;
854 }
855
856 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
857 {
858         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
859                 p -= s->red_left_pad;
860
861         return p;
862 }
863
864 /*
865  * Debug settings:
866  */
867 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
868 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
869 #else
870 static slab_flags_t slub_debug;
871 #endif
872
873 static char *slub_debug_string;
874 static int disable_higher_order_debug;
875
876 /*
877  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
878  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
879  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
880  * to tell kasan that these accesses are OK.
881  */
882 static inline void metadata_access_enable(void)
883 {
884         kasan_disable_current();
885         kmsan_disable_current();
886 }
887
888 static inline void metadata_access_disable(void)
889 {
890         kmsan_enable_current();
891         kasan_enable_current();
892 }
893
894 /*
895  * Object debugging
896  */
897
898 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
899 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
900                                 struct slab *slab, void *object)
901 {
902         void *base;
903
904         if (!object)
905                 return 1;
906
907         base = slab_address(slab);
908         object = kasan_reset_tag(object);
909         object = restore_red_left(s, object);
910         if (object < base || object >= base + slab->objects * s->size ||
911                 (object - base) % s->size) {
912                 return 0;
913         }
914
915         return 1;
916 }
917
918 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
919                           unsigned int length)
920 {
921         metadata_access_enable();
922         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS,
923                         16, 1, kasan_reset_tag((void *)addr), length, 1);
924         metadata_access_disable();
925 }
926
927 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
928         enum track_item alloc)
929 {
930         struct track *p;
931
932         p = object + get_info_end(s);
933
934         return kasan_reset_tag(p + alloc);
935 }
936
937 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
938 static noinline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void)
939 {
940         depot_stack_handle_t handle;
941         unsigned long entries[TRACK_ADDRS_COUNT];
942         unsigned int nr_entries;
943
944         nr_entries = stack_trace_save(entries, ARRAY_SIZE(entries), 3);
945         handle = stack_depot_save(entries, nr_entries, GFP_NOWAIT);
946
947         return handle;
948 }
949 #else
950 static inline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void)
951 {
952         return 0;
953 }
954 #endif
955
956 static void set_track_update(struct kmem_cache *s, void *object,
957                              enum track_item alloc, unsigned long addr,
958                              depot_stack_handle_t handle)
959 {
960         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
961
962 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
963         p->handle = handle;
964 #endif
965         p->addr = addr;
966         p->cpu = smp_processor_id();
967         p->pid = current->pid;
968         p->when = jiffies;
969 }
970
971 static __always_inline void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
972                                       enum track_item alloc, unsigned long addr)
973 {
974         depot_stack_handle_t handle = set_track_prepare();
975
976         set_track_update(s, object, alloc, addr, handle);
977 }
978
979 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
980 {
981         struct track *p;
982
983         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
984                 return;
985
986         p = get_track(s, object, TRACK_ALLOC);
987         memset(p, 0, 2*sizeof(struct track));
988 }
989
990 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
991 {
992         depot_stack_handle_t handle __maybe_unused;
993
994         if (!t->addr)
995                 return;
996
997         pr_err("%s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
998                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
999 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
1000         handle = READ_ONCE(t->handle);
1001         if (handle)
1002                 stack_depot_print(handle);
1003         else
1004                 pr_err("object allocation/free stack trace missing\n");
1005 #endif
1006 }
1007
1008 void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
1009 {
1010         unsigned long pr_time = jiffies;
1011         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1012                 return;
1013
1014         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
1015         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
1016 }
1017
1018 static void print_slab_info(const struct slab *slab)
1019 {
1020         pr_err("Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=%pGp\n",
1021                slab, slab->objects, slab->inuse, slab->freelist,
1022                &slab->__page_flags);
1023 }
1024
1025 void skip_orig_size_check(struct kmem_cache *s, const void *object)
1026 {
1027         set_orig_size(s, (void *)object, s->object_size);
1028 }
1029
1030 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
1031 {
1032         struct va_format vaf;
1033         va_list args;
1034
1035         va_start(args, fmt);
1036         vaf.fmt = fmt;
1037         vaf.va = &args;
1038         pr_err("=============================================================================\n");
1039         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
1040         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
1041         va_end(args);
1042 }
1043
1044 __printf(2, 3)
1045 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
1046 {
1047         struct va_format vaf;
1048         va_list args;
1049
1050         if (slab_add_kunit_errors())
1051                 return;
1052
1053         va_start(args, fmt);
1054         vaf.fmt = fmt;
1055         vaf.va = &args;
1056         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
1057         va_end(args);
1058 }
1059
1060 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, u8 *p)
1061 {
1062         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
1063         u8 *addr = slab_address(slab);
1064
1065         print_tracking(s, p);
1066
1067         print_slab_info(slab);
1068
1069         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
1070                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
1071
1072         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
1073                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p - s->red_left_pad,
1074                               s->red_left_pad);
1075         else if (p > addr + 16)
1076                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
1077
1078         print_section(KERN_ERR,         "Object   ", p,
1079                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
1080         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
1081                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p + s->object_size,
1082                         s->inuse - s->object_size);
1083
1084         off = get_info_end(s);
1085
1086         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1087                 off += 2 * sizeof(struct track);
1088
1089         if (slub_debug_orig_size(s))
1090                 off += sizeof(unsigned int);
1091
1092         off += kasan_metadata_size(s, false);
1093
1094         if (off != size_from_object(s))
1095                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
1096                 print_section(KERN_ERR, "Padding  ", p + off,
1097                               size_from_object(s) - off);
1098
1099         dump_stack();
1100 }
1101
1102 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1103                         u8 *object, char *reason)
1104 {
1105         if (slab_add_kunit_errors())
1106                 return;
1107
1108         slab_bug(s, "%s", reason);
1109         print_trailer(s, slab, object);
1110         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
1111 }
1112
1113 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1114                                void **freelist, void *nextfree)
1115 {
1116         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
1117             !check_valid_pointer(s, slab, nextfree) && freelist) {
1118                 object_err(s, slab, *freelist, "Freechain corrupt");
1119                 *freelist = NULL;
1120                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
1121                 return true;
1122         }
1123
1124         return false;
1125 }
1126
1127 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1128                         const char *fmt, ...)
1129 {
1130         va_list args;
1131         char buf[100];
1132
1133         if (slab_add_kunit_errors())
1134                 return;
1135
1136         va_start(args, fmt);
1137         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
1138         va_end(args);
1139         slab_bug(s, "%s", buf);
1140         print_slab_info(slab);
1141         dump_stack();
1142         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
1143 }
1144
1145 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
1146 {
1147         u8 *p = kasan_reset_tag(object);
1148         unsigned int poison_size = s->object_size;
1149
1150         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1151                 /*
1152                  * Here and below, avoid overwriting the KMSAN shadow. Keeping
1153                  * the shadow makes it possible to distinguish uninit-value
1154                  * from use-after-free.
1155                  */
1156                 memset_no_sanitize_memory(p - s->red_left_pad, val,
1157                                           s->red_left_pad);
1158
1159                 if (slub_debug_orig_size(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE) {
1160                         /*
1161                          * Redzone the extra allocated space by kmalloc than
1162                          * requested, and the poison size will be limited to
1163                          * the original request size accordingly.
1164                          */
1165                         poison_size = get_orig_size(s, object);
1166                 }
1167         }
1168
1169         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
1170                 memset_no_sanitize_memory(p, POISON_FREE, poison_size - 1);
1171                 memset_no_sanitize_memory(p + poison_size - 1, POISON_END, 1);
1172         }
1173
1174         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
1175                 memset_no_sanitize_memory(p + poison_size, val,
1176                                           s->inuse - poison_size);
1177 }
1178
1179 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
1180                                                 void *from, void *to)
1181 {
1182         slab_fix(s, "Restoring %s 0x%p-0x%p=0x%x", message, from, to - 1, data);
1183         memset(from, data, to - from);
1184 }
1185
1186 #ifdef CONFIG_KMSAN
1187 #define pad_check_attributes noinline __no_kmsan_checks
1188 #else
1189 #define pad_check_attributes
1190 #endif
1191
1192 static pad_check_attributes int
1193 check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1194                        u8 *object, char *what,
1195                        u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
1196 {
1197         u8 *fault;
1198         u8 *end;
1199         u8 *addr = slab_address(slab);
1200
1201         metadata_access_enable();
1202         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(start), value, bytes);
1203         metadata_access_disable();
1204         if (!fault)
1205                 return 1;
1206
1207         end = start + bytes;
1208         while (end > fault && end[-1] == value)
1209                 end--;
1210
1211         if (slab_add_kunit_errors())
1212                 goto skip_bug_print;
1213
1214         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
1215         pr_err("0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
1216                                         fault, end - 1, fault - addr,
1217                                         fault[0], value);
1218
1219 skip_bug_print:
1220         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
1221         return 0;
1222 }
1223
1224 /*
1225  * Object layout:
1226  *
1227  * object address
1228  *      Bytes of the object to be managed.
1229  *      If the freepointer may overlay the object then the free
1230  *      pointer is at the middle of the object.
1231  *
1232  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
1233  *      0xa5 (POISON_END)
1234  *
1235  * object + s->object_size
1236  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
1237  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
1238  *      object_size == inuse.
1239  *
1240  *      We fill with 0xbb (SLUB_RED_INACTIVE) for inactive objects and with
1241  *      0xcc (SLUB_RED_ACTIVE) for objects in use.
1242  *
1243  * object + s->inuse
1244  *      Meta data starts here.
1245  *
1246  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
1247  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
1248  *      C. Original request size for kmalloc object (SLAB_STORE_USER enabled)
1249  *      D. Padding to reach required alignment boundary or at minimum
1250  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
1251  *              before the word boundary.
1252  *
1253  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
1254  *
1255  * object + s->size
1256  *      Nothing is used beyond s->size.
1257  *
1258  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
1259  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
1260  * may be used with merged slabcaches.
1261  */
1262
1263 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, u8 *p)
1264 {
1265         unsigned long off = get_info_end(s);    /* The end of info */
1266
1267         if (s->flags & SLAB_STORE_USER) {
1268                 /* We also have user information there */
1269                 off += 2 * sizeof(struct track);
1270
1271                 if (s->flags & SLAB_KMALLOC)
1272                         off += sizeof(unsigned int);
1273         }
1274
1275         off += kasan_metadata_size(s, false);
1276
1277         if (size_from_object(s) == off)
1278                 return 1;
1279
1280         return check_bytes_and_report(s, slab, p, "Object padding",
1281                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
1282 }
1283
1284 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
1285 static pad_check_attributes void
1286 slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1287 {
1288         u8 *start;
1289         u8 *fault;
1290         u8 *end;
1291         u8 *pad;
1292         int length;
1293         int remainder;
1294
1295         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
1296                 return;
1297
1298         start = slab_address(slab);
1299         length = slab_size(slab);
1300         end = start + length;
1301         remainder = length % s->size;
1302         if (!remainder)
1303                 return;
1304
1305         pad = end - remainder;
1306         metadata_access_enable();
1307         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(pad), POISON_INUSE, remainder);
1308         metadata_access_disable();
1309         if (!fault)
1310                 return;
1311         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
1312                 end--;
1313
1314         slab_err(s, slab, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
1315                         fault, end - 1, fault - start);
1316         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
1317
1318         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
1319 }
1320
1321 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1322                                         void *object, u8 val)
1323 {
1324         u8 *p = object;
1325         u8 *endobject = object + s->object_size;
1326         unsigned int orig_size, kasan_meta_size;
1327         int ret = 1;
1328
1329         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1330                 if (!check_bytes_and_report(s, slab, object, "Left Redzone",
1331                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
1332                         ret = 0;
1333
1334                 if (!check_bytes_and_report(s, slab, object, "Right Redzone",
1335                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
1336                         ret = 0;
1337
1338                 if (slub_debug_orig_size(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE) {
1339                         orig_size = get_orig_size(s, object);
1340
1341                         if (s->object_size > orig_size  &&
1342                                 !check_bytes_and_report(s, slab, object,
1343                                         "kmalloc Redzone", p + orig_size,
1344                                         val, s->object_size - orig_size)) {
1345                                 ret = 0;
1346                         }
1347                 }
1348         } else {
1349                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
1350                         if (!check_bytes_and_report(s, slab, p, "Alignment padding",
1351                                 endobject, POISON_INUSE,
1352                                 s->inuse - s->object_size))
1353                                 ret = 0;
1354                 }
1355         }
1356
1357         if (s->flags & SLAB_POISON) {
1358                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON)) {
1359                         /*
1360                          * KASAN can save its free meta data inside of the
1361                          * object at offset 0. Thus, skip checking the part of
1362                          * the redzone that overlaps with the meta data.
1363                          */
1364                         kasan_meta_size = kasan_metadata_size(s, true);
1365                         if (kasan_meta_size < s->object_size - 1 &&
1366                             !check_bytes_and_report(s, slab, p, "Poison",
1367                                         p + kasan_meta_size, POISON_FREE,
1368                                         s->object_size - kasan_meta_size - 1))
1369                                 ret = 0;
1370                         if (kasan_meta_size < s->object_size &&
1371                             !check_bytes_and_report(s, slab, p, "End Poison",
1372                                         p + s->object_size - 1, POISON_END, 1))
1373                                 ret = 0;
1374                 }
1375                 /*
1376                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
1377                  */
1378                 if (!check_pad_bytes(s, slab, p))
1379                         ret = 0;
1380         }
1381
1382         /*
1383          * Cannot check freepointer while object is allocated if
1384          * object and freepointer overlap.
1385          */
1386         if ((freeptr_outside_object(s) || val != SLUB_RED_ACTIVE) &&
1387             !check_valid_pointer(s, slab, get_freepointer(s, p))) {
1388                 object_err(s, slab, p, "Freepointer corrupt");
1389                 /*
1390                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
1391                  * of the free objects in this slab. May cause
1392                  * another error because the object count is now wrong.
1393                  */
1394                 set_freepointer(s, p, NULL);
1395                 ret = 0;
1396         }
1397
1398         if (!ret && !slab_in_kunit_test()) {
1399                 print_trailer(s, slab, object);
1400                 add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
1401         }
1402
1403         return ret;
1404 }
1405
1406 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1407 {
1408         int maxobj;
1409
1410         if (!folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1411                 slab_err(s, slab, "Not a valid slab page");
1412                 return 0;
1413         }
1414
1415         maxobj = order_objects(slab_order(slab), s->size);
1416         if (slab->objects > maxobj) {
1417                 slab_err(s, slab, "objects %u > max %u",
1418                         slab->objects, maxobj);
1419                 return 0;
1420         }
1421         if (slab->inuse > slab->objects) {
1422                 slab_err(s, slab, "inuse %u > max %u",
1423                         slab->inuse, slab->objects);
1424                 return 0;
1425         }
1426         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
1427         slab_pad_check(s, slab);
1428         return 1;
1429 }
1430
1431 /*
1432  * Determine if a certain object in a slab is on the freelist. Must hold the
1433  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
1434  */
1435 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *search)
1436 {
1437         int nr = 0;
1438         void *fp;
1439         void *object = NULL;
1440         int max_objects;
1441
1442         fp = slab->freelist;
1443         while (fp && nr <= slab->objects) {
1444                 if (fp == search)
1445                         return 1;
1446                 if (!check_valid_pointer(s, slab, fp)) {
1447                         if (object) {
1448                                 object_err(s, slab, object,
1449                                         "Freechain corrupt");
1450                                 set_freepointer(s, object, NULL);
1451                         } else {
1452                                 slab_err(s, slab, "Freepointer corrupt");
1453                                 slab->freelist = NULL;
1454                                 slab->inuse = slab->objects;
1455                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
1456                                 return 0;
1457                         }
1458                         break;
1459                 }
1460                 object = fp;
1461                 fp = get_freepointer(s, object);
1462                 nr++;
1463         }
1464
1465         max_objects = order_objects(slab_order(slab), s->size);
1466         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1467                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1468
1469         if (slab->objects != max_objects) {
1470                 slab_err(s, slab, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1471                          slab->objects, max_objects);
1472                 slab->objects = max_objects;
1473                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted");
1474         }
1475         if (slab->inuse != slab->objects - nr) {
1476                 slab_err(s, slab, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1477                          slab->inuse, slab->objects - nr);
1478                 slab->inuse = slab->objects - nr;
1479                 slab_fix(s, "Object count adjusted");
1480         }
1481         return search == NULL;
1482 }
1483
1484 static void trace(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *object,
1485                                                                 int alloc)
1486 {
1487         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1488                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1489                         s->name,
1490                         alloc ? "alloc" : "free",
1491                         object, slab->inuse,
1492                         slab->freelist);
1493
1494                 if (!alloc)
1495                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1496                                         s->object_size);
1497
1498                 dump_stack();
1499         }
1500 }
1501
1502 /*
1503  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1504  */
1505 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1506         struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab)
1507 {
1508         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1509                 return;
1510
1511         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1512         list_add(&slab->slab_list, &n->full);
1513 }
1514
1515 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab)
1516 {
1517         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1518                 return;
1519
1520         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1521         list_del(&slab->slab_list);
1522 }
1523
1524 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1525 {
1526         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1527 }
1528
1529 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1530 {
1531         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1532
1533         atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1534         atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1535 }
1536 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1537 {
1538         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1539
1540         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1541         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1542 }
1543
1544 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1545 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, void *object)
1546 {
1547         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON))
1548                 return;
1549
1550         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1551         init_tracking(s, object);
1552 }
1553
1554 static
1555 void setup_slab_debug(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *addr)
1556 {
1557         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_POISON))
1558                 return;
1559
1560         metadata_access_enable();
1561         memset(kasan_reset_tag(addr), POISON_INUSE, slab_size(slab));
1562         metadata_access_disable();
1563 }
1564
1565 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1566                                         struct slab *slab, void *object)
1567 {
1568         if (!check_slab(s, slab))
1569                 return 0;
1570
1571         if (!check_valid_pointer(s, slab, object)) {
1572                 object_err(s, slab, object, "Freelist Pointer check fails");
1573                 return 0;
1574         }
1575
1576         if (!check_object(s, slab, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1577                 return 0;
1578
1579         return 1;
1580 }
1581
1582 static noinline bool alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1583                         struct slab *slab, void *object, int orig_size)
1584 {
1585         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1586                 if (!alloc_consistency_checks(s, slab, object))
1587                         goto bad;
1588         }
1589
1590         /* Success. Perform special debug activities for allocs */
1591         trace(s, slab, object, 1);
1592         set_orig_size(s, object, orig_size);
1593         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1594         return true;
1595
1596 bad:
1597         if (folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1598                 /*
1599                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1600                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1601                  * as used avoids touching the remaining objects.
1602                  */
1603                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1604                 slab->inuse = slab->objects;
1605                 slab->freelist = NULL;
1606         }
1607         return false;
1608 }
1609
1610 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1611                 struct slab *slab, void *object, unsigned long addr)
1612 {
1613         if (!check_valid_pointer(s, slab, object)) {
1614                 slab_err(s, slab, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1615                 return 0;
1616         }
1617
1618         if (on_freelist(s, slab, object)) {
1619                 object_err(s, slab, object, "Object already free");
1620                 return 0;
1621         }
1622
1623         if (!check_object(s, slab, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1624                 return 0;
1625
1626         if (unlikely(s != slab->slab_cache)) {
1627                 if (!folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1628                         slab_err(s, slab, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1629                                  object);
1630                 } else if (!slab->slab_cache) {
1631                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1632                                object);
1633                         dump_stack();
1634                 } else
1635                         object_err(s, slab, object,
1636                                         "page slab pointer corrupt.");
1637                 return 0;
1638         }
1639         return 1;
1640 }
1641
1642 /*
1643  * Parse a block of slab_debug options. Blocks are delimited by ';'
1644  *
1645  * @str:    start of block
1646  * @flags:  returns parsed flags, or DEBUG_DEFAULT_FLAGS if none specified
1647  * @slabs:  return start of list of slabs, or NULL when there's no list
1648  * @init:   assume this is initial parsing and not per-kmem-create parsing
1649  *
1650  * returns the start of next block if there's any, or NULL
1651  */
1652 static char *
1653 parse_slub_debug_flags(char *str, slab_flags_t *flags, char **slabs, bool init)
1654 {
1655         bool higher_order_disable = false;
1656
1657         /* Skip any completely empty blocks */
1658         while (*str && *str == ';')
1659                 str++;
1660
1661         if (*str == ',') {
1662                 /*
1663                  * No options but restriction on slabs. This means full
1664                  * debugging for slabs matching a pattern.
1665                  */
1666                 *flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1667                 goto check_slabs;
1668         }
1669         *flags = 0;
1670
1671         /* Determine which debug features should be switched on */
1672         for (; *str && *str != ',' && *str != ';'; str++) {
1673                 switch (tolower(*str)) {
1674                 case '-':
1675                         *flags = 0;
1676                         break;
1677                 case 'f':
1678                         *flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1679                         break;
1680                 case 'z':
1681                         *flags |= SLAB_RED_ZONE;
1682                         break;
1683                 case 'p':
1684                         *flags |= SLAB_POISON;
1685                         break;
1686                 case 'u':
1687                         *flags |= SLAB_STORE_USER;
1688                         break;
1689                 case 't':
1690                         *flags |= SLAB_TRACE;
1691                         break;
1692                 case 'a':
1693                         *flags |= SLAB_FAILSLAB;
1694                         break;
1695                 case 'o':
1696                         /*
1697                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1698                          * order would increase as a result.
1699                          */
1700                         higher_order_disable = true;
1701                         break;
1702                 default:
1703                         if (init)
1704                                 pr_err("slab_debug option '%c' unknown. skipped\n", *str);
1705                 }
1706         }
1707 check_slabs:
1708         if (*str == ',')
1709                 *slabs = ++str;
1710         else
1711                 *slabs = NULL;
1712
1713         /* Skip over the slab list */
1714         while (*str && *str != ';')
1715                 str++;
1716
1717         /* Skip any completely empty blocks */
1718         while (*str && *str == ';')
1719                 str++;
1720
1721         if (init && higher_order_disable)
1722                 disable_higher_order_debug = 1;
1723
1724         if (*str)
1725                 return str;
1726         else
1727                 return NULL;
1728 }
1729
1730 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1731 {
1732         slab_flags_t flags;
1733         slab_flags_t global_flags;
1734         char *saved_str;
1735         char *slab_list;
1736         bool global_slub_debug_changed = false;
1737         bool slab_list_specified = false;
1738
1739         global_flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1740         if (*str++ != '=' || !*str)
1741                 /*
1742                  * No options specified. Switch on full debugging.
1743                  */
1744                 goto out;
1745
1746         saved_str = str;
1747         while (str) {
1748                 str = parse_slub_debug_flags(str, &flags, &slab_list, true);
1749
1750                 if (!slab_list) {
1751                         global_flags = flags;
1752                         global_slub_debug_changed = true;
1753                 } else {
1754                         slab_list_specified = true;
1755                         if (flags & SLAB_STORE_USER)
1756                                 stack_depot_request_early_init();
1757                 }
1758         }
1759
1760         /*
1761          * For backwards compatibility, a single list of flags with list of
1762          * slabs means debugging is only changed for those slabs, so the global
1763          * slab_debug should be unchanged (0 or DEBUG_DEFAULT_FLAGS, depending
1764          * on CONFIG_SLUB_DEBUG_ON). We can extended that to multiple lists as
1765          * long as there is no option specifying flags without a slab list.
1766          */
1767         if (slab_list_specified) {
1768                 if (!global_slub_debug_changed)
1769                         global_flags = slub_debug;
1770                 slub_debug_string = saved_str;
1771         }
1772 out:
1773         slub_debug = global_flags;
1774         if (slub_debug & SLAB_STORE_USER)
1775                 stack_depot_request_early_init();
1776         if (slub_debug != 0 || slub_debug_string)
1777                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
1778         else
1779                 static_branch_disable(&slub_debug_enabled);
1780         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1781              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1782             (slub_debug & SLAB_POISON))
1783                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1784         return 1;
1785 }
1786
1787 __setup("slab_debug", setup_slub_debug);
1788 __setup_param("slub_debug", slub_debug, setup_slub_debug, 0);
1789
1790 /*
1791  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1792  * @flags:              flags to set
1793  * @name:               name of the cache
1794  *
1795  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1796  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1797  * slab_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1798  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1799  */
1800 slab_flags_t kmem_cache_flags(slab_flags_t flags, const char *name)
1801 {
1802         char *iter;
1803         size_t len;
1804         char *next_block;
1805         slab_flags_t block_flags;
1806         slab_flags_t slub_debug_local = slub_debug;
1807
1808         if (flags & SLAB_NO_USER_FLAGS)
1809                 return flags;
1810
1811         /*
1812          * If the slab cache is for debugging (e.g. kmemleak) then
1813          * don't store user (stack trace) information by default,
1814          * but let the user enable it via the command line below.
1815          */
1816         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1817                 slub_debug_local &= ~SLAB_STORE_USER;
1818
1819         len = strlen(name);
1820         next_block = slub_debug_string;
1821         /* Go through all blocks of debug options, see if any matches our slab's name */
1822         while (next_block) {
1823                 next_block = parse_slub_debug_flags(next_block, &block_flags, &iter, false);
1824                 if (!iter)
1825                         continue;
1826                 /* Found a block that has a slab list, search it */
1827                 while (*iter) {
1828                         char *end, *glob;
1829                         size_t cmplen;
1830
1831                         end = strchrnul(iter, ',');
1832                         if (next_block && next_block < end)
1833                                 end = next_block - 1;
1834
1835                         glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1836                         if (glob)
1837                                 cmplen = glob - iter;
1838                         else
1839                                 cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1840
1841                         if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1842                                 flags |= block_flags;
1843                                 return flags;
1844                         }
1845
1846                         if (!*end || *end == ';')
1847                                 break;
1848                         iter = end + 1;
1849                 }
1850         }
1851
1852         return flags | slub_debug_local;
1853 }
1854 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1855 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, void *object) {}
1856 static inline
1857 void setup_slab_debug(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *addr) {}
1858
1859 static inline bool alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1860         struct slab *slab, void *object, int orig_size) { return true; }
1861
1862 static inline bool free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1863         struct slab *slab, void *head, void *tail, int *bulk_cnt,
1864         unsigned long addr, depot_stack_handle_t handle) { return true; }
1865
1866 static inline void slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct slab *slab) {}
1867 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1868                         void *object, u8 val) { return 1; }
1869 static inline depot_stack_handle_t set_track_prepare(void) { return 0; }
1870 static inline void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
1871                              enum track_item alloc, unsigned long addr) {}
1872 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1873                                         struct slab *slab) {}
1874 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1875                                         struct slab *slab) {}
1876 slab_flags_t kmem_cache_flags(slab_flags_t flags, const char *name)
1877 {
1878         return flags;
1879 }
1880 #define slub_debug 0
1881
1882 #define disable_higher_order_debug 0
1883
1884 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1885                                                         { return 0; }
1886 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1887                                                         int objects) {}
1888 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1889                                                         int objects) {}
1890 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
1891 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1892                                void **freelist, void *nextfree)
1893 {
1894         return false;
1895 }
1896 #endif
1897 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1898
1899 #ifdef CONFIG_SLAB_OBJ_EXT
1900
1901 #ifdef CONFIG_MEM_ALLOC_PROFILING_DEBUG
1902
1903 static inline void mark_objexts_empty(struct slabobj_ext *obj_exts)
1904 {
1905         struct slabobj_ext *slab_exts;
1906         struct slab *obj_exts_slab;
1907
1908         obj_exts_slab = virt_to_slab(obj_exts);
1909         slab_exts = slab_obj_exts(obj_exts_slab);
1910         if (slab_exts) {
1911                 unsigned int offs = obj_to_index(obj_exts_slab->slab_cache,
1912                                                  obj_exts_slab, obj_exts);
1913                 /* codetag should be NULL */
1914                 WARN_ON(slab_exts[offs].ref.ct);
1915                 set_codetag_empty(&slab_exts[offs].ref);
1916         }
1917 }
1918
1919 static inline void mark_failed_objexts_alloc(struct slab *slab)
1920 {
1921         slab->obj_exts = OBJEXTS_ALLOC_FAIL;
1922 }
1923
1924 static inline void handle_failed_objexts_alloc(unsigned long obj_exts,
1925                         struct slabobj_ext *vec, unsigned int objects)
1926 {
1927         /*
1928          * If vector previously failed to allocate then we have live
1929          * objects with no tag reference. Mark all references in this
1930          * vector as empty to avoid warnings later on.
1931          */
1932         if (obj_exts & OBJEXTS_ALLOC_FAIL) {
1933                 unsigned int i;
1934
1935                 for (i = 0; i < objects; i++)
1936                         set_codetag_empty(&vec[i].ref);
1937         }
1938 }
1939
1940 #else /* CONFIG_MEM_ALLOC_PROFILING_DEBUG */
1941
1942 static inline void mark_objexts_empty(struct slabobj_ext *obj_exts) {}
1943 static inline void mark_failed_objexts_alloc(struct slab *slab) {}
1944 static inline void handle_failed_objexts_alloc(unsigned long obj_exts,
1945                         struct slabobj_ext *vec, unsigned int objects) {}
1946
1947 #endif /* CONFIG_MEM_ALLOC_PROFILING_DEBUG */
1948
1949 /*
1950  * The allocated objcg pointers array is not accounted directly.
1951  * Moreover, it should not come from DMA buffer and is not readily
1952  * reclaimable. So those GFP bits should be masked off.
1953  */
1954 #define OBJCGS_CLEAR_MASK       (__GFP_DMA | __GFP_RECLAIMABLE | \
1955                                 __GFP_ACCOUNT | __GFP_NOFAIL)
1956
1957 int alloc_slab_obj_exts(struct slab *slab, struct kmem_cache *s,
1958                         gfp_t gfp, bool new_slab)
1959 {
1960         unsigned int objects = objs_per_slab(s, slab);
1961         unsigned long new_exts;
1962         unsigned long old_exts;
1963         struct slabobj_ext *vec;
1964
1965         gfp &= ~OBJCGS_CLEAR_MASK;
1966         /* Prevent recursive extension vector allocation */
1967         gfp |= __GFP_NO_OBJ_EXT;
1968         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct slabobj_ext), gfp,
1969                            slab_nid(slab));
1970         if (!vec) {
1971                 /* Mark vectors which failed to allocate */
1972                 if (new_slab)
1973                         mark_failed_objexts_alloc(slab);
1974
1975                 return -ENOMEM;
1976         }
1977
1978         new_exts = (unsigned long)vec;
1979 #ifdef CONFIG_MEMCG
1980         new_exts |= MEMCG_DATA_OBJEXTS;
1981 #endif
1982         old_exts = READ_ONCE(slab->obj_exts);
1983         handle_failed_objexts_alloc(old_exts, vec, objects);
1984         if (new_slab) {
1985                 /*
1986                  * If the slab is brand new and nobody can yet access its
1987                  * obj_exts, no synchronization is required and obj_exts can
1988                  * be simply assigned.
1989                  */
1990                 slab->obj_exts = new_exts;
1991         } else if ((old_exts & ~OBJEXTS_FLAGS_MASK) ||
1992                    cmpxchg(&slab->obj_exts, old_exts, new_exts) != old_exts) {
1993                 /*
1994                  * If the slab is already in use, somebody can allocate and
1995                  * assign slabobj_exts in parallel. In this case the existing
1996                  * objcg vector should be reused.
1997                  */
1998                 mark_objexts_empty(vec);
1999                 kfree(vec);
2000                 return 0;
2001         }
2002
2003         kmemleak_not_leak(vec);
2004         return 0;
2005 }
2006
2007 static inline void free_slab_obj_exts(struct slab *slab)
2008 {
2009         struct slabobj_ext *obj_exts;
2010
2011         obj_exts = slab_obj_exts(slab);
2012         if (!obj_exts)
2013                 return;
2014
2015         /*
2016          * obj_exts was created with __GFP_NO_OBJ_EXT flag, therefore its
2017          * corresponding extension will be NULL. alloc_tag_sub() will throw a
2018          * warning if slab has extensions but the extension of an object is
2019          * NULL, therefore replace NULL with CODETAG_EMPTY to indicate that
2020          * the extension for obj_exts is expected to be NULL.
2021          */
2022         mark_objexts_empty(obj_exts);
2023         kfree(obj_exts);
2024         slab->obj_exts = 0;
2025 }
2026
2027 static inline bool need_slab_obj_ext(void)
2028 {
2029         if (mem_alloc_profiling_enabled())
2030                 return true;
2031
2032         /*
2033          * CONFIG_MEMCG creates vector of obj_cgroup objects conditionally
2034          * inside memcg_slab_post_alloc_hook. No other users for now.
2035          */
2036         return false;
2037 }
2038
2039 #else /* CONFIG_SLAB_OBJ_EXT */
2040
2041 static int alloc_slab_obj_exts(struct slab *slab, struct kmem_cache *s,
2042                                gfp_t gfp, bool new_slab)
2043 {
2044         return 0;
2045 }
2046
2047 static inline void free_slab_obj_exts(struct slab *slab)
2048 {
2049 }
2050
2051 static inline bool need_slab_obj_ext(void)
2052 {
2053         return false;
2054 }
2055
2056 #endif /* CONFIG_SLAB_OBJ_EXT */
2057
2058 #ifdef CONFIG_MEM_ALLOC_PROFILING
2059
2060 static inline struct slabobj_ext *
2061 prepare_slab_obj_exts_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *p)
2062 {
2063         struct slab *slab;
2064
2065         if (!p)
2066                 return NULL;
2067
2068         if (s->flags & (SLAB_NO_OBJ_EXT | SLAB_NOLEAKTRACE))
2069                 return NULL;
2070
2071         if (flags & __GFP_NO_OBJ_EXT)
2072                 return NULL;
2073
2074         slab = virt_to_slab(p);
2075         if (!slab_obj_exts(slab) &&
2076             WARN(alloc_slab_obj_exts(slab, s, flags, false),
2077                  "%s, %s: Failed to create slab extension vector!\n",
2078                  __func__, s->name))
2079                 return NULL;
2080
2081         return slab_obj_exts(slab) + obj_to_index(s, slab, p);
2082 }
2083
2084 static inline void
2085 alloc_tagging_slab_alloc_hook(struct kmem_cache *s, void *object, gfp_t flags)
2086 {
2087         if (need_slab_obj_ext()) {
2088                 struct slabobj_ext *obj_exts;
2089
2090                 obj_exts = prepare_slab_obj_exts_hook(s, flags, object);
2091                 /*
2092                  * Currently obj_exts is used only for allocation profiling.
2093                  * If other users appear then mem_alloc_profiling_enabled()
2094                  * check should be added before alloc_tag_add().
2095                  */
2096                 if (likely(obj_exts))
2097                         alloc_tag_add(&obj_exts->ref, current->alloc_tag, s->size);
2098         }
2099 }
2100
2101 static inline void
2102 alloc_tagging_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void **p,
2103                              int objects)
2104 {
2105         struct slabobj_ext *obj_exts;
2106         int i;
2107
2108         if (!mem_alloc_profiling_enabled())
2109                 return;
2110
2111         /* slab->obj_exts might not be NULL if it was created for MEMCG accounting. */
2112         if (s->flags & (SLAB_NO_OBJ_EXT | SLAB_NOLEAKTRACE))
2113                 return;
2114
2115         obj_exts = slab_obj_exts(slab);
2116         if (!obj_exts)
2117                 return;
2118
2119         for (i = 0; i < objects; i++) {
2120                 unsigned int off = obj_to_index(s, slab, p[i]);
2121
2122                 alloc_tag_sub(&obj_exts[off].ref, s->size);
2123         }
2124 }
2125
2126 #else /* CONFIG_MEM_ALLOC_PROFILING */
2127
2128 static inline void
2129 alloc_tagging_slab_alloc_hook(struct kmem_cache *s, void *object, gfp_t flags)
2130 {
2131 }
2132
2133 static inline void
2134 alloc_tagging_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void **p,
2135                              int objects)
2136 {
2137 }
2138
2139 #endif /* CONFIG_MEM_ALLOC_PROFILING */
2140
2141
2142 #ifdef CONFIG_MEMCG
2143
2144 static void memcg_alloc_abort_single(struct kmem_cache *s, void *object);
2145
2146 static __fastpath_inline
2147 bool memcg_slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
2148                                 gfp_t flags, size_t size, void **p)
2149 {
2150         if (likely(!memcg_kmem_online()))
2151                 return true;
2152
2153         if (likely(!(flags & __GFP_ACCOUNT) && !(s->flags & SLAB_ACCOUNT)))
2154                 return true;
2155
2156         if (likely(__memcg_slab_post_alloc_hook(s, lru, flags, size, p)))
2157                 return true;
2158
2159         if (likely(size == 1)) {
2160                 memcg_alloc_abort_single(s, *p);
2161                 *p = NULL;
2162         } else {
2163                 kmem_cache_free_bulk(s, size, p);
2164         }
2165
2166         return false;
2167 }
2168
2169 static __fastpath_inline
2170 void memcg_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void **p,
2171                           int objects)
2172 {
2173         struct slabobj_ext *obj_exts;
2174
2175         if (!memcg_kmem_online())
2176                 return;
2177
2178         obj_exts = slab_obj_exts(slab);
2179         if (likely(!obj_exts))
2180                 return;
2181
2182         __memcg_slab_free_hook(s, slab, p, objects, obj_exts);
2183 }
2184
2185 static __fastpath_inline
2186 bool memcg_slab_post_charge(void *p, gfp_t flags)
2187 {
2188         struct slabobj_ext *slab_exts;
2189         struct kmem_cache *s;
2190         struct folio *folio;
2191         struct slab *slab;
2192         unsigned long off;
2193
2194         folio = virt_to_folio(p);
2195         if (!folio_test_slab(folio)) {
2196                 return folio_memcg_kmem(folio) ||
2197                         (__memcg_kmem_charge_page(folio_page(folio, 0), flags,
2198                                                   folio_order(folio)) == 0);
2199         }
2200
2201         slab = folio_slab(folio);
2202         s = slab->slab_cache;
2203
2204         /*
2205          * Ignore KMALLOC_NORMAL cache to avoid possible circular dependency
2206          * of slab_obj_exts being allocated from the same slab and thus the slab
2207          * becoming effectively unfreeable.
2208          */
2209         if (is_kmalloc_normal(s))
2210                 return true;
2211
2212         /* Ignore already charged objects. */
2213         slab_exts = slab_obj_exts(slab);
2214         if (slab_exts) {
2215                 off = obj_to_index(s, slab, p);
2216                 if (unlikely(slab_exts[off].objcg))
2217                         return true;
2218         }
2219
2220         return __memcg_slab_post_alloc_hook(s, NULL, flags, 1, &p);
2221 }
2222
2223 #else /* CONFIG_MEMCG */
2224 static inline bool memcg_slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s,
2225                                               struct list_lru *lru,
2226                                               gfp_t flags, size_t size,
2227                                               void **p)
2228 {
2229         return true;
2230 }
2231
2232 static inline void memcg_slab_free_hook(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2233                                         void **p, int objects)
2234 {
2235 }
2236
2237 static inline bool memcg_slab_post_charge(void *p, gfp_t flags)
2238 {
2239         return true;
2240 }
2241 #endif /* CONFIG_MEMCG */
2242
2243 #ifdef CONFIG_SLUB_RCU_DEBUG
2244 static void slab_free_after_rcu_debug(struct rcu_head *rcu_head);
2245
2246 struct rcu_delayed_free {
2247         struct rcu_head head;
2248         void *object;
2249 };
2250 #endif
2251
2252 /*
2253  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
2254  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
2255  *
2256  * Returns true if freeing of the object can proceed, false if its reuse
2257  * was delayed by CONFIG_SLUB_RCU_DEBUG or KASAN quarantine, or it was returned
2258  * to KFENCE.
2259  */
2260 static __always_inline
2261 bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x, bool init,
2262                     bool after_rcu_delay)
2263 {
2264         /* Are the object contents still accessible? */
2265         bool still_accessible = (s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) && !after_rcu_delay;
2266
2267         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
2268         kmsan_slab_free(s, x);
2269
2270         debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
2271
2272         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
2273                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
2274
2275         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
2276         if (!still_accessible)
2277                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
2278                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
2279
2280         if (kfence_free(x))
2281                 return false;
2282
2283         /*
2284          * Give KASAN a chance to notice an invalid free operation before we
2285          * modify the object.
2286          */
2287         if (kasan_slab_pre_free(s, x))
2288                 return false;
2289
2290 #ifdef CONFIG_SLUB_RCU_DEBUG
2291         if (still_accessible) {
2292                 struct rcu_delayed_free *delayed_free;
2293
2294                 delayed_free = kmalloc(sizeof(*delayed_free), GFP_NOWAIT);
2295                 if (delayed_free) {
2296                         /*
2297                          * Let KASAN track our call stack as a "related work
2298                          * creation", just like if the object had been freed
2299                          * normally via kfree_rcu().
2300                          * We have to do this manually because the rcu_head is
2301                          * not located inside the object.
2302                          */
2303                         kasan_record_aux_stack_noalloc(x);
2304
2305                         delayed_free->object = x;
2306                         call_rcu(&delayed_free->head, slab_free_after_rcu_debug);
2307                         return false;
2308                 }
2309         }
2310 #endif /* CONFIG_SLUB_RCU_DEBUG */
2311
2312         /*
2313          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
2314          * kasan_slab_free and initialization memset's must be
2315          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
2316          *
2317          * The initialization memset's clear the object and the metadata,
2318          * but don't touch the SLAB redzone.
2319          *
2320          * The object's freepointer is also avoided if stored outside the
2321          * object.
2322          */
2323         if (unlikely(init)) {
2324                 int rsize;
2325                 unsigned int inuse, orig_size;
2326
2327                 inuse = get_info_end(s);
2328                 orig_size = get_orig_size(s, x);
2329                 if (!kasan_has_integrated_init())
2330                         memset(kasan_reset_tag(x), 0, orig_size);
2331                 rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad : 0;
2332                 memset((char *)kasan_reset_tag(x) + inuse, 0,
2333                        s->size - inuse - rsize);
2334                 /*
2335                  * Restore orig_size, otherwize kmalloc redzone overwritten
2336                  * would be reported
2337                  */
2338                 set_orig_size(s, x, orig_size);
2339
2340         }
2341         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse. */
2342         return !kasan_slab_free(s, x, init, still_accessible);
2343 }
2344
2345 static __fastpath_inline
2346 bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s, void **head, void **tail,
2347                              int *cnt)
2348 {
2349
2350         void *object;
2351         void *next = *head;
2352         void *old_tail = *tail;
2353         bool init;
2354
2355         if (is_kfence_address(next)) {
2356                 slab_free_hook(s, next, false, false);
2357                 return false;
2358         }
2359
2360         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
2361         *head = NULL;
2362         *tail = NULL;
2363
2364         init = slab_want_init_on_free(s);
2365
2366         do {
2367                 object = next;
2368                 next = get_freepointer(s, object);
2369
2370                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
2371                 if (likely(slab_free_hook(s, object, init, false))) {
2372                         /* Move object to the new freelist */
2373                         set_freepointer(s, object, *head);
2374                         *head = object;
2375                         if (!*tail)
2376                                 *tail = object;
2377                 } else {
2378                         /*
2379                          * Adjust the reconstructed freelist depth
2380                          * accordingly if object's reuse is delayed.
2381                          */
2382                         --(*cnt);
2383                 }
2384         } while (object != old_tail);
2385
2386         return *head != NULL;
2387 }
2388
2389 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, void *object)
2390 {
2391         setup_object_debug(s, object);
2392         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
2393         if (unlikely(s->ctor)) {
2394                 kasan_unpoison_new_object(s, object);
2395                 s->ctor(object);
2396                 kasan_poison_new_object(s, object);
2397         }
2398         return object;
2399 }
2400
2401 /*
2402  * Slab allocation and freeing
2403  */
2404 static inline struct slab *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
2405                 struct kmem_cache_order_objects oo)
2406 {
2407         struct folio *folio;
2408         struct slab *slab;
2409         unsigned int order = oo_order(oo);
2410
2411         if (node == NUMA_NO_NODE)
2412                 folio = (struct folio *)alloc_pages(flags, order);
2413         else
2414                 folio = (struct folio *)__alloc_pages_node(node, flags, order);
2415
2416         if (!folio)
2417                 return NULL;
2418
2419         slab = folio_slab(folio);
2420         __folio_set_slab(folio);
2421         /* Make the flag visible before any changes to folio->mapping */
2422         smp_wmb();
2423         if (folio_is_pfmemalloc(folio))
2424                 slab_set_pfmemalloc(slab);
2425
2426         return slab;
2427 }
2428
2429 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
2430 /* Pre-initialize the random sequence cache */
2431 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
2432 {
2433         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
2434         int err;
2435
2436         /* Bailout if already initialised */
2437         if (s->random_seq)
2438                 return 0;
2439
2440         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
2441         if (err) {
2442                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
2443                         s->name);
2444                 return err;
2445         }
2446
2447         /* Transform to an offset on the set of pages */
2448         if (s->random_seq) {
2449                 unsigned int i;
2450
2451                 for (i = 0; i < count; i++)
2452                         s->random_seq[i] *= s->size;
2453         }
2454         return 0;
2455 }
2456
2457 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
2458 static void __init init_freelist_randomization(void)
2459 {
2460         struct kmem_cache *s;
2461
2462         mutex_lock(&slab_mutex);
2463
2464         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2465                 init_cache_random_seq(s);
2466
2467         mutex_unlock(&slab_mutex);
2468 }
2469
2470 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
2471 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s,
2472                                 unsigned long *pos, void *start,
2473                                 unsigned long page_limit,
2474                                 unsigned long freelist_count)
2475 {
2476         unsigned int idx;
2477
2478         /*
2479          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
2480          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
2481          */
2482         do {
2483                 idx = s->random_seq[*pos];
2484                 *pos += 1;
2485                 if (*pos >= freelist_count)
2486                         *pos = 0;
2487         } while (unlikely(idx >= page_limit));
2488
2489         return (char *)start + idx;
2490 }
2491
2492 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
2493 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2494 {
2495         void *start;
2496         void *cur;
2497         void *next;
2498         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
2499
2500         if (slab->objects < 2 || !s->random_seq)
2501                 return false;
2502
2503         freelist_count = oo_objects(s->oo);
2504         pos = get_random_u32_below(freelist_count);
2505
2506         page_limit = slab->objects * s->size;
2507         start = fixup_red_left(s, slab_address(slab));
2508
2509         /* First entry is used as the base of the freelist */
2510         cur = next_freelist_entry(s, &pos, start, page_limit, freelist_count);
2511         cur = setup_object(s, cur);
2512         slab->freelist = cur;
2513
2514         for (idx = 1; idx < slab->objects; idx++) {
2515                 next = next_freelist_entry(s, &pos, start, page_limit,
2516                         freelist_count);
2517                 next = setup_object(s, next);
2518                 set_freepointer(s, cur, next);
2519                 cur = next;
2520         }
2521         set_freepointer(s, cur, NULL);
2522
2523         return true;
2524 }
2525 #else
2526 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
2527 {
2528         return 0;
2529 }
2530 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
2531 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2532 {
2533         return false;
2534 }
2535 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
2536
2537 static __always_inline void account_slab(struct slab *slab, int order,
2538                                          struct kmem_cache *s, gfp_t gfp)
2539 {
2540         if (memcg_kmem_online() && (s->flags & SLAB_ACCOUNT))
2541                 alloc_slab_obj_exts(slab, s, gfp, true);
2542
2543         mod_node_page_state(slab_pgdat(slab), cache_vmstat_idx(s),
2544                             PAGE_SIZE << order);
2545 }
2546
2547 static __always_inline void unaccount_slab(struct slab *slab, int order,
2548                                            struct kmem_cache *s)
2549 {
2550         if (memcg_kmem_online() || need_slab_obj_ext())
2551                 free_slab_obj_exts(slab);
2552
2553         mod_node_page_state(slab_pgdat(slab), cache_vmstat_idx(s),
2554                             -(PAGE_SIZE << order));
2555 }
2556
2557 static struct slab *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
2558 {
2559         struct slab *slab;
2560         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
2561         gfp_t alloc_gfp;
2562         void *start, *p, *next;
2563         int idx;
2564         bool shuffle;
2565
2566         flags &= gfp_allowed_mask;
2567
2568         flags |= s->allocflags;
2569
2570         /*
2571          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
2572          * so we fall-back to the minimum order allocation.
2573          */
2574         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
2575         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
2576                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~__GFP_RECLAIM;
2577
2578         slab = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
2579         if (unlikely(!slab)) {
2580                 oo = s->min;
2581                 alloc_gfp = flags;
2582                 /*
2583                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
2584                  * Try a lower order alloc if possible
2585                  */
2586                 slab = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
2587                 if (unlikely(!slab))
2588                         return NULL;
2589                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
2590         }
2591
2592         slab->objects = oo_objects(oo);
2593         slab->inuse = 0;
2594         slab->frozen = 0;
2595
2596         account_slab(slab, oo_order(oo), s, flags);
2597
2598         slab->slab_cache = s;
2599
2600         kasan_poison_slab(slab);
2601
2602         start = slab_address(slab);
2603
2604         setup_slab_debug(s, slab, start);
2605
2606         shuffle = shuffle_freelist(s, slab);
2607
2608         if (!shuffle) {
2609                 start = fixup_red_left(s, start);
2610                 start = setup_object(s, start);
2611                 slab->freelist = start;
2612                 for (idx = 0, p = start; idx < slab->objects - 1; idx++) {
2613                         next = p + s->size;
2614                         next = setup_object(s, next);
2615                         set_freepointer(s, p, next);
2616                         p = next;
2617                 }
2618                 set_freepointer(s, p, NULL);
2619         }
2620
2621         return slab;
2622 }
2623
2624 static struct slab *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
2625 {
2626         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
2627                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
2628
2629         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2630
2631         return allocate_slab(s,
2632                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
2633 }
2634
2635 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2636 {
2637         struct folio *folio = slab_folio(slab);
2638         int order = folio_order(folio);
2639         int pages = 1 << order;
2640
2641         __slab_clear_pfmemalloc(slab);
2642         folio->mapping = NULL;
2643         /* Make the mapping reset visible before clearing the flag */
2644         smp_wmb();
2645         __folio_clear_slab(folio);
2646         mm_account_reclaimed_pages(pages);
2647         unaccount_slab(slab, order, s);
2648         __free_pages(&folio->page, order);
2649 }
2650
2651 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
2652 {
2653         struct slab *slab = container_of(h, struct slab, rcu_head);
2654
2655         __free_slab(slab->slab_cache, slab);
2656 }
2657
2658 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2659 {
2660         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
2661                 void *p;
2662
2663                 slab_pad_check(s, slab);
2664                 for_each_object(p, s, slab_address(slab), slab->objects)
2665                         check_object(s, slab, p, SLUB_RED_INACTIVE);
2666         }
2667
2668         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
2669                 call_rcu(&slab->rcu_head, rcu_free_slab);
2670         else
2671                 __free_slab(s, slab);
2672 }
2673
2674 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2675 {
2676         dec_slabs_node(s, slab_nid(slab), slab->objects);
2677         free_slab(s, slab);
2678 }
2679
2680 /*
2681  * SLUB reuses PG_workingset bit to keep track of whether it's on
2682  * the per-node partial list.
2683  */
2684 static inline bool slab_test_node_partial(const struct slab *slab)
2685 {
2686         return folio_test_workingset(slab_folio(slab));
2687 }
2688
2689 static inline void slab_set_node_partial(struct slab *slab)
2690 {
2691         set_bit(PG_workingset, folio_flags(slab_folio(slab), 0));
2692 }
2693
2694 static inline void slab_clear_node_partial(struct slab *slab)
2695 {
2696         clear_bit(PG_workingset, folio_flags(slab_folio(slab), 0));
2697 }
2698
2699 /*
2700  * Management of partially allocated slabs.
2701  */
2702 static inline void
2703 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab, int tail)
2704 {
2705         n->nr_partial++;
2706         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
2707                 list_add_tail(&slab->slab_list, &n->partial);
2708         else
2709                 list_add(&slab->slab_list, &n->partial);
2710         slab_set_node_partial(slab);
2711 }
2712
2713 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
2714                                 struct slab *slab, int tail)
2715 {
2716         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2717         __add_partial(n, slab, tail);
2718 }
2719
2720 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
2721                                         struct slab *slab)
2722 {
2723         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2724         list_del(&slab->slab_list);
2725         slab_clear_node_partial(slab);
2726         n->nr_partial--;
2727 }
2728
2729 /*
2730  * Called only for kmem_cache_debug() caches instead of remove_partial(), with a
2731  * slab from the n->partial list. Remove only a single object from the slab, do
2732  * the alloc_debug_processing() checks and leave the slab on the list, or move
2733  * it to full list if it was the last free object.
2734  */
2735 static void *alloc_single_from_partial(struct kmem_cache *s,
2736                 struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab, int orig_size)
2737 {
2738         void *object;
2739
2740         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2741
2742         object = slab->freelist;
2743         slab->freelist = get_freepointer(s, object);
2744         slab->inuse++;
2745
2746         if (!alloc_debug_processing(s, slab, object, orig_size)) {
2747                 remove_partial(n, slab);
2748                 return NULL;
2749         }
2750
2751         if (slab->inuse == slab->objects) {
2752                 remove_partial(n, slab);
2753                 add_full(s, n, slab);
2754         }
2755
2756         return object;
2757 }
2758
2759 /*
2760  * Called only for kmem_cache_debug() caches to allocate from a freshly
2761  * allocated slab. Allocate a single object instead of whole freelist
2762  * and put the slab to the partial (or full) list.
2763  */
2764 static void *alloc_single_from_new_slab(struct kmem_cache *s,
2765                                         struct slab *slab, int orig_size)
2766 {
2767         int nid = slab_nid(slab);
2768         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, nid);
2769         unsigned long flags;
2770         void *object;
2771
2772
2773         object = slab->freelist;
2774         slab->freelist = get_freepointer(s, object);
2775         slab->inuse = 1;
2776
2777         if (!alloc_debug_processing(s, slab, object, orig_size))
2778                 /*
2779                  * It's not really expected that this would fail on a
2780                  * freshly allocated slab, but a concurrent memory
2781                  * corruption in theory could cause that.
2782                  */
2783                 return NULL;
2784
2785         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2786
2787         if (slab->inuse == slab->objects)
2788                 add_full(s, n, slab);
2789         else
2790                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2791
2792         inc_slabs_node(s, nid, slab->objects);
2793         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2794
2795         return object;
2796 }
2797
2798 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2799 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, int drain);
2800 #else
2801 static inline void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2802                                    int drain) { }
2803 #endif
2804 static inline bool pfmemalloc_match(struct slab *slab, gfp_t gfpflags);
2805
2806 /*
2807  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
2808  */
2809 static struct slab *get_partial_node(struct kmem_cache *s,
2810                                      struct kmem_cache_node *n,
2811                                      struct partial_context *pc)
2812 {
2813         struct slab *slab, *slab2, *partial = NULL;
2814         unsigned long flags;
2815         unsigned int partial_slabs = 0;
2816
2817         /*
2818          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
2819          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
2820          * partial slab and there is none available then get_partial()
2821          * will return NULL.
2822          */
2823         if (!n || !n->nr_partial)
2824                 return NULL;
2825
2826         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2827         list_for_each_entry_safe(slab, slab2, &n->partial, slab_list) {
2828                 if (!pfmemalloc_match(slab, pc->flags))
2829                         continue;
2830
2831                 if (IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) || kmem_cache_debug(s)) {
2832                         void *object = alloc_single_from_partial(s, n, slab,
2833                                                         pc->orig_size);
2834                         if (object) {
2835                                 partial = slab;
2836                                 pc->object = object;
2837                                 break;
2838                         }
2839                         continue;
2840                 }
2841
2842                 remove_partial(n, slab);
2843
2844                 if (!partial) {
2845                         partial = slab;
2846                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
2847
2848                         if ((slub_get_cpu_partial(s) == 0)) {
2849                                 break;
2850                         }
2851                 } else {
2852                         put_cpu_partial(s, slab, 0);
2853                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
2854
2855                         if (++partial_slabs > slub_get_cpu_partial(s) / 2) {
2856                                 break;
2857                         }
2858                 }
2859         }
2860         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2861         return partial;
2862 }
2863
2864 /*
2865  * Get a slab from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2866  */
2867 static struct slab *get_any_partial(struct kmem_cache *s,
2868                                     struct partial_context *pc)
2869 {
2870 #ifdef CONFIG_NUMA
2871         struct zonelist *zonelist;
2872         struct zoneref *z;
2873         struct zone *zone;
2874         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(pc->flags);
2875         struct slab *slab;
2876         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2877
2878         /*
2879          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2880          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2881          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2882          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2883          *
2884          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2885          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2886          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2887          * from other nodes and filled up.
2888          *
2889          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2890          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2891          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2892          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2893          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2894          * with available objects.
2895          */
2896         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2897                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2898                 return NULL;
2899
2900         do {
2901                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2902                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), pc->flags);
2903                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2904                         struct kmem_cache_node *n;
2905
2906                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2907
2908                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, pc->flags) &&
2909                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2910                                 slab = get_partial_node(s, n, pc);
2911                                 if (slab) {
2912                                         /*
2913                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2914                                          * here - if mems_allowed was updated in
2915                                          * parallel, that was a harmless race
2916                                          * between allocation and the cpuset
2917                                          * update
2918                                          */
2919                                         return slab;
2920                                 }
2921                         }
2922                 }
2923         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2924 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2925         return NULL;
2926 }
2927
2928 /*
2929  * Get a partial slab, lock it and return it.
2930  */
2931 static struct slab *get_partial(struct kmem_cache *s, int node,
2932                                 struct partial_context *pc)
2933 {
2934         struct slab *slab;
2935         int searchnode = node;
2936
2937         if (node == NUMA_NO_NODE)
2938                 searchnode = numa_mem_id();
2939
2940         slab = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), pc);
2941         if (slab || (node != NUMA_NO_NODE && (pc->flags & __GFP_THISNODE)))
2942                 return slab;
2943
2944         return get_any_partial(s, pc);
2945 }
2946
2947 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
2948
2949 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2950 /*
2951  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2952  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2953  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2954  */
2955 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2956 #else
2957 /*
2958  * No preemption supported therefore also no need to check for
2959  * different cpus.
2960  */
2961 #define TID_STEP 1
2962 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
2963
2964 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2965 {
2966         return tid + TID_STEP;
2967 }
2968
2969 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2970 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2971 {
2972         return tid % TID_STEP;
2973 }
2974
2975 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2976 {
2977         return tid / TID_STEP;
2978 }
2979 #endif
2980
2981 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2982 {
2983         return cpu;
2984 }
2985
2986 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2987                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2988 {
2989 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2990         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2991
2992         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2993
2994 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2995         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2996                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2997                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2998         else
2999 #endif
3000         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
3001                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
3002                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
3003         else
3004                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
3005                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
3006 #endif
3007         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
3008 }
3009
3010 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3011 {
3012         int cpu;
3013         struct kmem_cache_cpu *c;
3014
3015         for_each_possible_cpu(cpu) {
3016                 c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
3017                 local_lock_init(&c->lock);
3018                 c->tid = init_tid(cpu);
3019         }
3020 }
3021
3022 /*
3023  * Finishes removing the cpu slab. Merges cpu's freelist with slab's freelist,
3024  * unfreezes the slabs and puts it on the proper list.
3025  * Assumes the slab has been already safely taken away from kmem_cache_cpu
3026  * by the caller.
3027  */
3028 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
3029                             void *freelist)
3030 {
3031         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, slab_nid(slab));
3032         int free_delta = 0;
3033         void *nextfree, *freelist_iter, *freelist_tail;
3034         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
3035         unsigned long flags = 0;
3036         struct slab new;
3037         struct slab old;
3038
3039         if (READ_ONCE(slab->freelist)) {
3040                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
3041                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
3042         }
3043
3044         /*
3045          * Stage one: Count the objects on cpu's freelist as free_delta and
3046          * remember the last object in freelist_tail for later splicing.
3047          */
3048         freelist_tail = NULL;
3049         freelist_iter = freelist;
3050         while (freelist_iter) {
3051                 nextfree = get_freepointer(s, freelist_iter);
3052
3053                 /*
3054                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
3055                  * 'freelist_iter' is already corrupted.  So isolate all objects
3056                  * starting at 'freelist_iter' by skipping them.
3057                  */
3058                 if (freelist_corrupted(s, slab, &freelist_iter, nextfree))
3059                         break;
3060
3061                 freelist_tail = freelist_iter;
3062                 free_delta++;
3063
3064                 freelist_iter = nextfree;
3065         }
3066
3067         /*
3068          * Stage two: Unfreeze the slab while splicing the per-cpu
3069          * freelist to the head of slab's freelist.
3070          */
3071         do {
3072                 old.freelist = READ_ONCE(slab->freelist);
3073                 old.counters = READ_ONCE(slab->counters);
3074                 VM_BUG_ON(!old.frozen);
3075
3076                 /* Determine target state of the slab */
3077                 new.counters = old.counters;
3078                 new.frozen = 0;
3079                 if (freelist_tail) {
3080                         new.inuse -= free_delta;
3081                         set_freepointer(s, freelist_tail, old.freelist);
3082                         new.freelist = freelist;
3083                 } else {
3084                         new.freelist = old.freelist;
3085                 }
3086         } while (!slab_update_freelist(s, slab,
3087                 old.freelist, old.counters,
3088                 new.freelist, new.counters,
3089                 "unfreezing slab"));
3090
3091         /*
3092          * Stage three: Manipulate the slab list based on the updated state.
3093          */
3094         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial) {
3095                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
3096                 discard_slab(s, slab);
3097                 stat(s, FREE_SLAB);
3098         } else if (new.freelist) {
3099                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3100                 add_partial(n, slab, tail);
3101                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3102                 stat(s, tail);
3103         } else {
3104                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
3105         }
3106 }
3107
3108 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3109 static void __put_partials(struct kmem_cache *s, struct slab *partial_slab)
3110 {
3111         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
3112         struct slab *slab, *slab_to_discard = NULL;
3113         unsigned long flags = 0;
3114
3115         while (partial_slab) {
3116                 slab = partial_slab;
3117                 partial_slab = slab->next;
3118
3119                 n2 = get_node(s, slab_nid(slab));
3120                 if (n != n2) {
3121                         if (n)
3122                                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3123
3124                         n = n2;
3125                         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3126                 }
3127
3128                 if (unlikely(!slab->inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
3129                         slab->next = slab_to_discard;
3130                         slab_to_discard = slab;
3131                 } else {
3132                         add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
3133                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
3134                 }
3135         }
3136
3137         if (n)
3138                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3139
3140         while (slab_to_discard) {
3141                 slab = slab_to_discard;
3142                 slab_to_discard = slab_to_discard->next;
3143
3144                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
3145                 discard_slab(s, slab);
3146                 stat(s, FREE_SLAB);
3147         }
3148 }
3149
3150 /*
3151  * Put all the cpu partial slabs to the node partial list.
3152  */
3153 static void put_partials(struct kmem_cache *s)
3154 {
3155         struct slab *partial_slab;
3156         unsigned long flags;
3157
3158         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3159         partial_slab = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
3160         this_cpu_write(s->cpu_slab->partial, NULL);
3161         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3162
3163         if (partial_slab)
3164                 __put_partials(s, partial_slab);
3165 }
3166
3167 static void put_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
3168                              struct kmem_cache_cpu *c)
3169 {
3170         struct slab *partial_slab;
3171
3172         partial_slab = slub_percpu_partial(c);
3173         c->partial = NULL;
3174
3175         if (partial_slab)
3176                 __put_partials(s, partial_slab);
3177 }
3178
3179 /*
3180  * Put a slab into a partial slab slot if available.
3181  *
3182  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
3183  * per node partial list.
3184  */
3185 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, int drain)
3186 {
3187         struct slab *oldslab;
3188         struct slab *slab_to_put = NULL;
3189         unsigned long flags;
3190         int slabs = 0;
3191
3192         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3193
3194         oldslab = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
3195
3196         if (oldslab) {
3197                 if (drain && oldslab->slabs >= s->cpu_partial_slabs) {
3198                         /*
3199                          * Partial array is full. Move the existing set to the
3200                          * per node partial list. Postpone the actual unfreezing
3201                          * outside of the critical section.
3202                          */
3203                         slab_to_put = oldslab;
3204                         oldslab = NULL;
3205                 } else {
3206                         slabs = oldslab->slabs;
3207                 }
3208         }
3209
3210         slabs++;
3211
3212         slab->slabs = slabs;
3213         slab->next = oldslab;
3214
3215         this_cpu_write(s->cpu_slab->partial, slab);
3216
3217         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3218
3219         if (slab_to_put) {
3220                 __put_partials(s, slab_to_put);
3221                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
3222         }
3223 }
3224
3225 #else   /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
3226
3227 static inline void put_partials(struct kmem_cache *s) { }
3228 static inline void put_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
3229                                     struct kmem_cache_cpu *c) { }
3230
3231 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
3232
3233 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
3234 {
3235         unsigned long flags;
3236         struct slab *slab;
3237         void *freelist;
3238
3239         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3240
3241         slab = c->slab;
3242         freelist = c->freelist;
3243
3244         c->slab = NULL;
3245         c->freelist = NULL;
3246         c->tid = next_tid(c->tid);
3247
3248         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3249
3250         if (slab) {
3251                 deactivate_slab(s, slab, freelist);
3252                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3253         }
3254 }
3255
3256 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
3257 {
3258         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
3259         void *freelist = c->freelist;
3260         struct slab *slab = c->slab;
3261
3262         c->slab = NULL;
3263         c->freelist = NULL;
3264         c->tid = next_tid(c->tid);
3265
3266         if (slab) {
3267                 deactivate_slab(s, slab, freelist);
3268                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3269         }
3270
3271         put_partials_cpu(s, c);
3272 }
3273
3274 struct slub_flush_work {
3275         struct work_struct work;
3276         struct kmem_cache *s;
3277         bool skip;
3278 };
3279
3280 /*
3281  * Flush cpu slab.
3282  *
3283  * Called from CPU work handler with migration disabled.
3284  */
3285 static void flush_cpu_slab(struct work_struct *w)
3286 {
3287         struct kmem_cache *s;
3288         struct kmem_cache_cpu *c;
3289         struct slub_flush_work *sfw;
3290
3291         sfw = container_of(w, struct slub_flush_work, work);
3292
3293         s = sfw->s;
3294         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3295
3296         if (c->slab)
3297                 flush_slab(s, c);
3298
3299         put_partials(s);
3300 }
3301
3302 static bool has_cpu_slab(int cpu, struct kmem_cache *s)
3303 {
3304         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
3305
3306         return c->slab || slub_percpu_partial(c);
3307 }
3308
3309 static DEFINE_MUTEX(flush_lock);
3310 static DEFINE_PER_CPU(struct slub_flush_work, slub_flush);
3311
3312 static void flush_all_cpus_locked(struct kmem_cache *s)
3313 {
3314         struct slub_flush_work *sfw;
3315         unsigned int cpu;
3316
3317         lockdep_assert_cpus_held();
3318         mutex_lock(&flush_lock);
3319
3320         for_each_online_cpu(cpu) {
3321                 sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
3322                 if (!has_cpu_slab(cpu, s)) {
3323                         sfw->skip = true;
3324                         continue;
3325                 }
3326                 INIT_WORK(&sfw->work, flush_cpu_slab);
3327                 sfw->skip = false;
3328                 sfw->s = s;
3329                 queue_work_on(cpu, flushwq, &sfw->work);
3330         }
3331
3332         for_each_online_cpu(cpu) {
3333                 sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
3334                 if (sfw->skip)
3335                         continue;
3336                 flush_work(&sfw->work);
3337         }
3338
3339         mutex_unlock(&flush_lock);
3340 }
3341
3342 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
3343 {
3344         cpus_read_lock();
3345         flush_all_cpus_locked(s);
3346         cpus_read_unlock();
3347 }
3348
3349 /*
3350  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3351  * necessary.
3352  */
3353 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
3354 {
3355         struct kmem_cache *s;
3356
3357         mutex_lock(&slab_mutex);
3358         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3359                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
3360         mutex_unlock(&slab_mutex);
3361         return 0;
3362 }
3363
3364 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
3365 static inline void flush_all_cpus_locked(struct kmem_cache *s) { }
3366 static inline void flush_all(struct kmem_cache *s) { }
3367 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu) { }
3368 static inline int slub_cpu_dead(unsigned int cpu) { return 0; }
3369 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
3370
3371 /*
3372  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
3373  * locality expectations.
3374  */
3375 static inline int node_match(struct slab *slab, int node)
3376 {
3377 #ifdef CONFIG_NUMA
3378         if (node != NUMA_NO_NODE && slab_nid(slab) != node)
3379                 return 0;
3380 #endif
3381         return 1;
3382 }
3383
3384 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3385 static int count_free(struct slab *slab)
3386 {
3387         return slab->objects - slab->inuse;
3388 }
3389
3390 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
3391 {
3392         return atomic_long_read(&n->total_objects);
3393 }
3394
3395 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
3396 static inline bool free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
3397         struct slab *slab, void *head, void *tail, int *bulk_cnt,
3398         unsigned long addr, depot_stack_handle_t handle)
3399 {
3400         bool checks_ok = false;
3401         void *object = head;
3402         int cnt = 0;
3403
3404         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
3405                 if (!check_slab(s, slab))
3406                         goto out;
3407         }
3408
3409         if (slab->inuse < *bulk_cnt) {
3410                 slab_err(s, slab, "Slab has %d allocated objects but %d are to be freed\n",
3411                          slab->inuse, *bulk_cnt);
3412                 goto out;
3413         }
3414
3415 next_object:
3416
3417         if (++cnt > *bulk_cnt)
3418                 goto out_cnt;
3419
3420         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
3421                 if (!free_consistency_checks(s, slab, object, addr))
3422                         goto out;
3423         }
3424
3425         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3426                 set_track_update(s, object, TRACK_FREE, addr, handle);
3427         trace(s, slab, object, 0);
3428         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
3429         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
3430
3431         /* Reached end of constructed freelist yet? */
3432         if (object != tail) {
3433                 object = get_freepointer(s, object);
3434                 goto next_object;
3435         }
3436         checks_ok = true;
3437
3438 out_cnt:
3439         if (cnt != *bulk_cnt) {
3440                 slab_err(s, slab, "Bulk free expected %d objects but found %d\n",
3441                          *bulk_cnt, cnt);
3442                 *bulk_cnt = cnt;
3443         }
3444
3445 out:
3446
3447         if (!checks_ok)
3448                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
3449
3450         return checks_ok;
3451 }
3452 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
3453
3454 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(SLAB_SUPPORTS_SYSFS)
3455 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
3456                                         int (*get_count)(struct slab *))
3457 {
3458         unsigned long flags;
3459         unsigned long x = 0;
3460         struct slab *slab;
3461
3462         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3463         list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
3464                 x += get_count(slab);
3465         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3466         return x;
3467 }
3468 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || SLAB_SUPPORTS_SYSFS */
3469
3470 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3471 #define MAX_PARTIAL_TO_SCAN 10000
3472
3473 static unsigned long count_partial_free_approx(struct kmem_cache_node *n)
3474 {
3475         unsigned long flags;
3476         unsigned long x = 0;
3477         struct slab *slab;
3478
3479         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3480         if (n->nr_partial <= MAX_PARTIAL_TO_SCAN) {
3481                 list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
3482                         x += slab->objects - slab->inuse;
3483         } else {
3484                 /*
3485                  * For a long list, approximate the total count of objects in
3486                  * it to meet the limit on the number of slabs to scan.
3487                  * Scan from both the list's head and tail for better accuracy.
3488                  */
3489                 unsigned long scanned = 0;
3490
3491                 list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list) {
3492                         x += slab->objects - slab->inuse;
3493                         if (++scanned == MAX_PARTIAL_TO_SCAN / 2)
3494                                 break;
3495                 }
3496                 list_for_each_entry_reverse(slab, &n->partial, slab_list) {
3497                         x += slab->objects - slab->inuse;
3498                         if (++scanned == MAX_PARTIAL_TO_SCAN)
3499                                 break;
3500                 }
3501                 x = mult_frac(x, n->nr_partial, scanned);
3502                 x = min(x, node_nr_objs(n));
3503         }
3504         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3505         return x;
3506 }
3507
3508 static noinline void
3509 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
3510 {
3511         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
3512                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
3513         int cpu = raw_smp_processor_id();
3514         int node;
3515         struct kmem_cache_node *n;
3516
3517         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
3518                 return;
3519
3520         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on CPU %u (of node %d) on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
3521                 cpu, cpu_to_node(cpu), nid, gfpflags, &gfpflags);
3522         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
3523                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
3524                 oo_order(s->min));
3525
3526         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
3527                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slab_debug=O to disable.\n",
3528                         s->name);
3529
3530         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3531                 unsigned long nr_slabs;
3532                 unsigned long nr_objs;
3533                 unsigned long nr_free;
3534
3535                 nr_free  = count_partial_free_approx(n);
3536                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
3537                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
3538
3539                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
3540                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
3541         }
3542 }
3543 #else /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
3544 static inline void
3545 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid) { }
3546 #endif
3547
3548 static inline bool pfmemalloc_match(struct slab *slab, gfp_t gfpflags)
3549 {
3550         if (unlikely(slab_test_pfmemalloc(slab)))
3551                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
3552
3553         return true;
3554 }
3555
3556 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
3557 static inline bool
3558 __update_cpu_freelist_fast(struct kmem_cache *s,
3559                            void *freelist_old, void *freelist_new,
3560                            unsigned long tid)
3561 {
3562         freelist_aba_t old = { .freelist = freelist_old, .counter = tid };
3563         freelist_aba_t new = { .freelist = freelist_new, .counter = next_tid(tid) };
3564
3565         return this_cpu_try_cmpxchg_freelist(s->cpu_slab->freelist_tid.full,
3566                                              &old.full, new.full);
3567 }
3568
3569 /*
3570  * Check the slab->freelist and either transfer the freelist to the
3571  * per cpu freelist or deactivate the slab.
3572  *
3573  * The slab is still frozen if the return value is not NULL.
3574  *
3575  * If this function returns NULL then the slab has been unfrozen.
3576  */
3577 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
3578 {
3579         struct slab new;
3580         unsigned long counters;
3581         void *freelist;
3582
3583         lockdep_assert_held(this_cpu_ptr(&s->cpu_slab->lock));
3584
3585         do {
3586                 freelist = slab->freelist;
3587                 counters = slab->counters;
3588
3589                 new.counters = counters;
3590
3591                 new.inuse = slab->objects;
3592                 new.frozen = freelist != NULL;
3593
3594         } while (!__slab_update_freelist(s, slab,
3595                 freelist, counters,
3596                 NULL, new.counters,
3597                 "get_freelist"));
3598
3599         return freelist;
3600 }
3601
3602 /*
3603  * Freeze the partial slab and return the pointer to the freelist.
3604  */
3605 static inline void *freeze_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
3606 {
3607         struct slab new;
3608         unsigned long counters;
3609         void *freelist;
3610
3611         do {
3612                 freelist = slab->freelist;
3613                 counters = slab->counters;
3614
3615                 new.counters = counters;
3616                 VM_BUG_ON(new.frozen);
3617
3618                 new.inuse = slab->objects;
3619                 new.frozen = 1;
3620
3621         } while (!slab_update_freelist(s, slab,
3622                 freelist, counters,
3623                 NULL, new.counters,
3624                 "freeze_slab"));
3625
3626         return freelist;
3627 }
3628
3629 /*
3630  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
3631  * debugging duties.
3632  *
3633  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
3634  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
3635  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
3636  *
3637  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
3638  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
3639  * rest of the freelist to the lockless freelist.
3640  *
3641  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
3642  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
3643  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
3644  *
3645  * Version of __slab_alloc to use when we know that preemption is
3646  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
3647  */
3648 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
3649                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c, unsigned int orig_size)
3650 {
3651         void *freelist;
3652         struct slab *slab;
3653         unsigned long flags;
3654         struct partial_context pc;
3655         bool try_thisnode = true;
3656
3657         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
3658
3659 reread_slab:
3660
3661         slab = READ_ONCE(c->slab);
3662         if (!slab) {
3663                 /*
3664                  * if the node is not online or has no normal memory, just
3665                  * ignore the node constraint
3666                  */
3667                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
3668                              !node_isset(node, slab_nodes)))
3669                         node = NUMA_NO_NODE;
3670                 goto new_slab;
3671         }
3672
3673         if (unlikely(!node_match(slab, node))) {
3674                 /*
3675                  * same as above but node_match() being false already
3676                  * implies node != NUMA_NO_NODE
3677                  */
3678                 if (!node_isset(node, slab_nodes)) {
3679                         node = NUMA_NO_NODE;
3680                 } else {
3681                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
3682                         goto deactivate_slab;
3683                 }
3684         }
3685
3686         /*
3687          * By rights, we should be searching for a slab page that was
3688          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
3689          * information when the page leaves the per-cpu allocator
3690          */
3691         if (unlikely(!pfmemalloc_match(slab, gfpflags)))
3692                 goto deactivate_slab;
3693
3694         /* must check again c->slab in case we got preempted and it changed */
3695         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3696         if (unlikely(slab != c->slab)) {
3697                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3698                 goto reread_slab;
3699         }
3700         freelist = c->freelist;
3701         if (freelist)
3702                 goto load_freelist;
3703
3704         freelist = get_freelist(s, slab);
3705
3706         if (!freelist) {
3707                 c->slab = NULL;
3708                 c->tid = next_tid(c->tid);
3709                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3710                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
3711                 goto new_slab;
3712         }
3713
3714         stat(s, ALLOC_REFILL);
3715
3716 load_freelist:
3717
3718         lockdep_assert_held(this_cpu_ptr(&s->cpu_slab->lock));
3719
3720         /*
3721          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
3722          * slab is pointing to the slab from which the objects are obtained.
3723          * That slab must be frozen for per cpu allocations to work.
3724          */
3725         VM_BUG_ON(!c->slab->frozen);
3726         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
3727         c->tid = next_tid(c->tid);
3728         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3729         return freelist;
3730
3731 deactivate_slab:
3732
3733         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3734         if (slab != c->slab) {
3735                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3736                 goto reread_slab;
3737         }
3738         freelist = c->freelist;
3739         c->slab = NULL;
3740         c->freelist = NULL;
3741         c->tid = next_tid(c->tid);
3742         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3743         deactivate_slab(s, slab, freelist);
3744
3745 new_slab:
3746
3747 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3748         while (slub_percpu_partial(c)) {
3749                 local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3750                 if (unlikely(c->slab)) {
3751                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3752                         goto reread_slab;
3753                 }
3754                 if (unlikely(!slub_percpu_partial(c))) {
3755                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3756                         /* we were preempted and partial list got empty */
3757                         goto new_objects;
3758                 }
3759
3760                 slab = slub_percpu_partial(c);
3761                 slub_set_percpu_partial(c, slab);
3762
3763                 if (likely(node_match(slab, node) &&
3764                            pfmemalloc_match(slab, gfpflags))) {
3765                         c->slab = slab;
3766                         freelist = get_freelist(s, slab);
3767                         VM_BUG_ON(!freelist);
3768                         stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
3769                         goto load_freelist;
3770                 }
3771
3772                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3773
3774                 slab->next = NULL;
3775                 __put_partials(s, slab);
3776         }
3777 #endif
3778
3779 new_objects:
3780
3781         pc.flags = gfpflags;
3782         /*
3783          * When a preferred node is indicated but no __GFP_THISNODE
3784          *
3785          * 1) try to get a partial slab from target node only by having
3786          *    __GFP_THISNODE in pc.flags for get_partial()
3787          * 2) if 1) failed, try to allocate a new slab from target node with
3788          *    GPF_NOWAIT | __GFP_THISNODE opportunistically
3789          * 3) if 2) failed, retry with original gfpflags which will allow
3790          *    get_partial() try partial lists of other nodes before potentially
3791          *    allocating new page from other nodes
3792          */
3793         if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE && !(gfpflags & __GFP_THISNODE)
3794                      && try_thisnode))
3795                 pc.flags = GFP_NOWAIT | __GFP_THISNODE;
3796
3797         pc.orig_size = orig_size;
3798         slab = get_partial(s, node, &pc);
3799         if (slab) {
3800                 if (kmem_cache_debug(s)) {
3801                         freelist = pc.object;
3802                         /*
3803                          * For debug caches here we had to go through
3804                          * alloc_single_from_partial() so just store the
3805                          * tracking info and return the object.
3806                          */
3807                         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3808                                 set_track(s, freelist, TRACK_ALLOC, addr);
3809
3810                         return freelist;
3811                 }
3812
3813                 freelist = freeze_slab(s, slab);
3814                 goto retry_load_slab;
3815         }
3816
3817         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3818         slab = new_slab(s, pc.flags, node);
3819         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3820
3821         if (unlikely(!slab)) {
3822                 if (node != NUMA_NO_NODE && !(gfpflags & __GFP_THISNODE)
3823                     && try_thisnode) {
3824                         try_thisnode = false;
3825                         goto new_objects;
3826                 }
3827                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
3828                 return NULL;
3829         }
3830
3831         stat(s, ALLOC_SLAB);
3832
3833         if (kmem_cache_debug(s)) {
3834                 freelist = alloc_single_from_new_slab(s, slab, orig_size);
3835
3836                 if (unlikely(!freelist))
3837                         goto new_objects;
3838
3839                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
3840                         set_track(s, freelist, TRACK_ALLOC, addr);
3841
3842                 return freelist;
3843         }
3844
3845         /*
3846          * No other reference to the slab yet so we can
3847          * muck around with it freely without cmpxchg
3848          */
3849         freelist = slab->freelist;
3850         slab->freelist = NULL;
3851         slab->inuse = slab->objects;
3852         slab->frozen = 1;
3853
3854         inc_slabs_node(s, slab_nid(slab), slab->objects);
3855
3856         if (unlikely(!pfmemalloc_match(slab, gfpflags))) {
3857                 /*
3858                  * For !pfmemalloc_match() case we don't load freelist so that
3859                  * we don't make further mismatched allocations easier.
3860                  */
3861                 deactivate_slab(s, slab, get_freepointer(s, freelist));
3862                 return freelist;
3863         }
3864
3865 retry_load_slab:
3866
3867         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3868         if (unlikely(c->slab)) {
3869                 void *flush_freelist = c->freelist;
3870                 struct slab *flush_slab = c->slab;
3871
3872                 c->slab = NULL;
3873                 c->freelist = NULL;
3874                 c->tid = next_tid(c->tid);
3875
3876                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3877
3878                 deactivate_slab(s, flush_slab, flush_freelist);
3879
3880                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3881
3882                 goto retry_load_slab;
3883         }
3884         c->slab = slab;
3885
3886         goto load_freelist;
3887 }
3888
3889 /*
3890  * A wrapper for ___slab_alloc() for contexts where preemption is not yet
3891  * disabled. Compensates for possible cpu changes by refetching the per cpu area
3892  * pointer.
3893  */
3894 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
3895                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c, unsigned int orig_size)
3896 {
3897         void *p;
3898
3899 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3900         /*
3901          * We may have been preempted and rescheduled on a different
3902          * cpu before disabling preemption. Need to reload cpu area
3903          * pointer.
3904          */
3905         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3906 #endif
3907
3908         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c, orig_size);
3909 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3910         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3911 #endif
3912         return p;
3913 }
3914
3915 static __always_inline void *__slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
3916                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3917 {
3918         struct kmem_cache_cpu *c;
3919         struct slab *slab;
3920         unsigned long tid;
3921         void *object;
3922
3923 redo:
3924         /*
3925          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
3926          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
3927          * reading from one cpu area. That does not matter as long
3928          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
3929          *
3930          * We must guarantee that tid and kmem_cache_cpu are retrieved on the
3931          * same cpu. We read first the kmem_cache_cpu pointer and use it to read
3932          * the tid. If we are preempted and switched to another cpu between the
3933          * two reads, it's OK as the two are still associated with the same cpu
3934          * and cmpxchg later will validate the cpu.
3935          */
3936         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3937         tid = READ_ONCE(c->tid);
3938
3939         /*
3940          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
3941          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
3942          * on c to guarantee that object and slab associated with previous tid
3943          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
3944          * slab could be one associated with next tid and our alloc/free
3945          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
3946          */
3947         barrier();
3948
3949         /*
3950          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
3951          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
3952          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
3953          * linked list in between.
3954          */
3955
3956         object = c->freelist;
3957         slab = c->slab;
3958
3959         if (!USE_LOCKLESS_FAST_PATH() ||
3960             unlikely(!object || !slab || !node_match(slab, node))) {
3961                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c, orig_size);
3962         } else {
3963                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
3964
3965                 /*
3966                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
3967                  * operation and if we are on the right processor.
3968                  *
3969                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
3970                  * semantics!)
3971                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
3972                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
3973                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
3974                  *
3975                  * Since this is without lock semantics the protection is only
3976                  * against code executing on this cpu *not* from access by
3977                  * other cpus.
3978                  */
3979                 if (unlikely(!__update_cpu_freelist_fast(s, object, next_object, tid))) {
3980                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
3981                         goto redo;
3982                 }
3983                 prefetch_freepointer(s, next_object);
3984                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
3985         }
3986
3987         return object;
3988 }
3989 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
3990 static void *__slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
3991                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3992 {
3993         struct partial_context pc;
3994         struct slab *slab;
3995         void *object;
3996
3997         pc.flags = gfpflags;
3998         pc.orig_size = orig_size;
3999         slab = get_partial(s, node, &pc);
4000
4001         if (slab)
4002                 return pc.object;
4003
4004         slab = new_slab(s, gfpflags, node);
4005         if (unlikely(!slab)) {
4006                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
4007                 return NULL;
4008         }
4009
4010         object = alloc_single_from_new_slab(s, slab, orig_size);
4011
4012         return object;
4013 }
4014 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4015
4016 /*
4017  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
4018  * zeroing out freelist pointer.
4019  *
4020  * Note that we also wipe custom freelist pointers.
4021  */
4022 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
4023                                                    void *obj)
4024 {
4025         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj &&
4026             !freeptr_outside_object(s))
4027                 memset((void *)((char *)kasan_reset_tag(obj) + s->offset),
4028                         0, sizeof(void *));
4029 }
4030
4031 static __fastpath_inline
4032 struct kmem_cache *slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
4033 {
4034         flags &= gfp_allowed_mask;
4035
4036         might_alloc(flags);
4037
4038         if (unlikely(should_failslab(s, flags)))
4039                 return NULL;
4040
4041         return s;
4042 }
4043
4044 static __fastpath_inline
4045 bool slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
4046                           gfp_t flags, size_t size, void **p, bool init,
4047                           unsigned int orig_size)
4048 {
4049         unsigned int zero_size = s->object_size;
4050         bool kasan_init = init;
4051         size_t i;
4052         gfp_t init_flags = flags & gfp_allowed_mask;
4053
4054         /*
4055          * For kmalloc object, the allocated memory size(object_size) is likely
4056          * larger than the requested size(orig_size). If redzone check is
4057          * enabled for the extra space, don't zero it, as it will be redzoned
4058          * soon. The redzone operation for this extra space could be seen as a
4059          * replacement of current poisoning under certain debug option, and
4060          * won't break other sanity checks.
4061          */
4062         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER | SLAB_RED_ZONE) &&
4063             (s->flags & SLAB_KMALLOC))
4064                 zero_size = orig_size;
4065
4066         /*
4067          * When slab_debug is enabled, avoid memory initialization integrated
4068          * into KASAN and instead zero out the memory via the memset below with
4069          * the proper size. Otherwise, KASAN might overwrite SLUB redzones and
4070          * cause false-positive reports. This does not lead to a performance
4071          * penalty on production builds, as slab_debug is not intended to be
4072          * enabled there.
4073          */
4074         if (__slub_debug_enabled())
4075                 kasan_init = false;
4076
4077         /*
4078          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
4079          * kasan_slab_alloc and initialization memset must be
4080          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
4081          *
4082          * As p[i] might get tagged, memset and kmemleak hook come after KASAN.
4083          */
4084         for (i = 0; i < size; i++) {
4085                 p[i] = kasan_slab_alloc(s, p[i], init_flags, kasan_init);
4086                 if (p[i] && init && (!kasan_init ||
4087                                      !kasan_has_integrated_init()))
4088                         memset(p[i], 0, zero_size);
4089                 kmemleak_alloc_recursive(p[i], s->object_size, 1,
4090                                          s->flags, init_flags);
4091                 kmsan_slab_alloc(s, p[i], init_flags);
4092                 alloc_tagging_slab_alloc_hook(s, p[i], flags);
4093         }
4094
4095         return memcg_slab_post_alloc_hook(s, lru, flags, size, p);
4096 }
4097
4098 /*
4099  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
4100  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
4101  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
4102  *
4103  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
4104  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
4105  *
4106  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
4107  */
4108 static __fastpath_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
4109                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
4110 {
4111         void *object;
4112         bool init = false;
4113
4114         s = slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags);
4115         if (unlikely(!s))
4116                 return NULL;
4117
4118         object = kfence_alloc(s, orig_size, gfpflags);
4119         if (unlikely(object))
4120                 goto out;
4121
4122         object = __slab_alloc_node(s, gfpflags, node, addr, orig_size);
4123
4124         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
4125         init = slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s);
4126
4127 out:
4128         /*
4129          * When init equals 'true', like for kzalloc() family, only
4130          * @orig_size bytes might be zeroed instead of s->object_size
4131          * In case this fails due to memcg_slab_post_alloc_hook(),
4132          * object is set to NULL
4133          */
4134         slab_post_alloc_hook(s, lru, gfpflags, 1, &object, init, orig_size);
4135
4136         return object;
4137 }
4138
4139 void *kmem_cache_alloc_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
4140 {
4141         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_,
4142                                     s->object_size);
4143
4144         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
4145
4146         return ret;
4147 }
4148 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_noprof);
4149
4150 void *kmem_cache_alloc_lru_noprof(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
4151                            gfp_t gfpflags)
4152 {
4153         void *ret = slab_alloc_node(s, lru, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_,
4154                                     s->object_size);
4155
4156         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
4157
4158         return ret;
4159 }
4160 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_lru_noprof);
4161
4162 bool kmem_cache_charge(void *objp, gfp_t gfpflags)
4163 {
4164         if (!memcg_kmem_online())
4165                 return true;
4166
4167         return memcg_slab_post_charge(objp, gfpflags);
4168 }
4169 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_charge);
4170
4171 /**
4172  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
4173  * @s: The cache to allocate from.
4174  * @gfpflags: See kmalloc().
4175  * @node: node number of the target node.
4176  *
4177  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
4178  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
4179  *
4180  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
4181  *
4182  * Return: pointer to the new object or %NULL in case of error
4183  */
4184 void *kmem_cache_alloc_node_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
4185 {
4186         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, _RET_IP_, s->object_size);
4187
4188         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s, gfpflags, node);
4189
4190         return ret;
4191 }
4192 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_noprof);
4193
4194 /*
4195  * To avoid unnecessary overhead, we pass through large allocation requests
4196  * directly to the page allocator. We use __GFP_COMP, because we will need to
4197  * know the allocation order to free the pages properly in kfree.
4198  */
4199 static void *___kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4200 {
4201         struct folio *folio;
4202         void *ptr = NULL;
4203         unsigned int order = get_order(size);
4204
4205         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
4206                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
4207
4208         flags |= __GFP_COMP;
4209         folio = (struct folio *)alloc_pages_node_noprof(node, flags, order);
4210         if (folio) {
4211                 ptr = folio_address(folio);
4212                 lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4213                                       PAGE_SIZE << order);
4214         }
4215
4216         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
4217         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
4218         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
4219         kmsan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
4220
4221         return ptr;
4222 }
4223
4224 void *__kmalloc_large_noprof(size_t size, gfp_t flags)
4225 {
4226         void *ret = ___kmalloc_large_node(size, flags, NUMA_NO_NODE);
4227
4228         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4229                       flags, NUMA_NO_NODE);
4230         return ret;
4231 }
4232 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_large_noprof);
4233
4234 void *__kmalloc_large_node_noprof(size_t size, gfp_t flags, int node)
4235 {
4236         void *ret = ___kmalloc_large_node(size, flags, node);
4237
4238         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4239                       flags, node);
4240         return ret;
4241 }
4242 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_large_node_noprof);
4243
4244 static __always_inline
4245 void *__do_kmalloc_node(size_t size, kmem_buckets *b, gfp_t flags, int node,
4246                         unsigned long caller)
4247 {
4248         struct kmem_cache *s;
4249         void *ret;
4250
4251         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4252                 ret = __kmalloc_large_node_noprof(size, flags, node);
4253                 trace_kmalloc(caller, ret, size,
4254                               PAGE_SIZE << get_order(size), flags, node);
4255                 return ret;
4256         }
4257
4258         if (unlikely(!size))
4259                 return ZERO_SIZE_PTR;
4260
4261         s = kmalloc_slab(size, b, flags, caller);
4262
4263         ret = slab_alloc_node(s, NULL, flags, node, caller, size);
4264         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4265         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, flags, node);
4266         return ret;
4267 }
4268 void *__kmalloc_node_noprof(DECL_BUCKET_PARAMS(size, b), gfp_t flags, int node)
4269 {
4270         return __do_kmalloc_node(size, PASS_BUCKET_PARAM(b), flags, node, _RET_IP_);
4271 }
4272 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_noprof);
4273
4274 void *__kmalloc_noprof(size_t size, gfp_t flags)
4275 {
4276         return __do_kmalloc_node(size, NULL, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
4277 }
4278 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_noprof);
4279
4280 void *__kmalloc_node_track_caller_noprof(DECL_BUCKET_PARAMS(size, b), gfp_t flags,
4281                                          int node, unsigned long caller)
4282 {
4283         return __do_kmalloc_node(size, PASS_BUCKET_PARAM(b), flags, node, caller);
4284
4285 }
4286 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller_noprof);
4287
4288 void *__kmalloc_cache_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
4289 {
4290         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, NUMA_NO_NODE,
4291                                             _RET_IP_, size);
4292
4293         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags, NUMA_NO_NODE);
4294
4295         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
4296         return ret;
4297 }
4298 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_cache_noprof);
4299
4300 void *__kmalloc_cache_node_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
4301                                   int node, size_t size)
4302 {
4303         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, _RET_IP_, size);
4304
4305         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4306
4307         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
4308         return ret;
4309 }
4310 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_cache_node_noprof);
4311
4312 static noinline void free_to_partial_list(
4313         struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
4314         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
4315         unsigned long addr)
4316 {
4317         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, slab_nid(slab));
4318         struct slab *slab_free = NULL;
4319         int cnt = bulk_cnt;
4320         unsigned long flags;
4321         depot_stack_handle_t handle = 0;
4322
4323         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
4324                 handle = set_track_prepare();
4325
4326         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4327
4328         if (free_debug_processing(s, slab, head, tail, &cnt, addr, handle)) {
4329                 void *prior = slab->freelist;
4330
4331                 /* Perform the actual freeing while we still hold the locks */
4332                 slab->inuse -= cnt;
4333                 set_freepointer(s, tail, prior);
4334                 slab->freelist = head;
4335
4336                 /*
4337                  * If the slab is empty, and node's partial list is full,
4338                  * it should be discarded anyway no matter it's on full or
4339                  * partial list.
4340                  */
4341                 if (slab->inuse == 0 && n->nr_partial >= s->min_partial)
4342                         slab_free = slab;
4343
4344                 if (!prior) {
4345                         /* was on full list */
4346                         remove_full(s, n, slab);
4347                         if (!slab_free) {
4348                                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
4349                                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
4350                         }
4351                 } else if (slab_free) {
4352                         remove_partial(n, slab);
4353                         stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
4354                 }
4355         }
4356
4357         if (slab_free) {
4358                 /*
4359                  * Update the counters while still holding n->list_lock to
4360                  * prevent spurious validation warnings
4361                  */
4362                 dec_slabs_node(s, slab_nid(slab_free), slab_free->objects);
4363         }
4364
4365         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4366
4367         if (slab_free) {
4368                 stat(s, FREE_SLAB);
4369                 free_slab(s, slab_free);
4370         }
4371 }
4372
4373 /*
4374  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
4375  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
4376  *
4377  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
4378  * lock and free the item. If there is no additional partial slab
4379  * handling required then we can return immediately.
4380  */
4381 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
4382                         void *head, void *tail, int cnt,
4383                         unsigned long addr)
4384
4385 {
4386         void *prior;
4387         int was_frozen;
4388         struct slab new;
4389         unsigned long counters;
4390         struct kmem_cache_node *n = NULL;
4391         unsigned long flags;
4392         bool on_node_partial;
4393
4394         stat(s, FREE_SLOWPATH);
4395
4396         if (IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) || kmem_cache_debug(s)) {
4397                 free_to_partial_list(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4398                 return;
4399         }
4400
4401         do {
4402                 if (unlikely(n)) {
4403                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4404                         n = NULL;
4405                 }
4406                 prior = slab->freelist;
4407                 counters = slab->counters;
4408                 set_freepointer(s, tail, prior);
4409                 new.counters = counters;
4410                 was_frozen = new.frozen;
4411                 new.inuse -= cnt;
4412                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
4413                         /* Needs to be taken off a list */
4414                         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) || prior) {
4415
4416                                 n = get_node(s, slab_nid(slab));
4417                                 /*
4418                                  * Speculatively acquire the list_lock.
4419                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
4420                                  * drop the list_lock without any processing.
4421                                  *
4422                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
4423                                  * other processors updating the list of slabs.
4424                                  */
4425                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4426
4427                                 on_node_partial = slab_test_node_partial(slab);
4428                         }
4429                 }
4430
4431         } while (!slab_update_freelist(s, slab,
4432                 prior, counters,
4433                 head, new.counters,
4434                 "__slab_free"));
4435
4436         if (likely(!n)) {
4437
4438                 if (likely(was_frozen)) {
4439                         /*
4440                          * The list lock was not taken therefore no list
4441                          * activity can be necessary.
4442                          */
4443                         stat(s, FREE_FROZEN);
4444                 } else if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
4445                         /*
4446                          * If we started with a full slab then put it onto the
4447                          * per cpu partial list.
4448                          */
4449                         put_cpu_partial(s, slab, 1);
4450                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
4451                 }
4452
4453                 return;
4454         }
4455
4456         /*
4457          * This slab was partially empty but not on the per-node partial list,
4458          * in which case we shouldn't manipulate its list, just return.
4459          */
4460         if (prior && !on_node_partial) {
4461                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4462                 return;
4463         }
4464
4465         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
4466                 goto slab_empty;
4467
4468         /*
4469          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
4470          * then add it.
4471          */
4472         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
4473                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
4474                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
4475         }
4476         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4477         return;
4478
4479 slab_empty:
4480         if (prior) {
4481                 /*
4482                  * Slab on the partial list.
4483                  */
4484                 remove_partial(n, slab);
4485                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
4486         }
4487
4488         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4489         stat(s, FREE_SLAB);
4490         discard_slab(s, slab);
4491 }
4492
4493 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4494 /*
4495  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
4496  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
4497  *
4498  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
4499  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
4500  * the item before.
4501  *
4502  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
4503  * with all sorts of special processing.
4504  *
4505  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
4506  * same slab) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
4507  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
4508  */
4509 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
4510                                 struct slab *slab, void *head, void *tail,
4511                                 int cnt, unsigned long addr)
4512 {
4513         struct kmem_cache_cpu *c;
4514         unsigned long tid;
4515         void **freelist;
4516
4517 redo:
4518         /*
4519          * Determine the currently cpus per cpu slab.
4520          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
4521          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
4522          * during the cmpxchg then the free will succeed.
4523          */
4524         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4525         tid = READ_ONCE(c->tid);
4526
4527         /* Same with comment on barrier() in __slab_alloc_node() */
4528         barrier();
4529
4530         if (unlikely(slab != c->slab)) {
4531                 __slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4532                 return;
4533         }
4534
4535         if (USE_LOCKLESS_FAST_PATH()) {
4536                 freelist = READ_ONCE(c->freelist);
4537
4538                 set_freepointer(s, tail, freelist);
4539
4540                 if (unlikely(!__update_cpu_freelist_fast(s, freelist, head, tid))) {
4541                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
4542                         goto redo;
4543                 }
4544         } else {
4545                 /* Update the free list under the local lock */
4546                 local_lock(&s->cpu_slab->lock);
4547                 c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4548                 if (unlikely(slab != c->slab)) {
4549                         local_unlock(&s->cpu_slab->lock);
4550                         goto redo;
4551                 }
4552                 tid = c->tid;
4553                 freelist = c->freelist;
4554
4555                 set_freepointer(s, tail, freelist);
4556                 c->freelist = head;
4557                 c->tid = next_tid(tid);
4558
4559                 local_unlock(&s->cpu_slab->lock);
4560         }
4561         stat_add(s, FREE_FASTPATH, cnt);
4562 }
4563 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
4564 static void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
4565                                 struct slab *slab, void *head, void *tail,
4566                                 int cnt, unsigned long addr)
4567 {
4568         __slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4569 }
4570 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4571
4572 static __fastpath_inline
4573 void slab_free(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *object,
4574                unsigned long addr)
4575 {
4576         memcg_slab_free_hook(s, slab, &object, 1);
4577         alloc_tagging_slab_free_hook(s, slab, &object, 1);
4578
4579         if (likely(slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s), false)))
4580                 do_slab_free(s, slab, object, object, 1, addr);
4581 }
4582
4583 #ifdef CONFIG_MEMCG
4584 /* Do not inline the rare memcg charging failed path into the allocation path */
4585 static noinline
4586 void memcg_alloc_abort_single(struct kmem_cache *s, void *object)
4587 {
4588         if (likely(slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s), false)))
4589                 do_slab_free(s, virt_to_slab(object), object, object, 1, _RET_IP_);
4590 }
4591 #endif
4592
4593 static __fastpath_inline
4594 void slab_free_bulk(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *head,
4595                     void *tail, void **p, int cnt, unsigned long addr)
4596 {
4597         memcg_slab_free_hook(s, slab, p, cnt);
4598         alloc_tagging_slab_free_hook(s, slab, p, cnt);
4599         /*
4600          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
4601          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
4602          */
4603         if (likely(slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail, &cnt)))
4604                 do_slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
4605 }
4606
4607 #ifdef CONFIG_SLUB_RCU_DEBUG
4608 static void slab_free_after_rcu_debug(struct rcu_head *rcu_head)
4609 {
4610         struct rcu_delayed_free *delayed_free =
4611                         container_of(rcu_head, struct rcu_delayed_free, head);
4612         void *object = delayed_free->object;
4613         struct slab *slab = virt_to_slab(object);
4614         struct kmem_cache *s;
4615
4616         kfree(delayed_free);
4617
4618         if (WARN_ON(is_kfence_address(object)))
4619                 return;
4620
4621         /* find the object and the cache again */
4622         if (WARN_ON(!slab))
4623                 return;
4624         s = slab->slab_cache;
4625         if (WARN_ON(!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)))
4626                 return;
4627
4628         /* resume freeing */
4629         if (slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s), true))
4630                 do_slab_free(s, slab, object, object, 1, _THIS_IP_);
4631 }
4632 #endif /* CONFIG_SLUB_RCU_DEBUG */
4633
4634 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
4635 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
4636 {
4637         do_slab_free(cache, virt_to_slab(x), x, x, 1, addr);
4638 }
4639 #endif
4640
4641 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
4642 {
4643         struct slab *slab;
4644
4645         slab = virt_to_slab(obj);
4646         if (WARN_ONCE(!slab, "%s: Object is not a Slab page!\n", __func__))
4647                 return NULL;
4648         return slab->slab_cache;
4649 }
4650
4651 static inline struct kmem_cache *cache_from_obj(struct kmem_cache *s, void *x)
4652 {
4653         struct kmem_cache *cachep;
4654
4655         if (!IS_ENABLED(CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED) &&
4656             !kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS))
4657                 return s;
4658
4659         cachep = virt_to_cache(x);
4660         if (WARN(cachep && cachep != s,
4661                  "%s: Wrong slab cache. %s but object is from %s\n",
4662                  __func__, s->name, cachep->name))
4663                 print_tracking(cachep, x);
4664         return cachep;
4665 }
4666
4667 /**
4668  * kmem_cache_free - Deallocate an object
4669  * @s: The cache the allocation was from.
4670  * @x: The previously allocated object.
4671  *
4672  * Free an object which was previously allocated from this
4673  * cache.
4674  */
4675 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
4676 {
4677         s = cache_from_obj(s, x);
4678         if (!s)
4679                 return;
4680         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x, s);
4681         slab_free(s, virt_to_slab(x), x, _RET_IP_);
4682 }
4683 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
4684
4685 static void free_large_kmalloc(struct folio *folio, void *object)
4686 {
4687         unsigned int order = folio_order(folio);
4688
4689         if (WARN_ON_ONCE(order == 0))
4690                 pr_warn_once("object pointer: 0x%p\n", object);
4691
4692         kmemleak_free(object);
4693         kasan_kfree_large(object);
4694         kmsan_kfree_large(object);
4695
4696         lruvec_stat_mod_folio(folio, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4697                               -(PAGE_SIZE << order));
4698         folio_put(folio);
4699 }
4700
4701 /**
4702  * kfree - free previously allocated memory
4703  * @object: pointer returned by kmalloc() or kmem_cache_alloc()
4704  *
4705  * If @object is NULL, no operation is performed.
4706  */
4707 void kfree(const void *object)
4708 {
4709         struct folio *folio;
4710         struct slab *slab;
4711         struct kmem_cache *s;
4712         void *x = (void *)object;
4713
4714         trace_kfree(_RET_IP_, object);
4715
4716         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(object)))
4717                 return;
4718
4719         folio = virt_to_folio(object);
4720         if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
4721                 free_large_kmalloc(folio, (void *)object);
4722                 return;
4723         }
4724
4725         slab = folio_slab(folio);
4726         s = slab->slab_cache;
4727         slab_free(s, slab, x, _RET_IP_);
4728 }
4729 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4730
4731 struct detached_freelist {
4732         struct slab *slab;
4733         void *tail;
4734         void *freelist;
4735         int cnt;
4736         struct kmem_cache *s;
4737 };
4738
4739 /*
4740  * This function progressively scans the array with free objects (with
4741  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
4742  * slab.  It builds a detached freelist directly within the given
4743  * slab/objects.  This can happen without any need for
4744  * synchronization, because the objects are owned by running process.
4745  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
4746  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
4747  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
4748  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
4749  * to performance reasons.
4750  */
4751 static inline
4752 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
4753                             void **p, struct detached_freelist *df)
4754 {
4755         int lookahead = 3;
4756         void *object;
4757         struct folio *folio;
4758         size_t same;
4759
4760         object = p[--size];
4761         folio = virt_to_folio(object);
4762         if (!s) {
4763                 /* Handle kalloc'ed objects */
4764                 if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
4765                         free_large_kmalloc(folio, object);
4766                         df->slab = NULL;
4767                         return size;
4768                 }
4769                 /* Derive kmem_cache from object */
4770                 df->slab = folio_slab(folio);
4771                 df->s = df->slab->slab_cache;
4772         } else {
4773                 df->slab = folio_slab(folio);
4774                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
4775         }
4776
4777         /* Start new detached freelist */
4778         df->tail = object;
4779         df->freelist = object;
4780         df->cnt = 1;
4781
4782         if (is_kfence_address(object))
4783                 return size;
4784
4785         set_freepointer(df->s, object, NULL);
4786
4787         same = size;
4788         while (size) {
4789                 object = p[--size];
4790                 /* df->slab is always set at this point */
4791                 if (df->slab == virt_to_slab(object)) {
4792                         /* Opportunity build freelist */
4793                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
4794                         df->freelist = object;
4795                         df->cnt++;
4796                         same--;
4797                         if (size != same)
4798                                 swap(p[size], p[same]);
4799                         continue;
4800                 }
4801
4802                 /* Limit look ahead search */
4803                 if (!--lookahead)
4804                         break;
4805         }
4806
4807         return same;
4808 }
4809
4810 /*
4811  * Internal bulk free of objects that were not initialised by the post alloc
4812  * hooks and thus should not be processed by the free hooks
4813  */
4814 static void __kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
4815 {
4816         if (!size)
4817                 return;
4818
4819         do {
4820                 struct detached_freelist df;
4821
4822                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
4823                 if (!df.slab)
4824                         continue;
4825
4826                 if (kfence_free(df.freelist))
4827                         continue;
4828
4829                 do_slab_free(df.s, df.slab, df.freelist, df.tail, df.cnt,
4830                              _RET_IP_);
4831         } while (likely(size));
4832 }
4833
4834 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
4835 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
4836 {
4837         if (!size)
4838                 return;
4839
4840         do {
4841                 struct detached_freelist df;
4842
4843                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
4844                 if (!df.slab)
4845                         continue;
4846
4847                 slab_free_bulk(df.s, df.slab, df.freelist, df.tail, &p[size],
4848                                df.cnt, _RET_IP_);
4849         } while (likely(size));
4850 }
4851 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
4852
4853 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
4854 static inline
4855 int __kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
4856                             void **p)
4857 {
4858         struct kmem_cache_cpu *c;
4859         unsigned long irqflags;
4860         int i;
4861
4862         /*
4863          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
4864          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
4865          * handlers invoking normal fastpath.
4866          */
4867         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4868         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4869
4870         for (i = 0; i < size; i++) {
4871                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
4872
4873                 if (unlikely(object)) {
4874                         p[i] = object;
4875                         continue;
4876                 }
4877
4878                 object = c->freelist;
4879                 if (unlikely(!object)) {
4880                         /*
4881                          * We may have removed an object from c->freelist using
4882                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
4883                          * c->tid has not been bumped yet.
4884                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
4885                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
4886                          */
4887                         c->tid = next_tid(c->tid);
4888
4889                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4890
4891                         /*
4892                          * Invoking slow path likely have side-effect
4893                          * of re-populating per CPU c->freelist
4894                          */
4895                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
4896                                             _RET_IP_, c, s->object_size);
4897                         if (unlikely(!p[i]))
4898                                 goto error;
4899
4900                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4901                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4902
4903                         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4904
4905                         continue; /* goto for-loop */
4906                 }
4907                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
4908                 p[i] = object;
4909                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4910                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
4911         }
4912         c->tid = next_tid(c->tid);
4913         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, irqflags);
4914         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4915
4916         return i;
4917
4918 error:
4919         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
4920         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
4921         return 0;
4922
4923 }
4924 #else /* CONFIG_SLUB_TINY */
4925 static int __kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
4926                                    size_t size, void **p)
4927 {
4928         int i;
4929
4930         for (i = 0; i < size; i++) {
4931                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
4932
4933                 if (unlikely(object)) {
4934                         p[i] = object;
4935                         continue;
4936                 }
4937
4938                 p[i] = __slab_alloc_node(s, flags, NUMA_NO_NODE,
4939                                          _RET_IP_, s->object_size);
4940                 if (unlikely(!p[i]))
4941                         goto error;
4942
4943                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
4944         }
4945
4946         return i;
4947
4948 error:
4949         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
4950         return 0;
4951 }
4952 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
4953
4954 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
4955 int kmem_cache_alloc_bulk_noprof(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
4956                                  void **p)
4957 {
4958         int i;
4959
4960         if (!size)
4961                 return 0;
4962
4963         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
4964         if (unlikely(!s))
4965                 return 0;
4966
4967         i = __kmem_cache_alloc_bulk(s, flags, size, p);
4968         if (unlikely(i == 0))
4969                 return 0;
4970
4971         /*
4972          * memcg and kmem_cache debug support and memory initialization.
4973          * Done outside of the IRQ disabled fastpath loop.
4974          */
4975         if (unlikely(!slab_post_alloc_hook(s, NULL, flags, size, p,
4976                     slab_want_init_on_alloc(flags, s), s->object_size))) {
4977                 return 0;
4978         }
4979         return i;
4980 }
4981 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk_noprof);
4982
4983
4984 /*
4985  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
4986  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
4987  * get the required alignment by putting one properly sized object after
4988  * another.
4989  *
4990  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
4991  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
4992  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
4993  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
4994  * locking overhead.
4995  */
4996
4997 /*
4998  * Minimum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
4999  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
5000  * and increases the number of allocations possible without having to
5001  * take the list_lock.
5002  */
5003 static unsigned int slub_min_order;
5004 static unsigned int slub_max_order =
5005         IS_ENABLED(CONFIG_SLUB_TINY) ? 1 : PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
5006 static unsigned int slub_min_objects;
5007
5008 /*
5009  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
5010  *
5011  * The order of allocation has significant impact on performance and other
5012  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
5013  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
5014  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
5015  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
5016  * would be wasted.
5017  *
5018  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
5019  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
5020  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
5021  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
5022  *
5023  * slab_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
5024  * number of objects in a slab as critical. If we reach slab_max_order then
5025  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
5026  * of space in favor of a small page order.
5027  *
5028  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
5029  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
5030  * requested a higher minimum order then we start with that one instead of
5031  * the smallest order which will fit the object.
5032  */
5033 static inline unsigned int calc_slab_order(unsigned int size,
5034                 unsigned int min_order, unsigned int max_order,
5035                 unsigned int fract_leftover)
5036 {
5037         unsigned int order;
5038
5039         for (order = min_order; order <= max_order; order++) {
5040
5041                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
5042                 unsigned int rem;
5043
5044                 rem = slab_size % size;
5045
5046                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
5047                         break;
5048         }
5049
5050         return order;
5051 }
5052
5053 static inline int calculate_order(unsigned int size)
5054 {
5055         unsigned int order;
5056         unsigned int min_objects;
5057         unsigned int max_objects;
5058         unsigned int min_order;
5059
5060         min_objects = slub_min_objects;
5061         if (!min_objects) {
5062                 /*
5063                  * Some architectures will only update present cpus when
5064                  * onlining them, so don't trust the number if it's just 1. But
5065                  * we also don't want to use nr_cpu_ids always, as on some other
5066                  * architectures, there can be many possible cpus, but never
5067                  * onlined. Here we compromise between trying to avoid too high
5068                  * order on systems that appear larger than they are, and too
5069                  * low order on systems that appear smaller than they are.
5070                  */
5071                 unsigned int nr_cpus = num_present_cpus();
5072                 if (nr_cpus <= 1)
5073                         nr_cpus = nr_cpu_ids;
5074                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpus) + 1);
5075         }
5076         /* min_objects can't be 0 because get_order(0) is undefined */
5077         max_objects = max(order_objects(slub_max_order, size), 1U);
5078         min_objects = min(min_objects, max_objects);
5079
5080         min_order = max_t(unsigned int, slub_min_order,
5081                           get_order(min_objects * size));
5082         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
5083                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
5084
5085         /*
5086          * Attempt to find best configuration for a slab. This works by first
5087          * attempting to generate a layout with the best possible configuration
5088          * and backing off gradually.
5089          *
5090          * We start with accepting at most 1/16 waste and try to find the
5091          * smallest order from min_objects-derived/slab_min_order up to
5092          * slab_max_order that will satisfy the constraint. Note that increasing
5093          * the order can only result in same or less fractional waste, not more.
5094          *
5095          * If that fails, we increase the acceptable fraction of waste and try
5096          * again. The last iteration with fraction of 1/2 would effectively
5097          * accept any waste and give us the order determined by min_objects, as
5098          * long as at least single object fits within slab_max_order.
5099          */
5100         for (unsigned int fraction = 16; fraction > 1; fraction /= 2) {
5101                 order = calc_slab_order(size, min_order, slub_max_order,
5102                                         fraction);
5103                 if (order <= slub_max_order)
5104                         return order;
5105         }
5106
5107         /*
5108          * Doh this slab cannot be placed using slab_max_order.
5109          */
5110         order = get_order(size);
5111         if (order <= MAX_PAGE_ORDER)
5112                 return order;
5113         return -ENOSYS;
5114 }
5115
5116 static void
5117 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
5118 {
5119         n->nr_partial = 0;
5120         spin_lock_init(&n->list_lock);
5121         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
5122 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5123         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
5124         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
5125         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
5126 #endif
5127 }
5128
5129 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
5130 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
5131 {
5132         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
5133                         NR_KMALLOC_TYPES * KMALLOC_SHIFT_HIGH *
5134                         sizeof(struct kmem_cache_cpu));
5135
5136         /*
5137          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
5138          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
5139          */
5140         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
5141                                      2 * sizeof(void *));
5142
5143         if (!s->cpu_slab)
5144                 return 0;
5145
5146         init_kmem_cache_cpus(s);
5147
5148         return 1;
5149 }
5150 #else
5151 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
5152 {
5153         return 1;
5154 }
5155 #endif /* CONFIG_SLUB_TINY */
5156
5157 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
5158
5159 /*
5160  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
5161  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
5162  * possible.
5163  *
5164  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
5165  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
5166  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
5167  */
5168 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
5169 {
5170         struct slab *slab;
5171         struct kmem_cache_node *n;
5172
5173         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
5174
5175         slab = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
5176
5177         BUG_ON(!slab);
5178         if (slab_nid(slab) != node) {
5179                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
5180                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
5181         }
5182
5183         n = slab->freelist;
5184         BUG_ON(!n);
5185 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5186         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
5187 #endif
5188         n = kasan_slab_alloc(kmem_cache_node, n, GFP_KERNEL, false);
5189         slab->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
5190         slab->inuse = 1;
5191         kmem_cache_node->node[node] = n;
5192         init_kmem_cache_node(n);
5193         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, slab->objects);
5194
5195         /*
5196          * No locks need to be taken here as it has just been
5197          * initialized and there is no concurrent access.
5198          */
5199         __add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_HEAD);
5200 }
5201
5202 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
5203 {
5204         int node;
5205         struct kmem_cache_node *n;
5206
5207         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5208                 s->node[node] = NULL;
5209                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
5210         }
5211 }
5212
5213 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
5214 {
5215         cache_random_seq_destroy(s);
5216 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
5217         free_percpu(s->cpu_slab);
5218 #endif
5219         free_kmem_cache_nodes(s);
5220 }
5221
5222 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
5223 {
5224         int node;
5225
5226         for_each_node_mask(node, slab_nodes) {
5227                 struct kmem_cache_node *n;
5228
5229                 if (slab_state == DOWN) {
5230                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
5231                         continue;
5232                 }
5233                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
5234                                                 GFP_KERNEL, node);
5235
5236                 if (!n) {
5237                         free_kmem_cache_nodes(s);
5238                         return 0;
5239                 }
5240
5241                 init_kmem_cache_node(n);
5242                 s->node[node] = n;
5243         }
5244         return 1;
5245 }
5246
5247 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
5248 {
5249 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
5250         unsigned int nr_objects;
5251
5252         /*
5253          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
5254          * per cpu partial lists of a processor.
5255          *
5256          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
5257          * object freed. If they are used for allocation then they can be
5258          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
5259          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
5260          *
5261          * For backwards compatibility reasons, this is determined as number
5262          * of objects, even though we now limit maximum number of pages, see
5263          * slub_set_cpu_partial()
5264          */
5265         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5266                 nr_objects = 0;
5267         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
5268                 nr_objects = 6;
5269         else if (s->size >= 1024)
5270                 nr_objects = 24;
5271         else if (s->size >= 256)
5272                 nr_objects = 52;
5273         else
5274                 nr_objects = 120;
5275
5276         slub_set_cpu_partial(s, nr_objects);
5277 #endif
5278 }
5279
5280 /*
5281  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
5282  * a slab object.
5283  */
5284 static int calculate_sizes(struct kmem_cache_args *args, struct kmem_cache *s)
5285 {
5286         slab_flags_t flags = s->flags;
5287         unsigned int size = s->object_size;
5288         unsigned int order;
5289
5290         /*
5291          * Round up object size to the next word boundary. We can only
5292          * place the free pointer at word boundaries and this determines
5293          * the possible location of the free pointer.
5294          */
5295         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
5296
5297 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5298         /*
5299          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
5300          * the slab may touch the object after free or before allocation
5301          * then we should never poison the object itself.
5302          */
5303         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
5304                         !s->ctor)
5305                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
5306         else
5307                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
5308
5309
5310         /*
5311          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
5312          * end of the object and the free pointer. If not then add an
5313          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
5314          */
5315         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
5316                 size += sizeof(void *);
5317 #endif
5318
5319         /*
5320          * With that we have determined the number of bytes in actual use
5321          * by the object and redzoning.
5322          */
5323         s->inuse = size;
5324
5325         if (((flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) && !args->use_freeptr_offset) ||
5326             (flags & SLAB_POISON) || s->ctor ||
5327             ((flags & SLAB_RED_ZONE) &&
5328              (s->object_size < sizeof(void *) || slub_debug_orig_size(s)))) {
5329                 /*
5330                  * Relocate free pointer after the object if it is not
5331                  * permitted to overwrite the first word of the object on
5332                  * kmem_cache_free.
5333                  *
5334                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
5335                  * destructor, are poisoning the objects, or are
5336                  * redzoning an object smaller than sizeof(void *) or are
5337                  * redzoning an object with slub_debug_orig_size() enabled,
5338                  * in which case the right redzone may be extended.
5339                  *
5340                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
5341                  * pointer is outside of the object is used in the
5342                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
5343                  * longer true, the function needs to be modified.
5344                  */
5345                 s->offset = size;
5346                 size += sizeof(void *);
5347         } else if ((flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) && args->use_freeptr_offset) {
5348                 s->offset = args->freeptr_offset;
5349         } else {
5350                 /*
5351                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
5352                  * it away from the edges of the object to avoid small
5353                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
5354                  */
5355                 s->offset = ALIGN_DOWN(s->object_size / 2, sizeof(void *));
5356         }
5357
5358 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5359         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
5360                 /*
5361                  * Need to store information about allocs and frees after
5362                  * the object.
5363                  */
5364                 size += 2 * sizeof(struct track);
5365
5366                 /* Save the original kmalloc request size */
5367                 if (flags & SLAB_KMALLOC)
5368                         size += sizeof(unsigned int);
5369         }
5370 #endif
5371
5372         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
5373 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5374         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
5375                 /*
5376                  * Add some empty padding so that we can catch
5377                  * overwrites from earlier objects rather than let
5378                  * tracking information or the free pointer be
5379                  * corrupted if a user writes before the start
5380                  * of the object.
5381                  */
5382                 size += sizeof(void *);
5383
5384                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
5385                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
5386                 size += s->red_left_pad;
5387         }
5388 #endif
5389
5390         /*
5391          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
5392          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
5393          * each object to conform to the alignment.
5394          */
5395         size = ALIGN(size, s->align);
5396         s->size = size;
5397         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
5398         order = calculate_order(size);
5399
5400         if ((int)order < 0)
5401                 return 0;
5402
5403         s->allocflags = __GFP_COMP;
5404
5405         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5406                 s->allocflags |= GFP_DMA;
5407
5408         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5409                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
5410
5411         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5412                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
5413
5414         /*
5415          * Determine the number of objects per slab
5416          */
5417         s->oo = oo_make(order, size);
5418         s->min = oo_make(get_order(size), size);
5419
5420         return !!oo_objects(s->oo);
5421 }
5422
5423 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
5424                               const char *text)
5425 {
5426 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5427         void *addr = slab_address(slab);
5428         void *p;
5429
5430         slab_err(s, slab, text, s->name);
5431
5432         spin_lock(&object_map_lock);
5433         __fill_map(object_map, s, slab);
5434
5435         for_each_object(p, s, addr, slab->objects) {
5436
5437                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), object_map)) {
5438                         if (slab_add_kunit_errors())
5439                                 continue;
5440                         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
5441                         print_tracking(s, p);
5442                 }
5443         }
5444         spin_unlock(&object_map_lock);
5445 #endif
5446 }
5447
5448 /*
5449  * Attempt to free all partial slabs on a node.
5450  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
5451  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
5452  */
5453 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
5454 {
5455         LIST_HEAD(discard);
5456         struct slab *slab, *h;
5457
5458         BUG_ON(irqs_disabled());
5459         spin_lock_irq(&n->list_lock);
5460         list_for_each_entry_safe(slab, h, &n->partial, slab_list) {
5461                 if (!slab->inuse) {
5462                         remove_partial(n, slab);
5463                         list_add(&slab->slab_list, &discard);
5464                 } else {
5465                         list_slab_objects(s, slab,
5466                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
5467                 }
5468         }
5469         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
5470
5471         list_for_each_entry_safe(slab, h, &discard, slab_list)
5472                 discard_slab(s, slab);
5473 }
5474
5475 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
5476 {
5477         int node;
5478         struct kmem_cache_node *n;
5479
5480         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
5481                 if (n->nr_partial || node_nr_slabs(n))
5482                         return false;
5483         return true;
5484 }
5485
5486 /*
5487  * Release all resources used by a slab cache.
5488  */
5489 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
5490 {
5491         int node;
5492         struct kmem_cache_node *n;
5493
5494         flush_all_cpus_locked(s);
5495         /* Attempt to free all objects */
5496         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5497                 free_partial(s, n);
5498                 if (n->nr_partial || node_nr_slabs(n))
5499                         return 1;
5500         }
5501         return 0;
5502 }
5503
5504 #ifdef CONFIG_PRINTK
5505 void __kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct slab *slab)
5506 {
5507         void *base;
5508         int __maybe_unused i;
5509         unsigned int objnr;
5510         void *objp;
5511         void *objp0;
5512         struct kmem_cache *s = slab->slab_cache;
5513         struct track __maybe_unused *trackp;
5514
5515         kpp->kp_ptr = object;
5516         kpp->kp_slab = slab;
5517         kpp->kp_slab_cache = s;
5518         base = slab_address(slab);
5519         objp0 = kasan_reset_tag(object);
5520 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5521         objp = restore_red_left(s, objp0);
5522 #else
5523         objp = objp0;
5524 #endif
5525         objnr = obj_to_index(s, slab, objp);
5526         kpp->kp_data_offset = (unsigned long)((char *)objp0 - (char *)objp);
5527         objp = base + s->size * objnr;
5528         kpp->kp_objp = objp;
5529         if (WARN_ON_ONCE(objp < base || objp >= base + slab->objects * s->size
5530                          || (objp - base) % s->size) ||
5531             !(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5532                 return;
5533 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5534         objp = fixup_red_left(s, objp);
5535         trackp = get_track(s, objp, TRACK_ALLOC);
5536         kpp->kp_ret = (void *)trackp->addr;
5537 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
5538         {
5539                 depot_stack_handle_t handle;
5540                 unsigned long *entries;
5541                 unsigned int nr_entries;
5542
5543                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
5544                 if (handle) {
5545                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
5546                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
5547                                 kpp->kp_stack[i] = (void *)entries[i];
5548                 }
5549
5550                 trackp = get_track(s, objp, TRACK_FREE);
5551                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
5552                 if (handle) {
5553                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
5554                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
5555                                 kpp->kp_free_stack[i] = (void *)entries[i];
5556                 }
5557         }
5558 #endif
5559 #endif
5560 }
5561 #endif
5562
5563 /********************************************************************
5564  *              Kmalloc subsystem
5565  *******************************************************************/
5566
5567 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
5568 {
5569         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
5570
5571         if (slub_min_order > slub_max_order)
5572                 slub_max_order = slub_min_order;
5573
5574         return 1;
5575 }
5576
5577 __setup("slab_min_order=", setup_slub_min_order);
5578 __setup_param("slub_min_order=", slub_min_order, setup_slub_min_order, 0);
5579
5580
5581 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
5582 {
5583         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
5584         slub_max_order = min_t(unsigned int, slub_max_order, MAX_PAGE_ORDER);
5585
5586         if (slub_min_order > slub_max_order)
5587                 slub_min_order = slub_max_order;
5588
5589         return 1;
5590 }
5591
5592 __setup("slab_max_order=", setup_slub_max_order);
5593 __setup_param("slub_max_order=", slub_max_order, setup_slub_max_order, 0);
5594
5595 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
5596 {
5597         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
5598
5599         return 1;
5600 }
5601
5602 __setup("slab_min_objects=", setup_slub_min_objects);
5603 __setup_param("slub_min_objects=", slub_min_objects, setup_slub_min_objects, 0);
5604
5605 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
5606 /*
5607  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
5608  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
5609  * cache's usercopy region.
5610  *
5611  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
5612  * to indicate an error.
5613  */
5614 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n,
5615                          const struct slab *slab, bool to_user)
5616 {
5617         struct kmem_cache *s;
5618         unsigned int offset;
5619         bool is_kfence = is_kfence_address(ptr);
5620
5621         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
5622
5623         /* Find object and usable object size. */
5624         s = slab->slab_cache;
5625
5626         /* Reject impossible pointers. */
5627         if (ptr < slab_address(slab))
5628                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
5629                                to_user, 0, n);
5630
5631         /* Find offset within object. */
5632         if (is_kfence)
5633                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
5634         else
5635                 offset = (ptr - slab_address(slab)) % s->size;
5636
5637         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
5638         if (!is_kfence && kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
5639                 if (offset < s->red_left_pad)
5640                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
5641                                        s->name, to_user, offset, n);
5642                 offset -= s->red_left_pad;
5643         }
5644
5645         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
5646         if (offset >= s->useroffset &&
5647             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
5648             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
5649                 return;
5650
5651         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
5652 }
5653 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
5654
5655 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
5656
5657 /*
5658  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
5659  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
5660  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
5661  *
5662  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
5663  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
5664  * are freed in them.
5665  */
5666 static int __kmem_cache_do_shrink(struct kmem_cache *s)
5667 {
5668         int node;
5669         int i;
5670         struct kmem_cache_node *n;
5671         struct slab *slab;
5672         struct slab *t;
5673         struct list_head discard;
5674         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
5675         unsigned long flags;
5676         int ret = 0;
5677
5678         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5679                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
5680                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
5681                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
5682
5683                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5684
5685                 /*
5686                  * Build lists of slabs to discard or promote.
5687                  *
5688                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
5689                  * list_lock. slab->inuse here is the upper limit.
5690                  */
5691                 list_for_each_entry_safe(slab, t, &n->partial, slab_list) {
5692                         int free = slab->objects - slab->inuse;
5693
5694                         /* Do not reread slab->inuse */
5695                         barrier();
5696
5697                         /* We do not keep full slabs on the list */
5698                         BUG_ON(free <= 0);
5699
5700                         if (free == slab->objects) {
5701                                 list_move(&slab->slab_list, &discard);
5702                                 slab_clear_node_partial(slab);
5703                                 n->nr_partial--;
5704                                 dec_slabs_node(s, node, slab->objects);
5705                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
5706                                 list_move(&slab->slab_list, promote + free - 1);
5707                 }
5708
5709                 /*
5710                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
5711                  * partial list.
5712                  */
5713                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
5714                         list_splice(promote + i, &n->partial);
5715
5716                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5717
5718                 /* Release empty slabs */
5719                 list_for_each_entry_safe(slab, t, &discard, slab_list)
5720                         free_slab(s, slab);
5721
5722                 if (node_nr_slabs(n))
5723                         ret = 1;
5724         }
5725
5726         return ret;
5727 }
5728
5729 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
5730 {
5731         flush_all(s);
5732         return __kmem_cache_do_shrink(s);
5733 }
5734
5735 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
5736 {
5737         struct kmem_cache *s;
5738
5739         mutex_lock(&slab_mutex);
5740         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5741                 flush_all_cpus_locked(s);
5742                 __kmem_cache_do_shrink(s);
5743         }
5744         mutex_unlock(&slab_mutex);
5745
5746         return 0;
5747 }
5748
5749 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
5750 {
5751         struct memory_notify *marg = arg;
5752         int offline_node;
5753
5754         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
5755
5756         /*
5757          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
5758          * for it yet.
5759          */
5760         if (offline_node < 0)
5761                 return;
5762
5763         mutex_lock(&slab_mutex);
5764         node_clear(offline_node, slab_nodes);
5765         /*
5766          * We no longer free kmem_cache_node structures here, as it would be
5767          * racy with all get_node() users, and infeasible to protect them with
5768          * slab_mutex.
5769          */
5770         mutex_unlock(&slab_mutex);
5771 }
5772
5773 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
5774 {
5775         struct kmem_cache_node *n;
5776         struct kmem_cache *s;
5777         struct memory_notify *marg = arg;
5778         int nid = marg->status_change_nid_normal;
5779         int ret = 0;
5780
5781         /*
5782          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
5783          * already created. Nothing to do.
5784          */
5785         if (nid < 0)
5786                 return 0;
5787
5788         /*
5789          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
5790          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
5791          * online.
5792          */
5793         mutex_lock(&slab_mutex);
5794         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5795                 /*
5796                  * The structure may already exist if the node was previously
5797                  * onlined and offlined.
5798                  */
5799                 if (get_node(s, nid))
5800                         continue;
5801                 /*
5802                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
5803                  *      since memory is not yet available from the node that
5804                  *      is brought up.
5805                  */
5806                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
5807                 if (!n) {
5808                         ret = -ENOMEM;
5809                         goto out;
5810                 }
5811                 init_kmem_cache_node(n);
5812                 s->node[nid] = n;
5813         }
5814         /*
5815          * Any cache created after this point will also have kmem_cache_node
5816          * initialized for the new node.
5817          */
5818         node_set(nid, slab_nodes);
5819 out:
5820         mutex_unlock(&slab_mutex);
5821         return ret;
5822 }
5823
5824 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
5825                                 unsigned long action, void *arg)
5826 {
5827         int ret = 0;
5828
5829         switch (action) {
5830         case MEM_GOING_ONLINE:
5831                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
5832                 break;
5833         case MEM_GOING_OFFLINE:
5834                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
5835                 break;
5836         case MEM_OFFLINE:
5837         case MEM_CANCEL_ONLINE:
5838                 slab_mem_offline_callback(arg);
5839                 break;
5840         case MEM_ONLINE:
5841         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
5842                 break;
5843         }
5844         if (ret)
5845                 ret = notifier_from_errno(ret);
5846         else
5847                 ret = NOTIFY_OK;
5848         return ret;
5849 }
5850
5851 /********************************************************************
5852  *                      Basic setup of slabs
5853  *******************************************************************/
5854
5855 /*
5856  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
5857  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
5858  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
5859  */
5860
5861 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
5862 {
5863         int node;
5864         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
5865         struct kmem_cache_node *n;
5866
5867         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
5868
5869         /*
5870          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
5871          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
5872          * IPIs around.
5873          */
5874         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
5875         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5876                 struct slab *p;
5877
5878                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
5879                         p->slab_cache = s;
5880
5881 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5882                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
5883                         p->slab_cache = s;
5884 #endif
5885         }
5886         list_add(&s->list, &slab_caches);
5887         return s;
5888 }
5889
5890 void __init kmem_cache_init(void)
5891 {
5892         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
5893                 boot_kmem_cache_node;
5894         int node;
5895
5896         if (debug_guardpage_minorder())
5897                 slub_max_order = 0;
5898
5899         /* Print slub debugging pointers without hashing */
5900         if (__slub_debug_enabled())
5901                 no_hash_pointers_enable(NULL);
5902
5903         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
5904         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
5905
5906         /*
5907          * Initialize the nodemask for which we will allocate per node
5908          * structures. Here we don't need taking slab_mutex yet.
5909          */
5910         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
5911                 node_set(node, slab_nodes);
5912
5913         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
5914                         sizeof(struct kmem_cache_node),
5915                         SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_NO_OBJ_EXT, 0, 0);
5916
5917         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
5918
5919         /* Able to allocate the per node structures */
5920         slab_state = PARTIAL;
5921
5922         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
5923                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
5924                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
5925                         SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_NO_OBJ_EXT, 0, 0);
5926
5927         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
5928         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
5929
5930         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
5931         setup_kmalloc_cache_index_table();
5932         create_kmalloc_caches();
5933
5934         /* Setup random freelists for each cache */
5935         init_freelist_randomization();
5936
5937         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
5938                                   slub_cpu_dead);
5939
5940         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
5941                 cache_line_size(),
5942                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
5943                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
5944 }
5945
5946 void __init kmem_cache_init_late(void)
5947 {
5948 #ifndef CONFIG_SLUB_TINY
5949         flushwq = alloc_workqueue("slub_flushwq", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
5950         WARN_ON(!flushwq);
5951 #endif
5952 }
5953
5954 struct kmem_cache *
5955 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
5956                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
5957 {
5958         struct kmem_cache *s;
5959
5960         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
5961         if (s) {
5962                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
5963                         return NULL;
5964
5965                 s->refcount++;
5966
5967                 /*
5968                  * Adjust the object sizes so that we clear
5969                  * the complete object on kzalloc.
5970                  */
5971                 s->object_size = max(s->object_size, size);
5972                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
5973         }
5974
5975         return s;
5976 }
5977
5978 int do_kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, const char *name,
5979                          unsigned int size, struct kmem_cache_args *args,
5980                          slab_flags_t flags)
5981 {
5982         int err = -EINVAL;
5983
5984         s->name = name;
5985         s->size = s->object_size = size;
5986
5987         s->flags = kmem_cache_flags(flags, s->name);
5988 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
5989         s->random = get_random_long();
5990 #endif
5991         s->align = args->align;
5992         s->ctor = args->ctor;
5993 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
5994         s->useroffset = args->useroffset;
5995         s->usersize = args->usersize;
5996 #endif
5997
5998         if (!calculate_sizes(args, s))
5999                 goto out;
6000         if (disable_higher_order_debug) {
6001                 /*
6002                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
6003                  * order increased.
6004                  */
6005                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
6006                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
6007                         s->offset = 0;
6008                         if (!calculate_sizes(args, s))
6009                                 goto out;
6010                 }
6011         }
6012
6013 #ifdef system_has_freelist_aba
6014         if (system_has_freelist_aba() && !(s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG)) {
6015                 /* Enable fast mode */
6016                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
6017         }
6018 #endif
6019
6020         /*
6021          * The larger the object size is, the more slabs we want on the partial
6022          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
6023          */
6024         s->min_partial = min_t(unsigned long, MAX_PARTIAL, ilog2(s->size) / 2);
6025         s->min_partial = max_t(unsigned long, MIN_PARTIAL, s->min_partial);
6026
6027         set_cpu_partial(s);
6028
6029 #ifdef CONFIG_NUMA
6030         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
6031 #endif
6032
6033         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
6034         if (slab_state >= UP) {
6035                 if (init_cache_random_seq(s))
6036                         goto out;
6037         }
6038
6039         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
6040                 goto out;
6041
6042         if (!alloc_kmem_cache_cpus(s))
6043                 goto out;
6044
6045         /* Mutex is not taken during early boot */
6046         if (slab_state <= UP) {
6047                 err = 0;
6048                 goto out;
6049         }
6050
6051         err = sysfs_slab_add(s);
6052         if (err)
6053                 goto out;
6054
6055         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
6056                 debugfs_slab_add(s);
6057
6058 out:
6059         if (err)
6060                 __kmem_cache_release(s);
6061         return err;
6062 }
6063
6064 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
6065 static int count_inuse(struct slab *slab)
6066 {
6067         return slab->inuse;
6068 }
6069
6070 static int count_total(struct slab *slab)
6071 {
6072         return slab->objects;
6073 }
6074 #endif
6075
6076 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6077 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
6078                           unsigned long *obj_map)
6079 {
6080         void *p;
6081         void *addr = slab_address(slab);
6082
6083         if (!check_slab(s, slab) || !on_freelist(s, slab, NULL))
6084                 return;
6085
6086         /* Now we know that a valid freelist exists */
6087         __fill_map(obj_map, s, slab);
6088         for_each_object(p, s, addr, slab->objects) {
6089                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map) ?
6090                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
6091
6092                 if (!check_object(s, slab, p, val))
6093                         break;
6094         }
6095 }
6096
6097 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
6098                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *obj_map)
6099 {
6100         unsigned long count = 0;
6101         struct slab *slab;
6102         unsigned long flags;
6103
6104         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
6105
6106         list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list) {
6107                 validate_slab(s, slab, obj_map);
6108                 count++;
6109         }
6110         if (count != n->nr_partial) {
6111                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
6112                        s->name, count, n->nr_partial);
6113                 slab_add_kunit_errors();
6114         }
6115
6116         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
6117                 goto out;
6118
6119         list_for_each_entry(slab, &n->full, slab_list) {
6120                 validate_slab(s, slab, obj_map);
6121                 count++;
6122         }
6123         if (count != node_nr_slabs(n)) {
6124                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
6125                        s->name, count, node_nr_slabs(n));
6126                 slab_add_kunit_errors();
6127         }
6128
6129 out:
6130         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
6131         return count;
6132 }
6133
6134 long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
6135 {
6136         int node;
6137         unsigned long count = 0;
6138         struct kmem_cache_node *n;
6139         unsigned long *obj_map;
6140
6141         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
6142         if (!obj_map)
6143                 return -ENOMEM;
6144
6145         flush_all(s);
6146         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
6147                 count += validate_slab_node(s, n, obj_map);
6148
6149         bitmap_free(obj_map);
6150
6151         return count;
6152 }
6153 EXPORT_SYMBOL(validate_slab_cache);
6154
6155 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
6156 /*
6157  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
6158  * and freed.
6159  */
6160
6161 struct location {
6162         depot_stack_handle_t handle;
6163         unsigned long count;
6164         unsigned long addr;
6165         unsigned long waste;
6166         long long sum_time;
6167         long min_time;
6168         long max_time;
6169         long min_pid;
6170         long max_pid;
6171         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
6172         nodemask_t nodes;
6173 };
6174
6175 struct loc_track {
6176         unsigned long max;
6177         unsigned long count;
6178         struct location *loc;
6179         loff_t idx;
6180 };
6181
6182 static struct dentry *slab_debugfs_root;
6183
6184 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
6185 {
6186         if (t->max)
6187                 free_pages((unsigned long)t->loc,
6188                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
6189 }
6190
6191 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
6192 {
6193         struct location *l;
6194         int order;
6195
6196         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
6197
6198         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
6199         if (!l)
6200                 return 0;
6201
6202         if (t->count) {
6203                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
6204                 free_loc_track(t);
6205         }
6206         t->max = max;
6207         t->loc = l;
6208         return 1;
6209 }
6210
6211 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
6212                                 const struct track *track,
6213                                 unsigned int orig_size)
6214 {
6215         long start, end, pos;
6216         struct location *l;
6217         unsigned long caddr, chandle, cwaste;
6218         unsigned long age = jiffies - track->when;
6219         depot_stack_handle_t handle = 0;
6220         unsigned int waste = s->object_size - orig_size;
6221
6222 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
6223         handle = READ_ONCE(track->handle);
6224 #endif
6225         start = -1;
6226         end = t->count;
6227
6228         for ( ; ; ) {
6229                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
6230
6231                 /*
6232                  * There is nothing at "end". If we end up there
6233                  * we need to add something to before end.
6234                  */
6235                 if (pos == end)
6236                         break;
6237
6238                 l = &t->loc[pos];
6239                 caddr = l->addr;
6240                 chandle = l->handle;
6241                 cwaste = l->waste;
6242                 if ((track->addr == caddr) && (handle == chandle) &&
6243                         (waste == cwaste)) {
6244
6245                         l->count++;
6246                         if (track->when) {
6247                                 l->sum_time += age;
6248                                 if (age < l->min_time)
6249                                         l->min_time = age;
6250                                 if (age > l->max_time)
6251                                         l->max_time = age;
6252
6253                                 if (track->pid < l->min_pid)
6254                                         l->min_pid = track->pid;
6255                                 if (track->pid > l->max_pid)
6256                                         l->max_pid = track->pid;
6257
6258                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
6259                                                 to_cpumask(l->cpus));
6260                         }
6261                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
6262                         return 1;
6263                 }
6264
6265                 if (track->addr < caddr)
6266                         end = pos;
6267                 else if (track->addr == caddr && handle < chandle)
6268                         end = pos;
6269                 else if (track->addr == caddr && handle == chandle &&
6270                                 waste < cwaste)
6271                         end = pos;
6272                 else
6273                         start = pos;
6274         }
6275
6276         /*
6277          * Not found. Insert new tracking element.
6278          */
6279         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
6280                 return 0;
6281
6282         l = t->loc + pos;
6283         if (pos < t->count)
6284                 memmove(l + 1, l,
6285                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
6286         t->count++;
6287         l->count = 1;
6288         l->addr = track->addr;
6289         l->sum_time = age;
6290         l->min_time = age;
6291         l->max_time = age;
6292         l->min_pid = track->pid;
6293         l->max_pid = track->pid;
6294         l->handle = handle;
6295         l->waste = waste;
6296         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
6297         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
6298         nodes_clear(l->nodes);
6299         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
6300         return 1;
6301 }
6302
6303 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
6304                 struct slab *slab, enum track_item alloc,
6305                 unsigned long *obj_map)
6306 {
6307         void *addr = slab_address(slab);
6308         bool is_alloc = (alloc == TRACK_ALLOC);
6309         void *p;
6310
6311         __fill_map(obj_map, s, slab);
6312
6313         for_each_object(p, s, addr, slab->objects)
6314                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map))
6315                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc),
6316                                      is_alloc ? get_orig_size(s, p) :
6317                                                 s->object_size);
6318 }
6319 #endif  /* CONFIG_DEBUG_FS   */
6320 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
6321
6322 #ifdef SLAB_SUPPORTS_SYSFS
6323 enum slab_stat_type {
6324         SL_ALL,                 /* All slabs */
6325         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
6326         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
6327         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
6328         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
6329 };
6330
6331 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
6332 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
6333 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
6334 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
6335 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
6336
6337 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
6338                                  char *buf, unsigned long flags)
6339 {
6340         unsigned long total = 0;
6341         int node;
6342         int x;
6343         unsigned long *nodes;
6344         int len = 0;
6345
6346         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
6347         if (!nodes)
6348                 return -ENOMEM;
6349
6350         if (flags & SO_CPU) {
6351                 int cpu;
6352
6353                 for_each_possible_cpu(cpu) {
6354                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
6355                                                                cpu);
6356                         int node;
6357                         struct slab *slab;
6358
6359                         slab = READ_ONCE(c->slab);
6360                         if (!slab)
6361                                 continue;
6362
6363                         node = slab_nid(slab);
6364                         if (flags & SO_TOTAL)
6365                                 x = slab->objects;
6366                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6367                                 x = slab->inuse;
6368                         else
6369                                 x = 1;
6370
6371                         total += x;
6372                         nodes[node] += x;
6373
6374 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6375                         slab = slub_percpu_partial_read_once(c);
6376                         if (slab) {
6377                                 node = slab_nid(slab);
6378                                 if (flags & SO_TOTAL)
6379                                         WARN_ON_ONCE(1);
6380                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
6381                                         WARN_ON_ONCE(1);
6382                                 else
6383                                         x = data_race(slab->slabs);
6384                                 total += x;
6385                                 nodes[node] += x;
6386                         }
6387 #endif
6388                 }
6389         }
6390
6391         /*
6392          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
6393          * already held which will conflict with an existing lock order:
6394          *
6395          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
6396          *
6397          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
6398          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
6399          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
6400          */
6401
6402 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6403         if (flags & SO_ALL) {
6404                 struct kmem_cache_node *n;
6405
6406                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6407
6408                         if (flags & SO_TOTAL)
6409                                 x = node_nr_objs(n);
6410                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6411                                 x = node_nr_objs(n) - count_partial(n, count_free);
6412                         else
6413                                 x = node_nr_slabs(n);
6414                         total += x;
6415                         nodes[node] += x;
6416                 }
6417
6418         } else
6419 #endif
6420         if (flags & SO_PARTIAL) {
6421                 struct kmem_cache_node *n;
6422
6423                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6424                         if (flags & SO_TOTAL)
6425                                 x = count_partial(n, count_total);
6426                         else if (flags & SO_OBJECTS)
6427                                 x = count_partial(n, count_inuse);
6428                         else
6429                                 x = n->nr_partial;
6430                         total += x;
6431                         nodes[node] += x;
6432                 }
6433         }
6434
6435         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", total);
6436 #ifdef CONFIG_NUMA
6437         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
6438                 if (nodes[node])
6439                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " N%d=%lu",
6440                                              node, nodes[node]);
6441         }
6442 #endif
6443         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6444         kfree(nodes);
6445
6446         return len;
6447 }
6448
6449 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
6450 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
6451
6452 struct slab_attribute {
6453         struct attribute attr;
6454         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
6455         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
6456 };
6457
6458 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
6459         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO_MODE(_name, 0400)
6460
6461 #define SLAB_ATTR(_name) \
6462         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RW_MODE(_name, 0600)
6463
6464 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6465 {
6466         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->size);
6467 }
6468 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
6469
6470 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6471 {
6472         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->align);
6473 }
6474 SLAB_ATTR_RO(align);
6475
6476 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6477 {
6478         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->object_size);
6479 }
6480 SLAB_ATTR_RO(object_size);
6481
6482 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6483 {
6484         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
6485 }
6486 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
6487
6488 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6489 {
6490         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
6491 }
6492 SLAB_ATTR_RO(order);
6493
6494 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6495 {
6496         return sysfs_emit(buf, "%lu\n", s->min_partial);
6497 }
6498
6499 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6500                                  size_t length)
6501 {
6502         unsigned long min;
6503         int err;
6504
6505         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
6506         if (err)
6507                 return err;
6508
6509         s->min_partial = min;
6510         return length;
6511 }
6512 SLAB_ATTR(min_partial);
6513
6514 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6515 {
6516         unsigned int nr_partial = 0;
6517 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6518         nr_partial = s->cpu_partial;
6519 #endif
6520
6521         return sysfs_emit(buf, "%u\n", nr_partial);
6522 }
6523
6524 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6525                                  size_t length)
6526 {
6527         unsigned int objects;
6528         int err;
6529
6530         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
6531         if (err)
6532                 return err;
6533         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
6534                 return -EINVAL;
6535
6536         slub_set_cpu_partial(s, objects);
6537         flush_all(s);
6538         return length;
6539 }
6540 SLAB_ATTR(cpu_partial);
6541
6542 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6543 {
6544         if (!s->ctor)
6545                 return 0;
6546         return sysfs_emit(buf, "%pS\n", s->ctor);
6547 }
6548 SLAB_ATTR_RO(ctor);
6549
6550 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6551 {
6552         return sysfs_emit(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
6553 }
6554 SLAB_ATTR_RO(aliases);
6555
6556 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6557 {
6558         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
6559 }
6560 SLAB_ATTR_RO(partial);
6561
6562 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6563 {
6564         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
6565 }
6566 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
6567
6568 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6569 {
6570         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
6571 }
6572 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
6573
6574 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6575 {
6576         int objects = 0;
6577         int slabs = 0;
6578         int cpu __maybe_unused;
6579         int len = 0;
6580
6581 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6582         for_each_online_cpu(cpu) {
6583                 struct slab *slab;
6584
6585                 slab = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
6586
6587                 if (slab)
6588                         slabs += data_race(slab->slabs);
6589         }
6590 #endif
6591
6592         /* Approximate half-full slabs, see slub_set_cpu_partial() */
6593         objects = (slabs * oo_objects(s->oo)) / 2;
6594         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%d(%d)", objects, slabs);
6595
6596 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
6597         for_each_online_cpu(cpu) {
6598                 struct slab *slab;
6599
6600                 slab = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
6601                 if (slab) {
6602                         slabs = data_race(slab->slabs);
6603                         objects = (slabs * oo_objects(s->oo)) / 2;
6604                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%d(%d)",
6605                                              cpu, objects, slabs);
6606                 }
6607         }
6608 #endif
6609         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6610
6611         return len;
6612 }
6613 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
6614
6615 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6616 {
6617         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
6618 }
6619 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
6620
6621 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6622 {
6623         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
6624 }
6625 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
6626
6627 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
6628 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6629 {
6630         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
6631 }
6632 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
6633 #endif
6634
6635 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
6636 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6637 {
6638         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->usersize);
6639 }
6640 SLAB_ATTR_RO(usersize);
6641 #endif
6642
6643 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6644 {
6645         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
6646 }
6647 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
6648
6649 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6650 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6651 {
6652         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
6653 }
6654 SLAB_ATTR_RO(slabs);
6655
6656 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6657 {
6658         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
6659 }
6660 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
6661
6662 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6663 {
6664         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
6665 }
6666 SLAB_ATTR_RO(objects);
6667
6668 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6669 {
6670         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
6671 }
6672 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
6673
6674 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6675 {
6676         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
6677 }
6678 SLAB_ATTR_RO(trace);
6679
6680 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6681 {
6682         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
6683 }
6684
6685 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
6686
6687 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6688 {
6689         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
6690 }
6691
6692 SLAB_ATTR_RO(poison);
6693
6694 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6695 {
6696         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
6697 }
6698
6699 SLAB_ATTR_RO(store_user);
6700
6701 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6702 {
6703         return 0;
6704 }
6705
6706 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
6707                         const char *buf, size_t length)
6708 {
6709         int ret = -EINVAL;
6710
6711         if (buf[0] == '1' && kmem_cache_debug(s)) {
6712                 ret = validate_slab_cache(s);
6713                 if (ret >= 0)
6714                         ret = length;
6715         }
6716         return ret;
6717 }
6718 SLAB_ATTR(validate);
6719
6720 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
6721
6722 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
6723 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6724 {
6725         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
6726 }
6727
6728 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
6729                                 size_t length)
6730 {
6731         if (s->refcount > 1)
6732                 return -EINVAL;
6733
6734         if (buf[0] == '1')
6735                 WRITE_ONCE(s->flags, s->flags | SLAB_FAILSLAB);
6736         else
6737                 WRITE_ONCE(s->flags, s->flags & ~SLAB_FAILSLAB);
6738
6739         return length;
6740 }
6741 SLAB_ATTR(failslab);
6742 #endif
6743
6744 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6745 {
6746         return 0;
6747 }
6748
6749 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
6750                         const char *buf, size_t length)
6751 {
6752         if (buf[0] == '1')
6753                 kmem_cache_shrink(s);
6754         else
6755                 return -EINVAL;
6756         return length;
6757 }
6758 SLAB_ATTR(shrink);
6759
6760 #ifdef CONFIG_NUMA
6761 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6762 {
6763         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
6764 }
6765
6766 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
6767                                 const char *buf, size_t length)
6768 {
6769         unsigned int ratio;
6770         int err;
6771
6772         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
6773         if (err)
6774                 return err;
6775         if (ratio > 100)
6776                 return -ERANGE;
6777
6778         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
6779
6780         return length;
6781 }
6782 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
6783 #endif
6784
6785 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
6786 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
6787 {
6788         unsigned long sum  = 0;
6789         int cpu;
6790         int len = 0;
6791         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
6792
6793         if (!data)
6794                 return -ENOMEM;
6795
6796         for_each_online_cpu(cpu) {
6797                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
6798
6799                 data[cpu] = x;
6800                 sum += x;
6801         }
6802
6803         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", sum);
6804
6805 #ifdef CONFIG_SMP
6806         for_each_online_cpu(cpu) {
6807                 if (data[cpu])
6808                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%u",
6809                                              cpu, data[cpu]);
6810         }
6811 #endif
6812         kfree(data);
6813         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
6814
6815         return len;
6816 }
6817
6818 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
6819 {
6820         int cpu;
6821
6822         for_each_online_cpu(cpu)
6823                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
6824 }
6825
6826 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
6827 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
6828 {                                                               \
6829         return show_stat(s, buf, si);                           \
6830 }                                                               \
6831 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
6832                                 const char *buf, size_t length) \
6833 {                                                               \
6834         if (buf[0] != '0')                                      \
6835                 return -EINVAL;                                 \
6836         clear_stat(s, si);                                      \
6837         return length;                                          \
6838 }                                                               \
6839 SLAB_ATTR(text);                                                \
6840
6841 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
6842 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
6843 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
6844 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
6845 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
6846 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
6847 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
6848 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
6849 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
6850 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
6851 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
6852 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
6853 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
6854 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
6855 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
6856 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
6857 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
6858 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
6859 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
6860 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
6861 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
6862 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
6863 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
6864 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
6865 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
6866 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
6867 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
6868
6869 #ifdef CONFIG_KFENCE
6870 static ssize_t skip_kfence_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
6871 {
6872         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_SKIP_KFENCE));
6873 }
6874
6875 static ssize_t skip_kfence_store(struct kmem_cache *s,
6876                         const char *buf, size_t length)
6877 {
6878         int ret = length;
6879
6880         if (buf[0] == '0')
6881                 s->flags &= ~SLAB_SKIP_KFENCE;
6882         else if (buf[0] == '1')
6883                 s->flags |= SLAB_SKIP_KFENCE;
6884         else
6885                 ret = -EINVAL;
6886
6887         return ret;
6888 }
6889 SLAB_ATTR(skip_kfence);
6890 #endif
6891
6892 static struct attribute *slab_attrs[] = {
6893         &slab_size_attr.attr,
6894         &object_size_attr.attr,
6895         &objs_per_slab_attr.attr,
6896         &order_attr.attr,
6897         &min_partial_attr.attr,
6898         &cpu_partial_attr.attr,
6899         &objects_partial_attr.attr,
6900         &partial_attr.attr,
6901         &cpu_slabs_attr.attr,
6902         &ctor_attr.attr,
6903         &aliases_attr.attr,
6904         &align_attr.attr,
6905         &hwcache_align_attr.attr,
6906         &reclaim_account_attr.attr,
6907         &destroy_by_rcu_attr.attr,
6908         &shrink_attr.attr,
6909         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
6910 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6911         &total_objects_attr.attr,
6912         &objects_attr.attr,
6913         &slabs_attr.attr,
6914         &sanity_checks_attr.attr,
6915         &trace_attr.attr,
6916         &red_zone_attr.attr,
6917         &poison_attr.attr,
6918         &store_user_attr.attr,
6919         &validate_attr.attr,
6920 #endif
6921 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
6922         &cache_dma_attr.attr,
6923 #endif
6924 #ifdef CONFIG_NUMA
6925         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
6926 #endif
6927 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
6928         &alloc_fastpath_attr.attr,
6929         &alloc_slowpath_attr.attr,
6930         &free_fastpath_attr.attr,
6931         &free_slowpath_attr.attr,
6932         &free_frozen_attr.attr,
6933         &free_add_partial_attr.attr,
6934         &free_remove_partial_attr.attr,
6935         &alloc_from_partial_attr.attr,
6936         &alloc_slab_attr.attr,
6937         &alloc_refill_attr.attr,
6938         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
6939         &free_slab_attr.attr,
6940         &cpuslab_flush_attr.attr,
6941         &deactivate_full_attr.attr,
6942         &deactivate_empty_attr.attr,
6943         &deactivate_to_head_attr.attr,
6944         &deactivate_to_tail_attr.attr,
6945         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
6946         &deactivate_bypass_attr.attr,
6947         &order_fallback_attr.attr,
6948         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
6949         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
6950         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
6951         &cpu_partial_free_attr.attr,
6952         &cpu_partial_node_attr.attr,
6953         &cpu_partial_drain_attr.attr,
6954 #endif
6955 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
6956         &failslab_attr.attr,
6957 #endif
6958 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
6959         &usersize_attr.attr,
6960 #endif
6961 #ifdef CONFIG_KFENCE
6962         &skip_kfence_attr.attr,
6963 #endif
6964
6965         NULL
6966 };
6967
6968 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
6969         .attrs = slab_attrs,
6970 };
6971
6972 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
6973                                 struct attribute *attr,
6974                                 char *buf)
6975 {
6976         struct slab_attribute *attribute;
6977         struct kmem_cache *s;
6978
6979         attribute = to_slab_attr(attr);
6980         s = to_slab(kobj);
6981
6982         if (!attribute->show)
6983                 return -EIO;
6984
6985         return attribute->show(s, buf);
6986 }
6987
6988 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
6989                                 struct attribute *attr,
6990                                 const char *buf, size_t len)
6991 {
6992         struct slab_attribute *attribute;
6993         struct kmem_cache *s;
6994
6995         attribute = to_slab_attr(attr);
6996         s = to_slab(kobj);
6997
6998         if (!attribute->store)
6999                 return -EIO;
7000
7001         return attribute->store(s, buf, len);
7002 }
7003
7004 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
7005 {
7006         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
7007 }
7008
7009 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
7010         .show = slab_attr_show,
7011         .store = slab_attr_store,
7012 };
7013
7014 static const struct kobj_type slab_ktype = {
7015         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
7016         .release = kmem_cache_release,
7017 };
7018
7019 static struct kset *slab_kset;
7020
7021 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
7022 {
7023         return slab_kset;
7024 }
7025
7026 #define ID_STR_LENGTH 32
7027
7028 /* Create a unique string id for a slab cache:
7029  *
7030  * Format       :[flags-]size
7031  */
7032 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
7033 {
7034         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
7035         char *p = name;
7036
7037         if (!name)
7038                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7039
7040         *p++ = ':';
7041         /*
7042          * First flags affecting slabcache operations. We will only
7043          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
7044          * too many flags. The flags here must cover all flags that
7045          * are matched during merging to guarantee that the id is
7046          * unique.
7047          */
7048         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
7049                 *p++ = 'd';
7050         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
7051                 *p++ = 'D';
7052         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
7053                 *p++ = 'a';
7054         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
7055                 *p++ = 'F';
7056         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
7057                 *p++ = 'A';
7058         if (p != name + 1)
7059                 *p++ = '-';
7060         p += snprintf(p, ID_STR_LENGTH - (p - name), "%07u", s->size);
7061
7062         if (WARN_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1)) {
7063                 kfree(name);
7064                 return ERR_PTR(-EINVAL);
7065         }
7066         kmsan_unpoison_memory(name, p - name);
7067         return name;
7068 }
7069
7070 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
7071 {
7072         int err;
7073         const char *name;
7074         struct kset *kset = cache_kset(s);
7075         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
7076
7077         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
7078                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
7079                 unmergeable = 1;
7080
7081         if (unmergeable) {
7082                 /*
7083                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
7084                  * This is typically the case for debug situations. In that
7085                  * case we can catch duplicate names easily.
7086                  */
7087                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
7088                 name = s->name;
7089         } else {
7090                 /*
7091                  * Create a unique name for the slab as a target
7092                  * for the symlinks.
7093                  */
7094                 name = create_unique_id(s);
7095                 if (IS_ERR(name))
7096                         return PTR_ERR(name);
7097         }
7098
7099         s->kobj.kset = kset;
7100         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
7101         if (err)
7102                 goto out;
7103
7104         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
7105         if (err)
7106                 goto out_del_kobj;
7107
7108         if (!unmergeable) {
7109                 /* Setup first alias */
7110                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
7111         }
7112 out:
7113         if (!unmergeable)
7114                 kfree(name);
7115         return err;
7116 out_del_kobj:
7117         kobject_del(&s->kobj);
7118         goto out;
7119 }
7120
7121 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
7122 {
7123         kobject_del(&s->kobj);
7124 }
7125
7126 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
7127 {
7128         kobject_put(&s->kobj);
7129 }
7130
7131 /*
7132  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
7133  * available lest we lose that information.
7134  */
7135 struct saved_alias {
7136         struct kmem_cache *s;
7137         const char *name;
7138         struct saved_alias *next;
7139 };
7140
7141 static struct saved_alias *alias_list;
7142
7143 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
7144 {
7145         struct saved_alias *al;
7146
7147         if (slab_state == FULL) {
7148                 /*
7149                  * If we have a leftover link then remove it.
7150                  */
7151                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
7152                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
7153         }
7154
7155         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
7156         if (!al)
7157                 return -ENOMEM;
7158
7159         al->s = s;
7160         al->name = name;
7161         al->next = alias_list;
7162         alias_list = al;
7163         kmsan_unpoison_memory(al, sizeof(*al));
7164         return 0;
7165 }
7166
7167 static int __init slab_sysfs_init(void)
7168 {
7169         struct kmem_cache *s;
7170         int err;
7171
7172         mutex_lock(&slab_mutex);
7173
7174         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
7175         if (!slab_kset) {
7176                 mutex_unlock(&slab_mutex);
7177                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
7178                 return -ENOMEM;
7179         }
7180
7181         slab_state = FULL;
7182
7183         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
7184                 err = sysfs_slab_add(s);
7185                 if (err)
7186                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
7187                                s->name);
7188         }
7189
7190         while (alias_list) {
7191                 struct saved_alias *al = alias_list;
7192
7193                 alias_list = alias_list->next;
7194                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
7195                 if (err)
7196                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
7197                                al->name);
7198                 kfree(al);
7199         }
7200
7201         mutex_unlock(&slab_mutex);
7202         return 0;
7203 }
7204 late_initcall(slab_sysfs_init);
7205 #endif /* SLAB_SUPPORTS_SYSFS */
7206
7207 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) && defined(CONFIG_DEBUG_FS)
7208 static int slab_debugfs_show(struct seq_file *seq, void *v)
7209 {
7210         struct loc_track *t = seq->private;
7211         struct location *l;
7212         unsigned long idx;
7213
7214         idx = (unsigned long) t->idx;
7215         if (idx < t->count) {
7216                 l = &t->loc[idx];
7217
7218                 seq_printf(seq, "%7ld ", l->count);
7219
7220                 if (l->addr)
7221                         seq_printf(seq, "%pS", (void *)l->addr);
7222                 else
7223                         seq_puts(seq, "<not-available>");
7224
7225                 if (l->waste)
7226                         seq_printf(seq, " waste=%lu/%lu",
7227                                 l->count * l->waste, l->waste);
7228
7229                 if (l->sum_time != l->min_time) {
7230                         seq_printf(seq, " age=%ld/%llu/%ld",
7231                                 l->min_time, div_u64(l->sum_time, l->count),
7232                                 l->max_time);
7233                 } else
7234                         seq_printf(seq, " age=%ld", l->min_time);
7235
7236                 if (l->min_pid != l->max_pid)
7237                         seq_printf(seq, " pid=%ld-%ld", l->min_pid, l->max_pid);
7238                 else
7239                         seq_printf(seq, " pid=%ld",
7240                                 l->min_pid);
7241
7242                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)))
7243                         seq_printf(seq, " cpus=%*pbl",
7244                                  cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
7245
7246                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes))
7247                         seq_printf(seq, " nodes=%*pbl",
7248                                  nodemask_pr_args(&l->nodes));
7249
7250 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
7251                 {
7252                         depot_stack_handle_t handle;
7253                         unsigned long *entries;
7254                         unsigned int nr_entries, j;
7255
7256                         handle = READ_ONCE(l->handle);
7257                         if (handle) {
7258                                 nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
7259                                 seq_puts(seq, "\n");
7260                                 for (j = 0; j < nr_entries; j++)
7261                                         seq_printf(seq, "        %pS\n", (void *)entries[j]);
7262                         }
7263                 }
7264 #endif
7265                 seq_puts(seq, "\n");
7266         }
7267
7268         if (!idx && !t->count)
7269                 seq_puts(seq, "No data\n");
7270
7271         return 0;
7272 }
7273
7274 static void slab_debugfs_stop(struct seq_file *seq, void *v)
7275 {
7276 }
7277
7278 static void *slab_debugfs_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *ppos)
7279 {
7280         struct loc_track *t = seq->private;
7281
7282         t->idx = ++(*ppos);
7283         if (*ppos <= t->count)
7284                 return ppos;
7285
7286         return NULL;
7287 }
7288
7289 static int cmp_loc_by_count(const void *a, const void *b, const void *data)
7290 {
7291         struct location *loc1 = (struct location *)a;
7292         struct location *loc2 = (struct location *)b;
7293
7294         if (loc1->count > loc2->count)
7295                 return -1;
7296         else
7297                 return 1;
7298 }
7299
7300 static void *slab_debugfs_start(struct seq_file *seq, loff_t *ppos)
7301 {
7302         struct loc_track *t = seq->private;
7303
7304         t->idx = *ppos;
7305         return ppos;
7306 }
7307
7308 static const struct seq_operations slab_debugfs_sops = {
7309         .start  = slab_debugfs_start,
7310         .next   = slab_debugfs_next,
7311         .stop   = slab_debugfs_stop,
7312         .show   = slab_debugfs_show,
7313 };
7314
7315 static int slab_debug_trace_open(struct inode *inode, struct file *filep)
7316 {
7317
7318         struct kmem_cache_node *n;
7319         enum track_item alloc;
7320         int node;
7321         struct loc_track *t = __seq_open_private(filep, &slab_debugfs_sops,
7322                                                 sizeof(struct loc_track));
7323         struct kmem_cache *s = file_inode(filep)->i_private;
7324         unsigned long *obj_map;
7325
7326         if (!t)
7327                 return -ENOMEM;
7328
7329         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
7330         if (!obj_map) {
7331                 seq_release_private(inode, filep);
7332                 return -ENOMEM;
7333         }
7334
7335         if (strcmp(filep->f_path.dentry->d_name.name, "alloc_traces") == 0)
7336                 alloc = TRACK_ALLOC;
7337         else
7338                 alloc = TRACK_FREE;
7339
7340         if (!alloc_loc_track(t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location), GFP_KERNEL)) {
7341                 bitmap_free(obj_map);
7342                 seq_release_private(inode, filep);
7343                 return -ENOMEM;
7344         }
7345
7346         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
7347                 unsigned long flags;
7348                 struct slab *slab;
7349
7350                 if (!node_nr_slabs(n))
7351                         continue;
7352
7353                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
7354                 list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
7355                         process_slab(t, s, slab, alloc, obj_map);
7356                 list_for_each_entry(slab, &n->full, slab_list)
7357                         process_slab(t, s, slab, alloc, obj_map);
7358                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
7359         }
7360
7361         /* Sort locations by count */
7362         sort_r(t->loc, t->count, sizeof(struct location),
7363                 cmp_loc_by_count, NULL, NULL);
7364
7365         bitmap_free(obj_map);
7366         return 0;
7367 }
7368
7369 static int slab_debug_trace_release(struct inode *inode, struct file *file)
7370 {
7371         struct seq_file *seq = file->private_data;
7372         struct loc_track *t = seq->private;
7373
7374         free_loc_track(t);
7375         return seq_release_private(inode, file);
7376 }
7377
7378 static const struct file_operations slab_debugfs_fops = {
7379         .open    = slab_debug_trace_open,
7380         .read    = seq_read,
7381         .llseek  = seq_lseek,
7382         .release = slab_debug_trace_release,
7383 };
7384
7385 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
7386 {
7387         struct dentry *slab_cache_dir;
7388
7389         if (unlikely(!slab_debugfs_root))
7390                 return;
7391
7392         slab_cache_dir = debugfs_create_dir(s->name, slab_debugfs_root);
7393
7394         debugfs_create_file("alloc_traces", 0400,
7395                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
7396
7397         debugfs_create_file("free_traces", 0400,
7398                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
7399 }
7400
7401 void debugfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
7402 {
7403         debugfs_lookup_and_remove(s->name, slab_debugfs_root);
7404 }
7405
7406 static int __init slab_debugfs_init(void)
7407 {
7408         struct kmem_cache *s;
7409
7410         slab_debugfs_root = debugfs_create_dir("slab", NULL);
7411
7412         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
7413                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
7414                         debugfs_slab_add(s);
7415
7416         return 0;
7417
7418 }
7419 __initcall(slab_debugfs_init);
7420 #endif
7421 /*
7422  * The /proc/slabinfo ABI
7423  */
7424 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
7425 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
7426 {
7427         unsigned long nr_slabs = 0;
7428         unsigned long nr_objs = 0;
7429         unsigned long nr_free = 0;
7430         int node;
7431         struct kmem_cache_node *n;
7432
7433         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
7434                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
7435                 nr_objs += node_nr_objs(n);
7436                 nr_free += count_partial_free_approx(n);
7437         }
7438
7439         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
7440         sinfo->num_objs = nr_objs;
7441         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
7442         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
7443         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
7444         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
7445 }
7446 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
This page took 0.458771 seconds and 4 git commands to generate.